Виды и устройство осциллографов
Осциллограф — прибор для исследования амплитудных и временных параметров электрического сигнала. Принцип работы осциллографов: стробоскопического с внешней и внутренней синхронизацией, цифрового запоминающего, микропроцессорного с матричным индикатором.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.10.2014 |
| Размер файла | 173,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Стробоскопические осциллографы
При отклонении луча в электронно-лучевой трубке пластинами, электрон должен успевать отклоняться полем этой пластины, для этого время, за которое он пройдет расстояние до пластины должно быть значительно меньше с периодом сигнала . На высоких частотах и становятся соизмеримыми и применение этих осциллографов становится невозможным. Более быстрыми являются осциллографы, в которых в качестве отклоняющей системы используются катушки индуктивности (рис. 1).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1
На рисунке -- это фазовая скорость волны. Напряжение на катушках подбирают таким, чтобы . ЭЛТ с такой отклоняющей системой очень дорогие, кроме того, их недостатками являются сложность и низкая чувствительность. Более дешевыми осциллографами для работы с сигналами высокой частоты являются стробоскопические осциллографы, основанные на использовании стробоскопического эффекта. Эти осциллографы работают на частотах выше 300 МГц, и позволяют просматривать очень короткие импульсы. Верхняя граничная частота в спектре импульса для стробоскопических осциллографов составляет . Принцип работы стробоскопического осциллографа заключается в том, что выборку можно делать не с одного импульса, а с последовательности, т.е. можно как бы расширить импульс, не меняя его формы. Структурная схема такого осциллографа изображена на рис. 2.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 2
Стробоскопические осциллографы могут быть с внешней и внутренней синхронизацией. Мы рассмотрим схему с внешней синхронизацией. Задающие импульсы -- импульсы, которые запускают исследуемые импульсы. На рис. 3 изображены временные диаграммы в разных точках схемы.
Рис. 3
На рисунке -- это длительность импульса подсвета. Сдвиг определяет количество точек, снимаемых с одного импульса . Число выборок
(1)
Период стробирующих импульсов выбирается равным
, (2)
где -- порядковый номер выборки. Длительность полученного расширенного сигнала равна
(3)
Коэффициент преобразования имеет вид
, (4)
где q -- скважность сигнала, , она имеет порядок .
Обычно составляет , это значит, что во столько раз происходит расширение длины импульса, и во столько же раз уменьшается . Это позволяет просматривать импульс на обычном осциллографе.
Запоминающий осциллограф
Запоминающий осциллограф -- осциллограф с запоминающей электронной трубкой (ЗЭЛТ). Запоминающая трубка устроена следующим образом: Перед люминофором находится мишень, тонкая сетка, покрытая диэлектриком. Если потенциал сетки сделать отрицательным, то она будет препятствовать прохождению электронов, если положительный, то электрон будет проходить. ЗЭЛТ имеет 3 режима работы:
1. Запись. Сетка имеет нулевой потенциал. Электронный луч “прочерчивает” осциллограмму на мишени и выбивает вторичные электроны. Таким образом, на траектории луча потенциал мишени становится положительным. Этот потенциал может храниться в течение довольно длительного времени.
2. Воспроизведение. Равномерный сплошной поток электронов попадает на сетку мишени и проходит через нее только там, где потенциал этой сетки положительный, т. е. там, где проходил электронный луч при записи. формируя на люминофоре трубки осциллограмму.
3. Стирание. Электронный луч с медленными электронами, пробегая по всей площади мишени, стирает положительный потенциал.
Осциллографы ЗЭЛТ не нашли широкого применения из-за появления цифровых устройств. На рис. 4 изображена упрощенная структурная схема цифрового запоминающего осциллографа.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 4
На схеме контроллер управляет всей работой осциллографа. Развертка может производиться как внешним сигналом, так и внутренним. Масштабирующее устройство выполняет функции входного устройства: обеспечивает высокое входное сопротивление и позволяет автоматически изменять чувствительность (как рассмотренное выше устройство автоматического определения предела). Запоминающее устройство (ЗУ) запоминает цифровой код, полученный из АЦП. АЦП должен быть достаточно быстродействующим:
(5)
стробоскопический цифровой матричный осциллограф
Частота работы схемы осциллографа задается генератором тактовых импульсов, находящимся в контроллере. Период тактовых импульсов должен быть
(6)
В качестве АЦП обычно используется параллельный АЦП. С выхода устройства выборки и хранения (УВХ) на вход АЦП подается мелко-ступенчатый сигнал. Развертка на ЭЛТ также делается ступенчатой. С контроллера на ЦАП подаются возрастающие числа 0, 1, 2, ... В результате на экране осциллографа осциллограмма представляется в виде точек.
Осуществить одновременную запись в ЗУ и считывание на высокой частоте невозможно и поэтому используется 2 ЗУ, в которые попеременно записывается и считывается код.
Частотный диапазон цифрового запоминающего осциллографа определяется частотой АЦП и составляет порядок десятка МГц. Частота может быть еще повышена, если осциллограф снабдить стробоскопическим устройством.
Микропроцессорные (вычислительные) осциллографы
Микропроцессорный осциллограф представляет собой сочетание обычного осциллографа с микро ЭВМ. Такой осциллограф позволяет запоминать сигнал, в цифровом виде, а также выдавать параметры сигнала, производить арифметические и алгебраические операции, подсчитывать действующие значения величин, прямое и обратное преобразования Фурье. Данный осциллограф может иметь выход на внешнюю ЭВМ.
Микропроцессорный осциллограф состоит из 3 блоков:
1) Аналоговый блок
2) Блок синхронизации, который содержит: генератор тактовых импульсов, АЦП и ЦАП.
3) Вычислительный блок, содержащий ПЗУ, ОЗУ и микропроцессор.
Осциллографы с матричными индикаторами
В рассмотренных ранее осциллографах недостатком является лучевая трубка из-за больших размеров, веса и хрупкости. Это обуславливает применение матричных индикаторов в осциллографе.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 5
Матричный индикатор -- плоская конструкция, содержащая большое количество горизонтальных и вертикальных проводников, расположенных на разных слоях и не пересекающихся. В точке их совмещения находится светоизлучающий двухполюсник (светодиод, плазменный, люминесцентный или ЖК элемент). Коммутаторы могут переключать проводники, на которые прикладывается напряжение. В любой момент времени напряжение прикладывается только на один вертикальный и один горизонтальный проводники, т. е. в каждый момент времени светится только одна точка. При этом напряжение осуществляет горизонтальную развертку, а напряжение -- вертикальную (рис. 5).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рассмотрение технических характеристик современных осциллографов. Описание принципов работы малогабаритного двулучевого осциллографа и вычисление потребляемой мощности. Разработка принципиальной схемы устройства исследования сигнала в формате Splan.
курсовая работа [501,3 K], добавлен 04.05.2014Метрологические характеристики, контролируемые при поверке электронно-счетных частотомеров. Средства, методы и схемы поверки. Определение относительной погрешности по частоте опорного кварцевого генератора. Поверка электронно-лучевых осциллографов.
реферат [154,6 K], добавлен 09.02.2009Рассмотрение устройства, принципа действия и погрешностей импульсных и селективных вольтметров, универсальных электролучевых осциллографов, серийных цифровых частотомеров, измерителей индуктивности, емкости и корреляционной функции случайного сигнала.
контрольная работа [108,6 K], добавлен 01.05.2010Проектирование цифрового регулятора для построения электропривода с фазовой синхронизацией, работающего в области низких частот вращения. Основные функции цифрового регулятора. Структура и расчет параметров регулятора и системы управления электропривода.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 02.01.2011Схема цифрового канала связи. Расчет характеристик колоколообразного сигнала: полной энергии и ограничения практической ширины спектра. Аналитическая запись экспоненциального сигнала. Временная функция осциллирующего сигнала. Параметры цифрового сигнала.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.02.2013Принцип работы и назначение амплитудного детектора, элементы и их взаимодействие. Виды схем амплитудных детекторов их современная элементная база. Порядок проектирования и предварительного электрического расчета приемника, его практическая апробация.
курсовая работа [721,5 K], добавлен 17.01.2010Расчёт энергетических характеристик сигналов и информационных характеристик канала. Определение кодовой последовательности. Характеристики модулированного сигнала. Расчет вероятности ошибки оптимального демодулятора. Граничные частоты спектров сигналов.
курсовая работа [520,4 K], добавлен 07.02.2013Структурная схема микропроцессорного устройства для определения частоты сигнала. Выбор микроконтроллера, описание алгоритма нахождения частоты. Алгоритм работы программы управления микропроцессорным устройством. Программа работы микропроцессора.
курсовая работа [605,7 K], добавлен 24.11.2014Проектирование цифровой системы передачи на основе технологии PDH. Частота дискретизации телефонных сигналов. Структура временных циклов первичного цифрового сигнала и расчет тактовой частоты агрегатного цифрового сигнала. Длина регенерационного участка.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 07.05.2011Электронные вольтметры переменного напряжения. Вольтметр на микроконтроллере AVR с матричным индикатором и автоматическим выбором пределов измерения. Разработка электрической принципиальной схемы. Последовательность преобразования аналогового сигнала.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 24.04.2013Построение графиков амплитудного и фазового спектров периодического сигнала. Расчет рекурсивного цифрового фильтра, цифрового спектра сигнала с помощью дискретного преобразования Фурье. Оценка спектральной плотности мощности входного и выходного сигнала.
контрольная работа [434,7 K], добавлен 10.05.2013Особенности проектирования микропроцессорного устройства "Цифровой осциллограф". Выбор микроконтроллера, описание периферийных устройств. Разработка принципиальной схемы устройства и программы для микроконтроллера, осуществляющей все функции устройства.
курсовая работа [923,5 K], добавлен 24.12.2012Описание основных блоков микропроцессорного устройства управления и обоснование выбора элементной базы. Основные особенности микроконтроллера. Принцип передачи сигнала. Согласование и конфигурация линии связи. Подключение приемников-передатчиков.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.12.2014Принципы измерения напряжения посредством аналоговых электронных вольтметров. Описание структурной схемы цифрового вольтметра постоянного тока. Понятие об амплитудном значении напряжения. Особенности использования амплитудных детекторов в вольтметрах.
контрольная работа [404,7 K], добавлен 08.07.2014Конструктивные особенности типовых элементов схемы: микросхема КР1533ИР8, резистор R2-R26, соединитель штыревой Х1PLS-40R. Конструктивно-технологичские требования к проектированию платы. Расчет параметров и описание метода изготовления печатной платы.
курсовая работа [430,0 K], добавлен 18.04.2014Техника безопасности и охраны труда на предприятии. Общие сведения о диспетчерском радиолокаторе, его технические характеристики, принцип работы и структура. Устройство и принцип работы прибора передатчик-приемник, электрические параметры ячейки Д2ХК251.
отчет по практике [994,3 K], добавлен 21.12.2010Реализация разделения цифрового потока от приемника SPDIF для подачи его на микросхемы ЦАП. Оптимизация схемы получения лучших условий прохождения сигнала. Моделирование работы схемы на языке VHDL. Фильтрация питания с большим числом цифровых микросхем.
курсовая работа [472,0 K], добавлен 24.09.2010Общие сведения о микропроцессорных системах. Архитектура микроконтроллера Attiny 45-20. Принцип работы осциллографа - измерительного прибора для наблюдения зависимости между двумя или несколькими быстро меняющимися величинами, его электрическая схема.
курсовая работа [289,4 K], добавлен 18.05.2014Характеристика и принцип работы индикатора технологического микропроцессорного ИТМ-20, его назначение и сферы применения. Параметры конфигурации и особенности конструкции данного прибора, техническая характеристика его частей, функциональные возможности.
реферат [165,2 K], добавлен 31.01.2010Свойства аналоговых сигналов. Речевые звуковые вибрации. "Аналоговое" преобразование сигнала. Понятие цифрового сигнала и полосы пропускания. Аналоговые приборы. Преобразователи электрических сигналов. Преимущества цифровых приборов перед аналоговыми.
реферат [65,6 K], добавлен 20.12.2012
