Osciloscopios electrónicos y su uso.

En los osciloscopios electrónicos, puede observar en la pantalla las curvas de varios procesos eléctricos e impulsos, cuya frecuencia varía desde unos pocos hercios hasta decenas de megahercios.

Los osciloscopios electrónicos pueden medir varias cantidades eléctricas, obtener una familia de características de dispositivos semiconductores, bucles de histéresis de materiales magnéticos, determinar los parámetros de los dispositivos electrónicos, así como realizar muchos otros estudios.

Los osciloscopios electrónicos se conectan a una tensión alterna de 127 o 220 V, con una frecuencia de 50 Hz, y algunos de ellos, además, pueden alimentarse de una fuente de tensión alterna de 115 o 220 V, una frecuencia de 400 Hz, o desde una fuente de tensión constante de 24 V , encendida pulsando el botón «RED» (fig. 1).

Arroz. 1. Panel frontal del osciloscopio electrónico C1-72

Al girar las dos perillas correspondientes ubicadas en la parte inferior izquierda del panel frontal del dispositivo, puede ajustar el brillo y el enfoque para obtener un pequeño punto brillante con un contorno nítido en la pantalla, que no se puede dejar quieto por mucho tiempo , para evitar daños en la pantalla del tubo de rayos catódicos.

Esta ubicación se puede mover fácilmente a cualquier parte de la pantalla girando los botones cerca de los cuales hay flechas de dos lados. Sin embargo, es mejor, antes de conectar el osciloscopio a una fuente de alimentación, organizar sus controles de modo que, en lugar de un punto en la pantalla, obtenga inmediatamente una línea horizontal brillante para escanear, cuyo brillo, enfoque y ubicación en la pantalla. se puede ajustar de acuerdo con los requisitos del experimento girando las perillas correspondientes.

Se suministra un voltaje de prueba (T) mediante un cable de conexión a "INPUT Y", que proporciona su energía al divisor de voltaje de entrada controlado por "AMP Y" y luego al amplificador de deflexión de haz vertical. Si antes brillaba un punto fijo en la pantalla, ahora aparecerá en él una franja vertical, cuya longitud es directamente proporcional a la amplitud del voltaje en estudio.

Al encender el generador de voltaje de diente de sierra integrado en el osciloscopio, conectado al tubo de haz de electrones a través de un amplificador de deflexión de haz horizontal con ganancia ajustada girando la perilla del interruptor ubicada en la esquina superior derecha del panel frontal del dispositivo, cambia la duración del barrido y se asegura de que aparezca una imagen curva en su pantalla (T).

En el caso de que antes de encender el osciloscopio, sus controles se colocaron en posiciones que aseguran la aparición de una línea de limpieza horizontal, el suministro del voltaje investigado a "ENTRADA Y" se acompaña de la aparición en la pantalla de la misma curva y usted (T). La inmovilidad de la curva de voltaje estudiada se logra presionando uno de los botones de la unidad de sincronización y girando correspondientemente las perillas de ESTABILIDAD y NIVEL. Una escala transparente que cubre la pantalla CRT facilita las medidas verticales y horizontales necesarias.

Diagrama funcional del osciloscopio:

La mayoría de los osciloscopios electrónicos le permiten aplicar simultáneamente dos voltajes probados a las entradas Y y X, respectivamente, si presiona previamente el botón «INPUT X».

Con dos voltajes sinusoidales con las mismas frecuencias y amplitudes, desfasados ​​entre sí por a, aparecen figuras de Lissajous en la pantalla (Fig. 2), cuya forma depende del cambio de fase α = arcsen B / A,

donde B es la ordenada del punto de intersección de la figura de Lissajous con el eje vertical; A es la ordenada del punto superior de la figura de Lissajous.

Arroz. 2. Figuras de Lissague con dos voltajes sinusoidales de las mismas frecuencias e iguales amplitudes, desfasadas por α.

La presencia de un solo haz en el tubo de haz de electrones es una desventaja significativa del osciloscopio, que excluye la observación simultánea de varios procesos en la pantalla, que se elimina mediante el uso de un interruptor electrónico.

Los interruptores electrónicos de dos canales tienen dos entradas con un terminal común y una salida que se conecta a la entrada del osciloscopio electrónico. Cuando el interruptor opera, sus entradas se conectan automáticamente una a la vez multivibrador a la entrada Y, como resultado de lo cual ambas curvas de voltaje alimentadas a las entradas del interruptor se observan simultáneamente en la pantalla del osciloscopio. Dependiendo de la frecuencia de conmutación de las entradas, las curvas se muestran en la pantalla como líneas discontinuas o sólidas. Para obtener la escala deseada de las curvas, se instalan divisores de voltaje en las entradas de los interruptores.

Los interruptores electrónicos de cuatro canales tienen cuatro entradas bi-clamp con divisores de voltaje y una salida que se conecta a la entrada Y de un osciloscopio electrónico que le permite ver simultáneamente cuatro curvas en la pantalla. Los interruptores electrónicos suelen tener perillas para mover las formas de onda hacia arriba y hacia abajo en la pantalla del osciloscopio, lo que les permite colocarse de acuerdo con los requisitos del experimento.

La observación simultánea de varias curvas también es posible con osciloscopios multihaz, donde el tubo de rayos catódicos tiene varios sistemas de electrodos que crean y dirigen los haces.

Los osciloscopios electrónicos permiten no solo observar varios procesos periódicos estacionarios en la pantalla, sino también fotografiar oscilogramas de varios procesos rápidos.

Hoy en día, los osciloscopios analógicos están siendo reemplazados por osciloscopios de almacenamiento digital, que tienen capacidades metrológicas y funcionales más serias.

Los osciloscopios de almacenamiento digital se conectan a una computadora personal o portátil a través de un puerto LPT o USB paralelo y utilizan las capacidades de una computadora para mostrar señales eléctricas. La mayoría de los modelos no requieren energía adicional.

Todas las funciones estándar del osciloscopio se realizan mediante programas especiales que se ejecutan en una computadora, es decir.la pantalla de la computadora se utiliza como una pantalla de osciloscopio. Estos osciloscopios tienen una sensibilidad y un ancho de banda muy altos.

Arroz. 3. Osciloscopio digital de almacenamiento ZET 302

Arroz. 4. Programa para trabajar con un osciloscopio digital.

El osciloscopio digital de almacenamiento es en realidad un accesorio especial para una computadora, ocupa mucho menos espacio de trabajo en comparación con los modelos analógicos, ya que las funciones de procesamiento y visualización de la señal se transfieren a una computadora normal. El funcionamiento de un osciloscopio de almacenamiento digital está limitado únicamente por el funcionamiento de una computadora.

El control general de la secuencia de operación de los nodos del osciloscopio digital se realiza mediante un microprocesador. Diagrama funcional Un osciloscopio digital contiene varios componentes específicos de la computadora. Es principalmente un microprocesador, circuitos de control digital y memoria.

El software de osciloscopio digital puede realizar muchas funciones que no son típicas de un osciloscopio de haz de luz, como promediar una señal para limpiarla de ruido, transformación rápida de Fourier para obtener espectrogramas de la señal y más.