Если мы хотим одновременно наблюдать несколько сигналов с целью исследования их когерентности во времени, то можно воспользоваться осциллографом с ЭЛТ с несколькими электронными пушками и несколькими парами пластин вертикального отклонения. По горизонтали все электронные лучи отклоняются одной парой пластин. Очевидно, что это дорогое решение. Проще и дешевле применить метод (временного) мультиплексирования (см. параграф 2.2). Однако, чтобы сделать это, ширина полосы ЭЛТ и усилителей отклонения должна быть достаточно большой. Временное мультиплексирование ЭЛТ можно осуществить следующим образом: сигнал запуска формируется из входного сигнала с самым крутым наклоном. После запуска развертки на экране индицируется первый сигнал. Затем на вход усилителя в канале у подается второй сигнал. Этот второй сигнал индицируется, начиная с очередного момента запуска развертки первым сигналом. Между двумя осциллограммами устанавливается смещение по вертикали путем подачи на пластины вертикального отклонения нужного постоянного напряжения. Такой режим работы называется чередования. К сожалению, он имеет два недостатка. При медленной развертке оба луча начинают мерцать. Кроме того, временное соотношение между двумя сигналами сохраняется не точно, поскольку обе осциллограммы синхронизованы первым сигналом и вторая осциллограмма воспроизводится спустя некоторое время после первой. Эти недостатки можно устранить, очень быстро переходя от одного сигнала к другому (с частотой порядка 250 кГц), в так называемом режиме переключения. Обе осциллограммы вычерчиваются в этом случае практически одновременно. Часть одной осциллограммы рисуется в течение паузы в изображении другой. Если время развертки установлено большим по сравнению с временем переключения, то части осциллограммы сливаются и каждая из них выглядит как непрерывная.
Чтобы наблюдать на осциллографе сигналы очень высокой частоты, необходимо иметь чрезвычайно широкие полосы усилителя в канале у, линии задержки и ЭЛТ. Из рис. 3.74 следует, что это приводит к дорогостоящим решениям. Однако даже в том случае, когда ширина полосы осциллографа слишком узка, чтобы непосредственно наблюдать эти сигналы, им все же можно воспользоваться при условии, что входные сигналы являются периодическими. Это можно сделать используя когерентные выборки (см. рис. 2.9). С каждым импульсом запуска (то есть каждый раз, когда входной сигнал превышает некоторый уровень) берется единственная выборка входного сигнала. Последовательные выборки немного
смещены во времени относительно исходного момента запуска. Эффект состоит в том, что каждая следующая выборка берется на небольшой интервал времени d позднее предыдущей. Когда эти выборки выводятся на экран при значительно более медленной развертке, форма первоначального высокочастотного сигнала восстанавливается правильно. Стробоскопический осциллограф с шириной полосы, например, 20 кГц вполне может быть применен для получения изображения периодических входных сигналов с частотой до 15 ГГц !
Сигнал, который необходимо увидеть с помощью осциллографа, нельзя непосредственно подать на отклоняющие пластины ЭЛТ, поскольку чувствительность отклоняющих пластин слишком мала, а их емкость будет нагружать измеряемый источник. Поэтому между входом у и отклоняющими пластинами помещают усилитель. Изменение коэффициента усиления этого усилителя (регулировку чувствительности) производят скачкообразно.
Если чувствительность вертикального отклонения у данной ЭЛТ равна 10 В/см, то для наблюдения малых по величине входных сигналов при чувствительности 20 мкВ/см, необходим коэффициент усиления в канала у, равный 5´105. При этом достижимая ширина полосы не очень велика (500 кГц). При большей ширине полосы коэффициент усиления не может быть сделан слишком большим, так как произведение коэффициента усиления А на ширину полосы В является приблизительно постоянной величиной. В нашем примере АВ » 2,5´1011. Это означает, что если мы хотим иметь полосу 250 МГц, то нельзя получить коэффициент усиления больше, чем 103. Следовательно, чувствительность такого осциллографа на самом чувствительном диапазоне составила бы только 10 мВ/см.
Часто осциллографы применяются для анализа импульсных сигналов. На рис. 4.14 приведены определения различных характеристик прямоугольных колебаний. На форму сигнала влияет динамическое поведение (частотная характеристика) системы, через которую проходит сигнал.
Обычно усилители для осциллографов разрабатываются так, чтобы усилить импульс с возможно меньшими искажениями, и у них выброс и звон, возникающие в выходном сигнале при скачке напряжения на входе, меньше 2%. При этом подразумевается, что частотная характеристика не является максимально плоской.
По спаду плоской вершины импульса можно
судить о поведении передающей системы в области низких частот, как показано на
рис. 4.14 (b). При плохой характеристике на низких частотах, то есть в случае,
когда нижняя граничная частота системы 
выбрана
слишком большой, вершина импульса не будет плоской, а будет медленно спадать.
Степень спада является мерой несоответствия низкочастотной части
характеристики наблюдаемому сигналу.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.