Файл: Курсты жмыс Таырыбы Электронды сулелік осциллографы Орындаан Симонов В. В тексерген Азамат Ахметов Мазмны.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 70
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Электрондар шоғын жайлап бір қалыпты фокустау R2 потенциометрдің көмегімен екінші анодтағы потенциал тұрақты болған жағдайда бірінші анодтағы потенциалды өзгертумен жүргізіледі. Сондықтан да бірінші анодты, басқаша, фокустаушы цилиндр (электрод), ал іс жүзінде, фокустау, негізінде, анодтардың аралығындағы өріс арқылы іске асырылады.күш екінші анодқа жақындаған сайын өзінің бағытын кері өзгертеді. Бірақ та бұл жағдайда шоқтың фокусировкасы бұзылмайды, себебі үдеу беретін потенциалдар айырымынан (10 кВ) өткен электрондар бұл аралықты өте қысқа уақыт интервалында өтіп кететіндіктен бұлардың траекторялары іс жүзінде өзгермейді.
(1-2-3-4) “катод-модулятор-анодтар” электродтар жүйесі өздерінің атқаратын қызметі мен әрекетіне сай электрондық пушка немесе электрондық прожектор құрады. Электрондық прожектордан электрондардың ұшқан кездегі ақырғы жылдамдығы екінші анодтың катодқа қатысты потенциалымен анықталады. Электрондық пушкадан шыққан электрондар ұйтқытатын өрістері жоқ кеңістікте болуы тиіс. Сондықтан трубканы металдан жасалған экранға (қорапқа), ал жермен қосылған экран мен екінші анодтың арасында өріс пайда болмас үшін, соңғысын да жермен қосады.
Трубканың ішкі бетінде жинақталған электрондар ұйтқытушы өріс туғызуы мүмкін. Осы зарядтарды жою үшін трубканың ішкі бетін өткізгіш коллоидты графит (аквадага) қабатымен қаптайды да, оны үдеткіш анодпен жалғап қояды.Электрондар шоғы 5 және 6 екі ауытқушы қос пластиналардың арасынан өтеді. Сәуленің ауытқуы пластиналарға түсірілген кернеуге және электрондардың жылдамдығына тәуелді. Осының нәтижесінде жарқыраған экранда шоқтың жарығы ауытқытушы өрістердің кернеуліктері арасындағы функционалды тәуелділікті бейнелейтін қисық сызады.
ЭСТ-нің негізгі сипаттамаларының бірі - оның сезгіштігі. Трубканың кернеуге сезгіштігі деп, ауытқытушы пластиналарға берілген 1 В кернеудің әсерінен экрандағы жарық дақтың (сәуленің) ауытқу шамасын айтады. Өте сапалы ЭСТ-да оның мәні 0.1 см/В жетеді.Жалпы жағдайда өлшеуіш прибордың абсолюттік сезгіштігі (S) деп өлшеуіш прибордан шыққандағы сигналдың өзгеруінің (L) осы өзгерісті тудырған, өлшенетін шаманың өзгерісіне (X) қатынасын айтады:Электронды-сәулелі трубканың экранын әдетте күкіртті; ол экранға келіп түскен электрондардың әсерінен спектрдің жасыл алқабында люминесценциялық сәулеленеді.
ЭО экранында зерттелінетін сигналдың уақыт бойынша жазылған (созылған) кескінін алу принципі 3-суретте көрсетілген. Зерттелінетін сигнал ЭСТ-ның, сәуленің тік ауытқу каналы арқылы, тік (вертикаль) ауытқытушы пластиналарына беріледі. Егер көлденең горизонталь ауытқытушы пластиналарға сәуленің көлденең ауытқу каналы арқылы кернеу берілмесе, онда электронды сәуле тік сызық сызады. Сәуле көлденең бағытта қозғалып орын ауыстыруы үшін, осы пластиналарға жазба генераторынан (генератор развертки) сызықты түрде өсетін кернеу беріледі.
Жазба генераторы сызықты - өспелі (ара пішіндес) кернеу шығарады (3-cуретті қара). Жазба кернеуінің минимал Umin мәні жағдайында (3-сурет, А нүкте) сәуле осциллограф экранының сол жақ шетінде () болады. Кернеу А-дан В-ға дейін өскен сайын сәуле көлденең түзу (уақыт осі) бойымен, тұрақты жылдамдықпен, солдан оңға қарай қозғалып орын ауыстырады. Ал кернеу -дан -ға дейін төмендегенде сәуле кері қарай қозғалады. Сызықтық жазбаның периоды былай анықталады:
Синхронизация (бір мезгілділікке қол жеткізу)
Трубканың экранында анық айқын кескінді алу үшін жазбаның синхронизациясын (бір мезгілде өтуін) дұрыс таңдап алу керек. Синхронизация процесінің мәні мынада: жазба генераторына сыртқы сигналмен мәжбірлеп әсер ету. Осының нәтижесінде жазба генераторы әсер еткен кернеу жиілігіне тең жиілікпен немесе оған еселі жиілікпен генерация жасай бастайды. Осциллографтарда екі түрлі ішкі және сыртқы синхронизация болады. Бірінші жағдайда синхронизация зерттелінетін сигналмен жасалынады. Ал екінші жағдайда - сыртқы электр көзінің кернеуімен; мұнда синхронизация синусоидалы (сызықты үздіксіз жазба режимі) немесе импульсты (күтетін жазба режимі) сыртқы сигналмен іске асырылады. Сонымен қатар, әрине, синхронизацияланатын сигналдың деңгейін қолмен де, автоматты түрде де реттеп, таңдап алатын мүмкіндіктер бар.
Ауытқу коэффициенті
Кезкелген өлшеу құралының, соның ішінде ЭСТ-ның да, негізгі сипаттамасы - оның сезгіштігі. Сезгіштік ЭСТ-ның экрандағы электронды сәуленің ауытқуының осы ауытқуды тудырған сигналдың кернеуіне қатынасымен анықталады. Сезгіштікке кері шама:
Кауыт = Ux /L ауытқу коэффициенті деп аталады; мұндағы L- сәуленің ауытқуы, см.
Осциллографты амплитудалары кең ауқымда өзгеретін сигналдарды зерттеуге қолдану үшін ауытқу коэффициетін өзгертіп отыруға мүмкіндік болу керек. Бұл “Y” каналының көмегімен жасалынады; Кауыт. әдетте баспалдақты түрде өзгертіледі, ал таңдап алған ауытқу коэффициентінің мәндерін осциллографтың беткі панелінен оқып алуға болады. “Y” каналының (тік ауытқу каналы) кіруі ашық және жабық болуы мүмкін (4-сурет). Суретте көрсетілгендей кіру ашық болған жағдайда тұрақты да, айнымалы да токтың өтуіне болады; ал жабық кезінде - сигналдың тек айнымалы құрамы ғана өтеді (себебі неде?). Бұл кірулер 4-суретте көрсетілгендей схема түрінде немесе символ түрінде белгіленеді: “ ” – ашық және жабық, “” –ашық, “” -жабық. С1-93 осциллографта кіруді таңдап алу, символикаға сәйкес, үш позициялы ауыстырып қосатын тетікпен іске асырылады. Мұндағы орташа позиция кірісті жермен қосқанға (және өшіруге) сәйкес келеді ( ““ символы). Бұл жағдай “Y” күшейткішті тепе-теңдікке келтіргенде (балансировка жасағанда) немесе сигналды нольдік деңгейге келтіргенде қолданылады.
Сигналдың ұзақтығын өлшеу
Кейбір ЭО-та сигналдың ұзақтығын өлшеу үшін калибрлік уақыт белгілері арқылы электрондық сәулені жарықтылығы бойынша модуляциялау керек. Маркерлік белгінің ұзақтығын және олардың сигналдағы кеми түсетін санын біле отырып оларға сәйкес келетін уақытты анықтайды. Осциллографтардың кейбір басқа түрлерінде сигналдың ұзақтығын трубканың экранындағы оның кескінінің ұзындығы бойынша анықтайды.
Сигналдың амплитудасын өлшеу
ЭО-тардың кейбір түрлерінде сигналдың амплитудасын өлшеу үшін кернеуі белгілі калибрленген сигнал қолданылады; сонда соңғы кернеудің тік бағытта ауытқуымен зерттелетін сигналдың ауытқуы салыстырылады. Осциллографтың басқа түрлерінде сигналдың амплитудасы оның трубка экранындағы тік бағытта ауытқуы бойынша тікелей өлшенеді.
Қазіргі кездегі электронды осциллографтарда сигналдардың амплитудасы мен ұзақтығын өлшеу үшін амплитуда және ұзақтылық калибраторлары деп аталатын қондырмалар болады. Бұл қондырмалар нақты жиілігі және амплитудасының міндері өте дәл анықталған, пішіні белгілі импульстардың (мысалы, тік бұрышты, “меандр” деп аталатын) генераторлары болып табылады. Сигналдың амплитудасы және оның уақытқа байланысты сипаттамалары жоғарыда айтылғандай, прибордың экранындағы шкала бойынша тікелей өлшенеді. Бірақ алдын ала прибордың ішіндегі қондырманың - калибратордың сигналдары бойынша осциллограф жазбасының сезгіштігі мен ұзақтығын алдын-ала калибрлеу қажет.
Сигналдың амплитудасын өлшеу былайша жүргізіледі: зерттелінетін сигнал тік ауытқитын калибрленген күшейткішке беріледі және сантиметрмен немесе шкаланың бөлігімен тік бағыт бойынша оның тербелу өрісі өлшенеді. Сигналдың амплитудасы сантиметрмен (шкаланың бөлігімен) өлшенген тербелу өрісін кіру бөлгішінің аударғыш тетік арқылы қойылған сезгіштіктің цифрлық белгісіне көбейткенге тең.
Қателікті сәуле таңбасының қалыңдығы есебінен кеміту үшін өлшеу кескін сызығының төменгі (жоғарғы) шетінен бастап жүргізіледі.Импульстың ұзақтығы (период) “X” осі бойынша өлшенеді. Ол экранда көлденең бағыттағы (сантиметрмен немесе шкала бөлігімен) өлшенетін уақыт интервалына сәйкес келетін экрандағы кескінді жазбалау коэффициентіне [“уақыт/см” немесе ”уақыт/бөл.”] көбейткенге тең.Осындай өлшеулердің дәлдігі өте жоғары, мысалы, С1-93 осциллографы үшін ең жоғарғы қателік 5%-тен аспайды.
Импульстердің параметрлері.Жеке тікбұрышты импульс кескінделіп, оның параметрлері көрсетілген (тік бұрышты импульс деп төбесінің жазық бөлігінің ұзақтығы u импульсының ұзақтығының 0.7-нен кем емес импульсты айтады; u мұнда Um амплитудасының 0.5 деңгейі бойымен өлшенеді);Um- тікбұрышты импульстың биіктігі (амплитудасы); ол импульс төбесінің жазық бөлігін тікбұрышты импульс фронтымен қиылысқанға дейін созу арқылы анықталады. u - амплитуданың 0.5 деңгейі бойынша есептелінетін тікбұрышты импульстың ұзақтығы; с - амплитуданың 0.1-0.9 интервалындағы тікбұрышты импульстың кесіндісінің ұзақтығы; ф - амплитуданың 0.1-0.9 интервалындағы тік бұрышты импульс фронтының ұзақтығы.
II Электрондық түтікше
2.1 Сәуле қозғалысы
Электронды-сәулелі түтікше дегеніміз ішінде вакуум жасалған шыны қолба.Қыздару жібі (НН) бар катод К, сетка С және анодтар А1, А2-ні электродтар тобы «электронды зеңбірек» деп аталады және электрондардың жіңішке шоғын – электронды сәуле түзеді. Катодтың беті оксид затпен жағылған, ол зат қыздыру жібінің көмегімен қыздырғанда, электрондарын оңай береді.
Электронды сәуле қозғалысының аяғында қолбаның кеңейтілген шетінің экран деп аталатын ішкі бетіне келіп түседі. Экран Э арнайы затпен – люминоформен жағылған, бұл зат электрондар келіп соғылғында жарық шығарады, сондықтан, электрондар келіп түскен жерде жарық дақ пайда болады.Сеткаға катодпен салыстырғанда теріс таңбалы өзгертуге келетін кернеу беріледі. Оның көмегімен сәуледегі электрондар санын өзгертуге, яғни экрандағы дақтың жарықтығын өзгертуге болады. Сондықтан, сетканың потенциалын өзгеретін тұтқа осциллографтың алдыңғы бетіне шығарылады да жанына «Жарықтық» («Яркость») деп жазылады.
Анодтарға катодпен салыстырғанда оң таңбалы кернеу беріледі. Бірінші анодқа берілген кернеудің көмегімен сәуле экранның бір нүктесіне шоғырланады, бұл тұтқаның жанына «фокус» деп жазылады. Екінші анод электрондарға қажетті үдеу береді.Егер электронды сәулеге оның екінші анод пен экран арасындағы жолында ауытқушы күштер әсер етсе, жарық дақ олардың әсерінен қозғалады. Сонымен, электронды сәуле аспап өлшеу механизмінің қозғалмалы бөлігіне ұқсас, оның ауысулары ауытқытушы пластиналарға келтірілген кернеуге байланысты.Түтікшенің ауытқытушы жүйесі өзара перпендикуляр жазықтықтарда орналасқан екі жұп пластиналардан тұрады. Горизонталь орналасқан пластиналар сәулені вертикаль бағытта ауытқытады, сондықтан, вертикаль ауытқытушы пластиналар (ВАП) деп аталады және «Ү» деп белгіленеді. Вертикаль орналасқан пластиналар сәулені горизонталь бағытта ауытқытады, сондықтан, горизонталь ауытқытушы пластиналар (ГАП) деп аталады және «Х» деп белгіленеді. Электронды сәуленің ауытқуы пластиналарға келтірілген кернеу жасайтын электр өрісінің әсерінен болады. Электроеды сәуле ауытқушы пластиналардың өрісінен өткен кездегі оның экрандағы жарық дағының бастапқы орнын ауытқуы.
Әмбебап осциллографтарда қолданылатын түтікшелердің сезгіштігі: (0,2-0,5) мм/В сондықтан, жарық дақтың экранда 50мм ауытқуы үшін пластиналарға (100-250)В кернеу беру керек.Түтікшенің ішкі беті металдың не графиттің өткізгіш қабатымен (акводагпен) жағылады, ол А2-ге қосылады. Бұл қабат электростатикалық экран болып табылады және түтікшені сыртқы электр өрістерінің әсерінен қорғайды. Сыртқы магнит өрістерінен қоғау үшін түтікшені жұмсақ магнитті материалдан, мысалы, пермалойдан жасалған қорап ішіне орналастырады.
Зерттейтін кернеудің экрандағы бейнесі былай жасалады. Зерттелетін кернеу вертикаль ауытқытушы пластиналарға беріледі, яғни сәулені вертикаль бағытта ауытқытады. Егер зерттеуші кернеу ретінде айнымалы кернеу берілсе экранда оның екі амплитудалық мәніне пропорционал вертикаль түзу кесіндісі пайда болады. Ал зерттелуші кернеудің уақытқа байланысты өзгерісін бақылау үшін дәл осы мезгілде сәуле горизонталь бағытта тұрақты жылдамдықпен жылжуы керек, ол үшін горизонталь ауытқытушы пластиналарға сызықты түрде өзгеретін кернеу беру керек. Яғни, экранда зерттелетін кернеу қисығын тікелей тік бұрышты координаталар жүйесінде бақылау үшін сызықты уақыттық пайдаланылады. Жарық дақты горизонталь бағытта жылжыту үшін падаланылатын сызықты жазба кернеуі периодты бір қалыпты түрде белгілі бір шамаға дейін өседі. Осы өсу уақыты сәуленің тура жүру уақыты tпр деп те аталады, содан кейін өте қысқа уақыт мезгілінде бастапқы мәніне қайтып келеді. Сызықты өзгеретін кернеудің азаю уақыты жарық дақтың экранда горизонталь бағытта кері жүруіне сәйкес келеді. Кері жүру уақыты tобр тербелістердің толық Тр периодының ескерімсіз аз бөлігін құрауы керек, яғни tобр<< tпр.
Сызықты жазба кернеуі өзгеру қисығының түріне қарай «ара тісі тәрізді» кернеу деп те аталады.Осциллографтың экранындағы жарық дақтың ВАП-ға келтірілген зерттелетін сигнал u және ГАП-ға келтірілген жазба кернеуі uр(t) әсерінен орын ауыстыру барысы көрсетілген. Жазба кернеуі «ара тісі тәрізді» кернеу болып табылады, тек tобр=0, яғни жазба кернеуінің мәні ең үлкен шамадан ең кіші шамаға дейін лезде өзгереді немесе Тр= tпр деп келісілген. Бастапқы t1 уақыт мезгілінде жарық дақ горизонталь бағытта экран координаталық сеткасының ортасынан х1 қашықтыққа ауысады.Бұл ауысу жазба кернеуінің мәнінен айқындалады.
t2 уақыт мезгілінде сәуленің вертикаль бағытта ауысуы у2=Sуu(t2). Мұндағы Sу – түтікшенің у осі бағытындағы сезгіштігі; х2 – горизонталь бағытта, бұл жарық дақтың экранның 2 нүктесіндегі қалпына сәйкес келеді және т.т. Екінші және одан кейін периодтарда сәуле мен экрандағы дақ өз қозғалыстарын қайталайды. Экран мен көздің жарыққа инерциясы нәтижесінде бейне жыпылықтауы сезілмейді. Қозғалмайтын бейне алудың шарты жазба кернеуі периодының зерттелуші кернеу периодына қатынасы бүтін сан болуы, яғни Тр/Т=N, мұнда N – бүтін сан. Егер N=1, онда экранда зерттелуші кернеудің бір периодының бейнесі көрінеді. Егер N=2, экранда екі периодтың бейнесі көрінеді және т.т.
Осциллографтың құрамында электронды-сәулелі түтікшеден басқа мынандай негізгі бөліктер бар:
а) вертикаль ауытқытушы канал (Ү канал), оған кернеу бөлгіш (ДН), күшейткіш Уү, кешіктіру линиясы ДЗ жатады;
ә) горизонталь ауытқытушы канал (Х каналы), оған жазба кернеуі генераторы (жазбалау генераторы) ГР, күшейткіш Ух жатады.
Түтікшенің сезгіштігі аз болғандықтан, кішкентай сигналдарды бақылау үшін күшейткіштер уү, ух қолданылады, олар күшейткіш коэффициентін үздіксіз өзгертеді. Каналдардың жалпы сезгіштігі кернеу бөлгішінің (ДН) көмегімен секірмелі түрде өзгертіледі. Күшейткіштердің схемасына енгізілген айнымалы резистордың көмегімен сәуленің ауысуын реттеуге болады. Бұл реттеу тетігі осциллографтың алдыңғы панеліне шығарылады, олардың жанына «Ауыстыру ү» («Смещние ү»), «Ауыстыру Х» («Сиещение Х») деп жазылады.
Осциллографтың Х – каналы SА2 ауыстырып қосқышының көмегімен екі режимде жұмыс істейді: «1» қалпында – жазбалау режимі, мұнда жазбалау генераторының ГР кернеуі күшейткіш Ух арқылы горизонталь ауытқытушы пластиналарға (ГАП) беріледі. «2» қалпында – «Х» кірісіне берілген сигналды күшейту режимі.
Егер SА2 ауыстырып қосқышын «2» қалпына қою арқылы жұп пластиналардың екеуіне де айнымалы кернеу берілсе, екі өзара перпендикуляр өрістердің әсерінен электронды сәуле экранда күрделі қисық сызады. Алынатын күрделі қисықтың формасы пластиналарға келтірілген кернеу қисықтарының формасына, фаза ығысу бұрышына және амплитудалары мен жиіліктерінің қатынастарына тәуелді. Егер жиіліктер қатынасы рационалды сан болса, алынатын қисық тұйықталған және экранда қозғалмайтын бейне түрінде көрінеді.
Синхрондау дегеніміз – жазбалау генераторын ГР жиілігі зерттелетін сигналдың жиілігіне тең не еселі жазба кернеуін шығаруға мәжбүр ету процесі. Ол үшін жазбалау генераторының ГР схемасына синхрондаушы сигнал енгізіледі. Осциллографтың алдыңғы бетіне шығарылған ауыстырып қосқыш SА1 жазбалау генераторының жұмысын синхрондайтын сигнал таңдау мүмкіндігін береді. Жазбалау генераторының жұмысын зерттелуші кернеудің көмегімен синхрондау – ішкі синхрондау деп аталады. Жиілігі зерттелуші сигналдың жиілігіне тең не еселі сыртқы кернеудің көмегімен жасалған синхрондау – сыртқы синхрондау деп аталады. Сыртқы синхрондау сигналы ретінде желі кернеуі қолданыла алады.
Жиілігі әр түрлі сигналдарды зерттеу мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін жазбалау генераторының ГР жиілігі кең шектерде өзгертілуі тиіс. Әмбебап осциллографтардың көбінде Х осі бойынша масштаб 100мс/см-ден 0,02 мкс/см-ге дейін өзгертіле алады.