Описание электрической цепи заряд, ток, напряжение, мощность, энергия Электрическим зарядом
 Скачать 2.86 Mb.
|
|
действующих значениях гармонических сигналов. 5.6. Цифровые измерители тока и напряжения Простейшие цифровые амперметры и вольтметры реализуются на базе рассмотренных аналоговых измерителей, в которых в качестве отсчетного устройства вместо стрелочного амперметра используется аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и многоразрядный цифровой индикатор. Пример универсального прибора (мультиметра) показан на рис. 5.8.  Рис. 5.8 При измерении гармонических токов и напряжений рассматриваемые цифровые приборы показывают их действующие значения. Для негармонических сигналов известной формы показания этих измерителей необходимо пересчитывать. Известны цифровые измерители действующих значений сигналов произвольной формы. 5.7. Работа электронного осциллографа Электронный осциллограф предназначен для визуализации временных диаграмм сигналов и измерения их параметров по осям времени и уровня. Основой прибора является электронно-лучевая трубка в виде удлиненной стеклянной вакуумированной колбы, показанной на рис. 5.9а.  Рис. 5.9 На внутреннем торце колбы нанесен слой люминофора, который начинает испускать свет (зеленый или синий) при попадании на него потока электронов (электронного луча), который формируется электронной пушкой (ЭП), показанной на рис. 5.9а. Движение луча с постоянной скоростью по горизонтали (оси или на рис. 5.9б) вызывается линейно растущим (пилообразным) напряжением развертки , подаваемым на пластины горизонтального отклонения, форма этого напряжения развёртки показана на рис. 5.10а. Входной сигнал осциллографа  подается на пластины вертикального отклонения луча  . Пример входного гармонического сигнала показан на рис. 5.10б. Рис. 5.10 Совместным повторяющимся движением луча по горизонтали и вертикали на экране (на слое люминофора) формируется светящееся изображение временной диаграммы входного сигнала (рис. 5.10б). На экране изображена сетка, по делениям которой производятся измерения временных интервалов (на рис. 5.10б шаг сетки по оси времени (по горизонтали) 1мс/деление, тогда период сигнала равен одно деление сетки или 1 мс). Входной сигнал отклоняет луч по вертикали и сетка позволяет измерять его уровень (в примере на рис. 5.10б шаг сетки равен 1 В/деление, тогда размах сигнала равен 4 В, а амплитуда соответственно 2 В).Изображение на экране будет устойчивым, если период напряжения развертки (в примере на рис. 5.10а он равен 4 мс) будет в целое число раз больше периода сигнала (в примере на рис.5.10б период равен 2 мс). В этом случае в каждом следующем периоде развертки луч будет «пробегать» по тем же точкам экрана, что и на предыдущем. Такой режим работы генератора напряжения развертки (рис. 5.10а) называют синхронным. При нарушении синхронизма генератора развертки с входным сигналом изображение на экране будет неустойчивым, как показано на рис. 5.10в. Упрощенная структурная схема осциллографа показана на рис. 5.11. Входной сигнал подается в канал вертикального отклонения луча (усиливает его до нескольких сотен вольт), выход которого подключен к пластинам вертикального отклонения на трубке.  Рис. 5.11 Пилообразное напряжение развертки вида рис. 5.10а от генератора поступает в канал горизонтального отклонения луча (усилитель) и далее на пластины горизонтального отклонения трубки. Блок синхронизации формирует синхроимпульсы СИ(t) (рис. 5.11), по фронту которых запускается генератор развертки, как показано на рис. 5.12а. Синхроимпульсы вырабатываются либо от входного сигнала из канала вертикального отклонения луча в виде напряжения uвнутр(t) (в режиме внутренней синхронизации), либо от внешнего сигнала uвнешн(t), который должен формироваться пользователем вне осциллографа (в режиме внешней синхронизации). Развертка осциллографа может быть непрерывной (рис. 5.12а) и ждущей (рис. 5.12б). В режиме непрерывной развертки генератор формирует пилообразные импульсы, даже если отсутствуют синхроимпульсы СИ(t) (в этом случае отсутствует синхронизм развертки с входным сигналом). В режиме ждущей развертки по фронту каждого СИ формируется один пилообразный импульс (рис. 5.12б), а затем генератор развертки ожидает следующего синхроимпульса.  Рис. 5.12 Выполнение измерений с помощью осциллографа С1-55 описано в методических указаниях к лабораторным работам. |