Snemanje električnih procesov z elektronskim osciloskopom

Uporaba katodnih osciloskopov

Osciloskop z elektronskim žarkom je večnamenska merilna naprava, ki omogoča vizualno opazovanje in snemanje naključnih, posameznih aperiodičnih in periodičnih električnih procesov v frekvenčnem območju od nič (enosmerni tok) do gigaherčnih enot. Poleg kvalitativne ocene proučevanih procesov vam osciloskop omogoča merjenje:

• amplituda in trenutna vrednost toka in napetosti;

• časovni parametri signala (delovni cikel, frekvenca, čas vzpona, faza itd.);

• fazni premik; frekvenca harmoničnih signalov (metoda Lissajousovih figur in krožnega premetavanja),

• amplitudno-frekvenčne in fazne karakteristike itd.

Osciloskop se lahko uporablja kot sestavni del zahtevnejše merilne opreme, na primer v mostičnih vezjih kot ničelni organ, v merilnikih frekvenčnega odziva itd.

Visoka občutljivost osciloskopa določa možnost preučevanja zelo šibkih signalov, visoka vhodna impedanca pa povzroča majhen učinek na načine proučevanih vezij. Po dogovoru so katodni osciloskopi razdeljeni na univerzalne in splošne (tip C1), hitre in stroboskopske (tip C7), pomnilniške (tip C8), posebne (tip C9), snemanje s snemanjem na foto papir (tip H). Vsi so lahko eno-, dvo- in večnožni.

Osciloskopi za splošno uporabo

Univerzalni osciloskopi so vsestranski zaradi uporabe zamenljivih naprav (na primer predojačevalniki v C1-15). Pasovna širina je od 0 do sto megahercev, amplituda preiskovanega signala je od deset mikrovoltov do stotin voltov. Osciloskopi za splošno uporabo se uporabljajo za preučevanje nizkofrekvenčnih procesov, impulznih signalov. Imajo frekvenčni pas od 0 do deset megahercev, amplitudo proučevanega signala od enot milivoltov do stotin voltov.

Visokohitrostni osciloskopi

Visokohitrostni osciloskopi so zasnovani za snemanje posameznih in ponavljajočih se impulznih signalov v frekvenčnem pasu reda velikosti nekaj gigahercev.

Stroboskopski osciloskopi

Stroboskopski osciloskopi so zasnovani za preučevanje hitrih ponavljajočih se signalov v frekvenčnem območju od nič do gigahercev, pri čemer se preiskuje amplituda signala od milivoltov do voltov.

Shranjevanje osciloskopov

Shranjevalni osciloskopi so zasnovani za snemanje posameznih in redko ponavljajočih se signalov. Pasovna širina je do 20 MHz s proučevano amplitudo signala od deset milivoltov do stotin voltov. Čas predvajanja posnete slike od 1 do 30 minut.

Za snemanje hitrih in prehodnih procesov na fotografski papir se uporabljajo osciloskopi z elektronskim žarkom s fotooptično metodo prenosa žarka na zapisovalni medij, na primer H023. Visoka hitrost snemanja (do 2000 m / s) in velik razpon posnetih frekvenc (do sto kilohercev) omogočata uporabo teh osciloskopov, če ni mogoče uporabiti tistih s svetlobnimi žarki, ki imajo relativno nizko hitrost snemanja in razpon posnetih frekvenc. Glavne tehnične značilnosti osciloskopov H023 in H063 so podane v referenčnih knjigah.

Uporaba osciloskopov s svetlobnim žarkom

Za viden zapis hitrih procesov so najpogostejši osciloskopi s svetlobnim snopom s snemanjem na posebnem na ultravijolične žarke občutljivem oscilografskem foto papirju.

Glavna prednost osciloskopov s svetlobnim snopom je zmožnost pridobitve vidnega zapisa v pravokotnih koordinatah v velikem dinamičnem območju (do 50 dB). Delovni frekvenčni pas osciloskopov s svetlobnim žarkom ne presega 15.000 Hz, največja hitrost snemanja za osciloskope s svetlobnim žarkom je do 2000 m / s, za elektrografsko osvetljene svetlobne žarke 6-50 m / s. Za hkratno opazovanje in snemanje več električnih procesov imajo osciloskopi več oscilografskih galvanometrov (običajno magnetoelektrični sistem), katerih število lahko doseže 24 (pri osciloskopu H043.2) in več.

Oscilografijo lahko izvajamo na UV fotografskem papirju ali fotografskem filmu s kemičnim fotografskim razvijanjem.Oscilografija na UV papirju se izvaja z živosrebrno svetilko z direktnim razvijanjem svetlobe, kar znatno pospeši proces oscilografiranja in se uporablja v primerih, ko je potrebno pridobiti npr. testni oscilogram. Pomanjkljivost UV-foto papirja je, da na njem dobljeni oscilogrami sčasoma izgubijo kontrast zaradi potemnitve ozadja. Občutljivost fotografskega papirja in svetlost osvetlitve je treba izbrati tako visoko kot hitrost oscilografije in nastaviti s snemanjem testnih oscilogramov.

Osciloskopi so običajno opremljeni z galvanometri z različnimi frekvenčnimi pasovi delovanja. Pri uporabi galvanometra, katerega delovna frekvenca ni znana, se lahko zgornja meja frekvence vzame za polovico naravne frekvence galvanometra. Lastna frekvenca galvanometra je na njem označena s pomišljajem za oznako tipa. Za omejevanje delovnega toka galvanometra se uporabljajo standardne šantne omarice in dodatni upori. Za oscilografske primere visokih tokov (več kot 6 A) ali visokih napetosti (več kot 600 V) se običajno uporabljajo instrumentalni transformatorji.

Da bi dosegli največji nihaj žarka na oscilogramu (70-80% širine uporabljenega papirja), morate izbrati galvanometer, katerega delovni tok bo blizu največjega.

Najpogosteje uporabljene vrste osciloskopov s svetlobnim žarkom in njihovi osnovni tehnični podatki so navedeni v priročnikih.