Электронно-лучевой осциллограф (руководство к лаборатоной работе), страница 3

Граничной частотой называют значение частоты отклоняющего напряжения, период которого соизмерим с временем пролета электронов луча вдоль пути между парами пластин вертикального и горизонтального отклонения. При этом появляется фазовый сдвиг между отклоняющими напряжениями по вертикали и по горизонтали, приводящий к искажению осциллограммы. Кроме того, на высоких частотах возникает опасность резонансных явлений за счет емкостей и индуктивностей отклоняющих пластин. Все это ограничивает рабочую частоту трубок широкого применения диапазоном 100—200 МГц.

Экран осциллографической трубки представляет собой тонкий слой люминофора, нанесенный на внутреннюю сторону торцевой стенки (дна) трубки. Дно в большинстве трубок выпуклое, но все чаще появляются трубки с плоским дном. Наибольшее распространение получили прямоугольные трубки  с диагональю экрана 130, 160, 180 и 200мм. Рабочая часть экрана значительно меньше и составляет 20—40% площади экрана. Важной характеристикой экрана является его послесвечение. Длительностью послесвечения называется интервал времени, в течение которого яркость уменьшается до 1% яркости в момент прекращения действия электронного луча. Коротким послесвечением называется интервал менее 0,01 с, средним—до 0,1 с, длительным — более 0,1 с. Трубки с длительным послесвечением облегчают наблюдение непериодических и медленно изменяющихся процессов. Входная емкость пары отклоняющих пластин колеблется от 3 до 8 пФ; емкость одной пластины относительно остальных составляет 5—13 пФ.

Для одновременного наблюдения нескольких осциллограмм выпускаются двух- и пятилучевые трубки. Для каждого луча имеются отдельные электронные прожекторы и отклоняющие пластины. Уменьшение взаимного влияния лучей и отклоняющих напряжений достигается тщательным экранированием соответствующих пластин и электронных прожекторов друг от друга.

Электроннолучевые запоминающие трубки с видимым изображением позволяют сохранять осциллограмму на экране осциллографа от нескольких минут до нескольких суток; они отличаются повышенной яркостью свечения экрана, до нескольких тысяч нит. С их помощью можно исследовать однократные быстрые процессы без обязательного фотографирования.

3. Осциллографические развертки

При одновременном воздействии на электронный луч двух переменных напряжений иy и их на экране осциллографа появляется осциллограмма в виде линии или фигуры. Вид этой фигуры зависит от формы, частоты и величины каждого из приложенных к отклоняющим пластинам напряжений. Исследуемое напряжение, поступающее на пластины Y, представляется на экране развернутым по оси X по закону изменения напряжения развертки. В зависимости от формы последнего развертка бывает линейная и синусоидальная. Если развертывающее напряжение подается на обе пары пластин, то названия разверток соответствуют форме получающейся при этом фигуры: круговая, эллиптическая, спиральная. Наибольшее применение в измерительной технике находят линейная, синусоидальная и круговая развертка, реже используется спиральная.

Все развертки могут быть непрерывными и ждущими. Для изучения непрерывных периодических процессов развертывающее напряжение также может быть непрерывным, при наблюдении непериодических или периодических импульсных, процессов с большой скважностью применяется так называемая ждущая развертка. Она отличается от непрерывной тем, что развертывающее напряжение подается на пластины трубки только тогда, когда на вход осциллографа поступает синхронизирующий сигнал (импульс). При отсутствии последнего развертка не работает, «ждет». Для исследования однократных процессов, форма которых не повторяется (грозовые и электрические разряды, помехи от свечей зажигания двигателей внутреннего сгорания, переходные процессы и т. п.), применяется однократная (одноразовая) развертка, возникающая под действием запускающего импульса и длящаяся только один период. Запускающий импульс часто формируется из исследуемого сигнала.