METc_Curs_3

Msurri n Electronic i Telecomunicaii

www.comm.pub.ro

2. Osciloscopul

2.1 Prezentare general


Prezentare general

Osciloscopul este un instrument avnd ca funcie principal vizualizarea semnalelor electrice n funcie de timp.

Tensiune

Timp

Intensitate


Prezentare general

Clasificare: Osciloscoape fr memorie, care sunt folosite n

principal pentru vizualizarea semnalelor periodice; Osciloscoape cu memorie, care permit

nregistrarea unui semnal ntr-o singur apariie i memorarea lui pentru a fi vizualizat ulterior.


Prezentare general

n funcie de modul n care se face prelucrarea semnalelor, osciloscoapele pot fi: analogice (osciloscopul clasic); digitale - semnalul este digitizat (transformat n

form numeric), iar apoi poate fi stocat, prelucrat, afiat.


www.comm.pub.ro

2. Osciloscopul

2.2 Schema bloc general


Schema bloc a osciloscopului

Canal Y

Sistem de sincronizare i baz de

timp

Sistem de afiaj

YA

YB

TRG EXT


Schema bloc a osciloscopului

Sincronizarea imaginii

Imagine nesincronizat Imagine sincronizat


www.comm.pub.ro

2. Osciloscopul

2.3 Osciloscopul analogic


Osciloscopul analogic


Schema bloc a osciloscopului analogic

BT

TRG EXT

Tub catodic TK

Canal X

Canal Y YA YB

PAX

ADX

X EXT

Z EXT AZ CS Surse i alimentare TK


Tubul catodic

Zona de postaccelerare

A1 A2 A3 DY

Tun electronic

Zona de focalizare

Zona de deflexie

APA

F

DX

K G

P


Deflexia pe vertical

Funcionarea sistemului de deflexie se bazeaz pe micarea electronului n cmp electrostatic.

ham.elcom.pub.ro/metc comm.pub.ro/preda/metc Moodle (platforma veche)

d

uy

l L

y(l+L)

Ey

z

y

( )2

22y

z

Uq zy zm d v

=



Sensibilitatea sistemului de deflexie pe vectical.

0 2y AClLS

dU( )

0yy

y l LS

U+

=



Mrirea raportului l /d ar fi o cale pentru mrirea sensibilitii. Apare ns pericolul ca electronii sa loveasc plcile de deflexie. Aceast situaie se poate evita prin modificarea formei plcilor:

0 2y AClLS

dU

poligonale trapezoidale paraboidale


Osciloscopul analogic


Ecranul

Ecranul este format din stratul luminiscent P, din fosfor, depus pe faa interioar a tubului.

Transform energia cinetic a electronilor n energie luminoas cu un randament ct mai bun.

Fenomenele care stau la baza funcionrii ecranului: Fluorescen emisie luminoas pe durata bombardrii

cu electroni; Fosforescen emisie luminoas care continu dup

ncetarea bombardamentului cu electroni.


Ecranul

Persistena imaginii intervalul de timp n care luminozitatea scade de la 90% la 10% din cea iniial dup terminarea bombardamentului cu electroni. Persisten redus (sub 1 ms) fosfor P11 (culoare

albastr); Persisten medie (1ms 2s) fosfor P31 (culoare

galben verzuie) foarte frecvent la osciloscoape; Persisten mare (mai mare de 2 ms) fosfor P33

(culoare oranj) pentru radare, analizoare de spectru.


Graticula (caroiajul)

Gril gradat n diviziuni i subdiviziuni, pe orizontal i pe vertical.

n mod frecvent, sunt: Nx=10 diviziuni pe orizontal Ny= 8 diviziuni pe vertical.

Graticula poate fi: Intern - zgriat pe sticla ecranului Extern - realizat pe o plac de plexiglas plasat n

faa ecranului.

T

e

n

s

i

u

n

e

Timp



BT

TRG EXT

Tub catodic TK

Canal X

Canal Y YA YB

PAX

ADX

X EXT

Z EXT AZ CS Surse i alimentare TK



Canalul X (baza de timp) pe plcile de deflexie orizontal, n modul y(t), trebuie

aplicat un semnal care s asigure deplasarea pe orizontal a spotului cu vitez constant deoarece se dorete s se msoare timpul.

se aplic o tensiune liniar variabil (cresctoare), pe durata unei curse directe, generat de baza de timp (BT).

t



Canalul X (baza de timp) O alt funciune a bazei de timp const n generarea

unui semnal care s asigure stingerea spotului pe durata cursei inverse (ntoarcerea spotului).

t



Amplificatorul deflexiei pe orizontal (ADX) preia semnalul dat de BT n modul de lucru Y(t) sau semnalul dat de un preamplificator (PAX)

n cazul cnd se lucreaz n modul Y(X).

BT Canal X

PAX

ADX

X EXT



Amplificatorul de luminozitate (AZ) Permite controlul strlucirii imaginii vizualizate prin

reglarea tensiunii aplicate grilei tubului catodic.

Circuitele de control al strlucirii (CS) stingerea spotului pe durata cursei inverse, utiliznd

semnalul furnizat de BT. posibilitatea controlului strlucirii

prin intermediul unui semnal extern, aplicat la borna

Rolul CS const n combinarea celor dou tipuri de semnale.

BT

Z EXT AZ CS



EXEMPLU: pe intrarea Z se aplic un semnal dreptunghiular, iar semnalul vizualizat este de tip sinusoidal


www.comm.pub.ro

2. Osciloscopul

2.4 Schema bloc a osciloscopului digital


Schema bloc a osciloscopului digital

TS

CS

Sistem de sincronizare i baz de timp

Calculator

YA

YB

TRG EXT

E/M CAN

Monitor LCD


Schema bloc a osciloscopului digital

Blocul de eantionare/memorare (E/M).

TS

t


Digitizarea semnalului

0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000

UM

-UM

0000 0010 0100 0101 0110 0111 0110 0101

Pas de cuantizare


www.comm.pub.ro

2. Osciloscopul

2.5 Canalul Y


Rolul i funciunile canalului Y

asigur impedana de intrare de valoare ridicat realizeaz amplificarea n tensiune pentru

sistemul de deflexie (osciloscopul analogic) sistemul de conversie CAN (osciloscopul numeric);

amplificarea este calibrat; trecerea de la intrarea nesimetric i ieirea simetric; asigur protecia la supratensiuni; extragerea semnalului pentru sincronizare intern; reglaje i selecii, urmrind vizualizarea i ncadrarea

convenabil n ecran a imaginii.


Reglaje i selecii n canalul Y

Selecia modului de cuplaj al semnalului de intrare (Coupling) Cuplaj n curent continuu (DC) Cuplaj n curent alternativ (AC) Conectarea la mas a intrrii (GND ground)

a) DC

Uc componenta continu

b) AC

c) GND



Coeficientul de deflexie pe vertical reprezint raportul dintre tensiunea Uy aplicat la

intrarea Y i deviaia rezultat a spotului, exprimat prin numrul de diviziuni Ny

Valorile calibrate ntlnite la majoritatea osciloscoapelor sunt:

Cy=5-10-20-50-100-200-500 mV/div, 1-2-5 V/div.

yy

y

UC

N=



Exemplu: pentru Cy = 1V/div rezult amplitudinea semnalului de 1,5V suprapus peste o tensiune continu Uc = 2,5V

a) CC

Uc componenta continu

b) CA

c) GND



Coeficientul de deflexie pe vertical Exist posibilitatea reglrii continue a coeficientului de

deflexie pe vertical de exemplu: cnd dorim s ncadrm o imagine

ntre anumite gradaii ale scrii gradate. Atenie! Dac utilizm reglajul continuu, nu mai

putem citi nivele de tensiune pe gradaia ecranului. n cazul osciloscoapelor numerice, scrile calibrate

pot fi uneori mai dese, Reglajul continuu poate fi nlocuit cu unul fin (n

trepte foarte dese, de exemplu 1 : 1,1 : 1,2 : etc.)



Poziia (deplasarea) pe vertical a imaginii -POZ Y Utilizarea acestui reglaj este

echivalent cu suprapunerea unei tensiuni continue peste semnalul msurat.

Acest fapt poate s conduc la erori n msurarea tensiunilor continue suprapuse peste semnal.

Pentru a le evita este indicat ca mai nainte de efectuarea msurtorii s se verifice i eventual s se ajusteze n mod convenabil poziia spotului pe ecran, cu comutatorul modurilor de cuplaj pe poziia GND.



Selecia polaritii imaginii +/ Permite vizualizarea semnalului y sau y

Selecia modului de vizualizare simultan a semnalelor de pe cele dou (sau mai multe) intrri. Pentru un osciloscop cu dou canale avem opiunile: CH1 (numai semnalul YA); CH2 (numai semnalul YB); ALT (ambele semnale, n modul alternat); CHOP (ambele semnale, n modul comutat); ADD (suma canalelor de pe cele dou canale, sau diferena lor,

dac polaritatea unuia este inversat).


Caracteristici i performane ale canalului Y

Sensibilitatea osciloscopului Poate fi caracterizat prin inversul coeficientului de

deflexie pe vertical minim, Cym. Pentru osciloscoapele obinuite = 5 sau 10 mV/div. Limitarea inferioar este cauzat de existena

zgomotului, inerent oricrui circuit electric. Pentru trepte mai coborte, (1 sau 2 mV/div), acestea

se realizeaz cu preul reducerii lrgimii de band a osciloscopului (de exemplu la 5-10 MHz) pe acele trepte, prin introducerea unui filtru trece jos, care limiteaz puterea zgomotului.

Date post:	16-Sep-2015
Category:	Documents
Upload:	mihai-marinescu
View:	225 times
Download:	4 times

METc_Curs_3

Documents