Устройство и принцип действия осциллографа с электроннолучевой трубкой
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
MEASURE. Знак ( )обозначает многофункциональный регулятор . Знак POSITION обозначает трехпозиционный регулятор положения осциллограммы на экране. Знак SCALE обозначает регулятор масштаба. Знак LEVEL обозначает регулятор уровня запуска (синхронизации). Наименование с серым фоном обозначает выбранное текущее состояние для пункта меню, например, Waveform в меню Storage. 13 Р ис .10. Ли це ва я п ан ель ос ци ллографа R IG OL DS 1052 E 14 Рис. 11. Вид экрана осциллографа Автоматическое получение осциллограммы сигнала Осциллограф серии DS1000 имеет функцию автоматической оптимальной настройки для получения осциллограммы входного сигнала на экране. Эта функция требует, чтобы входной сигнал имел частоту не менее 50 Гц и коэффициент заполнения (скважность) не ниже 1%. При нажатии кнопки AUTO осциллограф автоматически выберет значение настроек каналов горизонтального и вертикального отклонения и системы запуска для получения на экране осциллограммы входного сигнала. Впоследствии можно корректировать настройки вручную для получения требуемого результата. Органы управления канала вертикального отклонения Рис. 12. Канал вертикального отклонения 15 1. Перемещение осциллограммы сигнала на экране по вертикали при помощи регулятора POSITION. Регулятор POSITION позволяет перемещать осциллограмму сигнала по вертикали, это перемещение калибровано. При повороте регулятора значение напряжения некоторое время отображается на экране, указывая, удаление нулевого уровня (земли) сигнала от центра экрана. Маркер нулевого уровня (земли) на левой стороне экрана перемещается в соответствии с поворотом регулятора POSITION. 2. Быстрое перемещение осциллограммы в центр экрана Вращением регулятора POSITION переместите осциллограмму сигнала по вертикали и нажмите на ручку регулятора, при этом положение осциллограммы мгновенно вернется к нулю. Этот режим ускоренного переключения особенно полезен, когда положение осциллограммы находится далеко за экраном, и необходимо немедленно вернуть ее в центр экрана. Органы управления канала горизонтального отклонения На рис. 13 показаны кнопка MENU, регуляторы SCALE и POSITION канала горизонтального отклонения - зоны "HORIZONTAL". Следующие примеры помогут Вам понять их действие и отображение соответствующей информации в строке состояния. Рис. 13. Канал горизонтального отклонения 1. Вращая ручку SCALE, наблюдать за изменением графы состояния. Регулятор SCALE изменяет коэффициент развертки в соответствии с шагом 1-2-5, значение отображается в левом верхнем углу дисплея. 16 Осциллографы RIGOl DS1052E обеспечивают коэффициент горизонтальной развертки от 5 нс/ДЕЛ до 50 с/ДЕЛ. Регулятор POSITION перемещает отображаемый сигнал по горизонтали в окне осциллограмм. 2. Регулятор POSITION перемещает отображаемый сигнал по горизонтали в окне осциллограмм. При вращении регулятора POSITION происходит смещение осциллограммы по горизонтали. 3. Нажмите кнопку MENU для показа меню Time. В этом меню Вы можете включить или выключить режим увеличения фрагмента, выбрать режим отображения на дисплее Y-T, X-Y или ROLL и вращением регулятора горизонтального положения установить положение момента запуска. Органы управления синхронизацией На рис. 14 показана зона “TRIGGER” передней панели, содержащая регулятор уровня запуска LEVEL и кнопки MODE, MENU, FORCE, 50%. Следующие примеры помогут Вам понять действие органов управления запуском (зоны “TRIGGER”) и отображение соответствующей информации в строке состояния. Рис. 14. Блок синхронизации на передней панели осциллографа Нажатие кнопки MODE переключает вид режима запуска между Автоматическим (автоколебательный), Нормальным (ждущий) и Однократным. 17 1. Вращая регулятор уровня запуска LEVEL, наблюдайте за происходящими изменениями на экране. При вращении регулятора LEVEL, можно наблюдать, что на экране появляется линия запуска, знак запуска и величина уровня. При прекращении вращения регулятора LEVEL, линия запуска, знак запуска и величина уровня исчезают в течение 5 секунд. 2. Изменяя настройки запуска, наблюдайте за изменением информации в строке состояния. Нажать кнопку MODE в зоне "TRIGGER". На экране появится меню Trigger, показывая возможные настройки системы запуска с помощью функциональных кнопок. На рис. 15 показано меню Trigger. Нажмите кнопку Mode (Режим) и выберите Edge Нажмите кнопку Source (Источник сигнала для запуска (синхронизации) осциллографа) и выберите CH1 Нажмите кнопку Slope (Наклон) и выберите нарастающий фронт Нажмите кнопку Sweep (Размах)и выберите AUTO (Автоматический) Нажмите кнопку Set Up для вызова на экран следующего Set Up. Рис. 15. Меню блока синхронизации «Trigger» 3. Кнопка 50% При нажатии кнопки 50% устанавливается уровень запуска на середину размаха сигнала. Работа с осциллографом Установки канала вертикального отклонения Для каждого канала осциллографа Rigol DS1052E имеется собственное меню управления, которое появляется после нажатия кнопок CH1, CH2. Настройки и их значение указано в таблице 1. 18 Таблица 1 Меню Установки Комментарии Coupling (Типы связи) AC Закрытый вход - блокируется компонента постоянного тока входного сигнала. DC Открытый вход – пропускаются обе компоненты и постоянного, и переменного тока входного сигнала. GND Отключает входной сигнал и замыкает вход усилителя канала на землю. BW Limit (Предел полосы пропускани я) (ON) Ограничивает ширину полосы пропускания канала до 20 МГц для уменьшения отображаемых шумов на экране. (OFF) Полная полоса пропускания Probe (пробник) 0.001X : 1000X Коэффициент ослабления пробника для отображения на экране реальных значений напряжения Digital Filter (Цифровой фильтр) Установки цифрового фильтра 1/2 Переход к следующей части меню Меню Установки Комментарии 2/2 Возврат к предыдущей части меню Volts/Div (Вольт/Дел) Coarse (Грубо) Выбирает разрешение для регулятора SCALE; в соответствии с рядом 1-2-5. Fine (Нормально) Переход к более мелкому шагу. Invert (Инверсия) ON Включает инверсию сигнала OFF Возвращает к нормальному виду сигнала Unit (Единица измерения) V/ A/ W/ U Устанавливает V/ A/ W/ U как единицу для канала вертикального отклонения. Input (Вход) 50Ω 1MΩ Клавиша выбора входного сопротивления 50Ω или 1MΩ 19 Установки канала горизонтального отклонения Осциллограф отображает текущее значение горизонтального масштаба в строке состояния - время на деление. Поскольку для всех отображаемых осциллограмм используется одна и та же временная развертка, то прибор показывает только одно значение горизонтального масштаба для всех отображаемых каналов, кроме случая, когда Вы используете увеличение фрагмента (Delayed) или чередование каналов при запуске (Alternate). Горизонтальные элементы управления позволяют изменять горизонтальные масштаб и положение осциллограмм. Горизонтальный центр экрана - точка начала отсчета времени для осциллограмм. Изменение горизонтального масштаба приводит к растягиванию или сжатию осциллограммы относительно центра экрана. Регулятор горизонтального положения изменяет отображаемое положение осциллограммы относительно момента запуска. Органы управления изменяет горизонтальное положение осциллограмм всех каналов (включая MATH). Чувствительность этого регулятора зависит от установленной длительности развертки. Нажатие на ручку этого регулятора сбрасывает установленное ранее смещение момента запуска и перемещает его в нулевое положение в центр экрана. позволяет выбрать значение горизонтальной развертки ВРЕМЯ/ДЕЛ. для основной осциллограммы или ее растянутого фрагмента. Если включен режим увеличения фрагмента, ширина окна фрагмента изменяется при изменении коэффициента горизонтальной развертки. Меню канала горизонтального отклонения Нажмите кнопку MENU зоны "HORIZONTAL" для вызова на экран меню канала горизонтального отклонения. Установки этого меню приведены в следующей таблице 2. Таблица 2 Меню Установк и Комментарии Delayed (Задержка) ON Включение режима увеличения фрагмента осциллограммы OFF Выключение режима увеличения фрагмента осциллограммы Time Base Y-T Отображение зависимости 20 (Временная база) напряжения (ось Y) от времени (ось X) X-Y Отображение зависимости значения CH2 по оси Y от значения CH1 по оси X. Roll Режим “самописец”, когда осциллограмма обновляется на экране справа на лево. Trig-Offset Reset (Сброс смещение триггера) Установка момента запуска в центр экрана. Важные замечания Y-T: основной режим визуализации осциллографа. Показывает зависимость напряжения зарегистрированной формы сигнала (по вертикальной оси) от времени (по горизонтальной оси). X-Y: отображает соотношение напряжения сигнала канала 1 по горизонтальной оси и напряжения сигнала канала 2 по вертикальной оси. Режим X-Y позволяет получить зависимость между двумя величинами в декартовой системе координат на экране осциллографа. Например, данный режим позволяет получать на экране осциллографа вольт-амперные характеристики диода, стабилитрона, петли гистерезиса магнитных материалов и др. Roll (режим "самописец"): этот режим доступен только при установке коэффициента развертки 500 мс/ДЕ/1. или медленнее и режима запуска - автоматический (AUTO). В этом режиме отображение формы сигнала обновляется справа налево. В режиме "самописец" установки запуска и горизонтальное перемещение осциллограммы не действуют. Slow Scan (режим медленного сканирования): этот режим доступен только при установке коэффициента развертки 50 мс/ДЕЛ. или медленнее и режима запуска - автоматический (AUTO). В этом режиме отображение формы сигнала обновляется слева направо. При выборе этого режима должна быть установлена связь по входу для канала измерения DC (открытый вход). Time/Div (ВРЕМЯ/ДЕЛ.): горизонтальный масштаб, если регистрация сигнала остановлена (использованием кнопки RUN/STOP), то регулятор Time/Div растягивает или сжимает осциллограмму. Установки системы запуска (синхронизации) Режимы запуска Осциллограф поддерживает ряд видов запуска развертки: Edge, Pulse, Video, Slope, Pattern и Alternative 21 Edge: запуск по фронту. Происходит, когда входной сигнал пересекает выбранный уровень напряжения в выбранном направлении (нарастание, спад или произвольным фронтом). Pulse: запуск по длительности импульса. Этот режим запуска используется, чтобы захватить импульсы определенной длительности. Video: запуск по видеосигналу. Используйте для запуска по полям или строкам от синхроимпульса стандартных видеосигналов. Slope: запуск по скорости нарастания. Производится осциллографом при выполнении заданных условий по длительности и уровню для нарастающего (спадающего) перепада сигнала. Pattern: запуск по определенному шаблону логического сигнала. Alternate: поочередный запуск от каналов СН1 и СН2 для одновременного наблюдения двух несинхронизированных сигналов. Запуск по фронту (Edge). Запуск по фронту происходит при выявлении точка с заданным уровнем на заданном (нарастающем или спадающем) фронте сигнала. Выбирайте этот режим, если необходим запуск по нарастающему фронту, спадающему фронту или произвольному фронту. Важные замечания по системе запуска 1. Источник запуска Для запуска (синхронизации) осциллографа могут использоваться различные источники: входные каналы (CH1, СН2, напряжение сети (АС Line), внешний сигнал через вход запуска (EXT) или внешний сигнал с ослаблением в 5 раз (ЕХТ/5). CH1, СН2 Это наиболее часто используемые источники запуска. Канал может быть выбран как источник запуска вне зависимости будет или нет, его сигнал отображается на экране. внешний запуск (EXT) При регистрации сигналов поступающих на входы CH1, СН2, запуск осциллографа может быть произведен от другого внешнего источника сигнала подключенного к специальному входу внешнего запуска. Например, Вы хотите использовать в качестве пускового сигнала внешний тактовый генератор или сигнал от другой части проверяемой схемы. Режимы источника запуска EXT или ЕХТ/5 используют внешний запускающий сигнал, поданный на вход осциллографа EXT TRIG. При выборе режима EXT сигнал используется непосредственно, диапазон уровня запуска для этого режима от + 0.6 В до - 0.6 В. При выборе режима ЕХТ/5 сигнал, поступающий на вход EXT TRIG, ослабляется в 5 раз, что расширяет диапазон уровня запуска от + 3 В до - 3 В. Это позволяет использовать для запуска осциллографа сигнал большей амплитуды. 22 напряжение сети: (АС Line) При регистрации сигналов, связанных с частотой питающей сети, например, от осветительного оборудования или источников питания, для синхронизации может быть использована сеть переменного тока. Сигнал для запуска осциллографа в этом случае поступает через его собственный сетевой шнур, поэтому не требуется дополнительное подключение входа запуска к источнику переменного тока. Если в качестве источника запуска выбрана АС Line, то осциллограф автоматически устанавливает для системы запуска связь по постоянному току (DC) и нулевой уровень запуска. 2. Режимы развертки Режим развертки определяет поведение осциллографа всего момента пуска. Осциллограф предлагает три режима развертки: автоматический (AUTO), ждущий (Normal) и однократной регистрации (Single). автоматический (AUTO) Этот режим развертки позволяет получать изображение входного сигнала, даже когда не происходит выполнения условий запуска. Осциллограф ожидает выполнения условий запуска в течение определенного периода времени (определяется длительностью развертки) и при отсутствии требуемого пускового сигнала произведет автоматический запуск регистрации. В случае такого автоматического запуска процесс отображения осциллограммы на экране не синхронизован с самим сигналом. Однако при появлении требуемого пускового сигнала изображение на экране становятся стабильным. Любой фактор, вызывающий нестабильность формы сигнала, может быть обнаружен при этом режиме запуска развертки. Пример использования - проверка выхода источника питания. ПРИМЕЧАНИЕ: при установке коэффициента развертки более 50 мс/дел автоматический запуск развертки не обеспечивается. ждущий (Normal) Ждущий режим позволяет осциллографу регистрировать форму сигналов только при выполнении условий запуска. При отсутствии выполнения этих условий осциллограф ждет их появления и на экране сохраняется предыдущая осциллограмма, если она была зарегистрирована. однократный (Single) В режиме однократной регистрации после нажатия кнопки RUN/STOP осциллограф будет ожидать выполнения условий запуска. При их выполнении осциллограф произведет однократную регистрацию и остановится. 3.Типы связи (Coupling) Тип связи системы запуска определяет, какие из компонент сигнала поступают в систему. Типы связи включают: связь по переменному току 23 (АС), связь по постоянному току (DC), пропускание низких частот (HF Reject), пропускание высоких частот (LF Reject). АС: связь по переменному току блокирует компоненту постоянного тока. DC: при связи по постоянному току пропускаются все компоненты и переменного, и постоянного тока. LF Reject: связь через ФВЧ блокирует компонент постоянного тока и ослабляет все сигналы с частотой ниже 8 кГц. HF Reject: связь через ФНЧ ослабляет все сигналы с частотой выше 150кГц. 4. Информация о сигнале до и после запуска Данные о сигнале регистрируются как до, так и после момента запуска. Положение момента запуска, как правило, устанавливается в горизонтальном центре экрана. При этом на всем экране можно наблюдать информацию о сигнале по 6 делений до и после момента запуска. Больше информации о сигнале до или после момента запуска можно получить, изменяя положение момента запуска с помощью регулятора горизонтального положения POSITION (до 14 делений до запуска или вводя задержку запуска до 1 с). Эта возможность очень полезна тем, что Вы можете наблюдать события, предшествующие моменту запуска. Все что находится справа от точки запуска, называется информацией после запуска. Длительность регистрируемой информации относительно момента запуска (информация до и после запуска) зависит от выбранного коэффициента развертки. 5. Регулируемый гистерезис (чувствительность) уровня запуска Чтобы избежать влияния внешних шумов и получить устойчивый запуск, у осциллографов серии DS1000 дополнительно предусмотрен регулируемый гистерезис уровня схемы запуска с диапазоном регулировки от 0.1 деления до 1.0 деления. Допустим, установлен гистерезис 1.0 деления. - это означает, что схема запуска не будет реагировать на сигнал, если его размах не превышает установленный уровень запуска более 1.0 дел. Таким образом, можно избежать влияния помех. Автоматическая калибровка Рис. 16. Расположение на передней панели кнопки Utility 24 Процедура автокалибровки настраивает внутренние схемы осциллографа для получения максимальной точности. Используйте эту функцию для калибровки каналов вертикального и горизонтального отклонения осциллографа. Для постоянного обеспечения максимальной точности следует выполнять процедуру автокалибровки при изменении температуры окружающей среды на 5 градусов и более. Перед тем, как осуществить эту процедуру, проделайте следующее: 1. Отсоедините все пробники и кабели от входов каналов, в противном случае это может привести к ошибке или повредить осциллограф. 2. Нажмите кнопки Utility и |