Для чего нужен и как работает осциллограф


Первое знакомство с осциллографом. Видеоурок для начинающих радиомастеров.

Дифференциальный усилитель, собранный на транзисторах ТП-2Т312Б, Т12-2Т312Б, выполняет роль инвертора. Дифференциальный усилитель имеет несимметричный вход и симметричный выход. С коллектора TII снимается инвертированный аналоговый сигнал, с коллектора TI2 - не инвертированный. Резистором х1 осуществляется центровка дифференциального усилителя. Резистор 237 служит для установления коэффициента усиления. Резистор S4I служит для установления коэффициента усиления в положении HH3SP. Резистор S9 выведен под шлиц на переднюю панель и служит для подстройки калибровки чувствительности. Резистором RI4 (с переключателем) устанавливается не калиброванный коэффициент отклонения. Аналоговый сигнал с одного из коллекторов дифференциального усилителя через переключатель и делитель чувствительности подается на вход усилителя аналогового сигнала. В результате сравнения напряжения на емкости Ср с последовательным рядом "вырезок" входного сигнала и отработки. преобразователем сигнала рассогласования на выходе блока образуется аналоговый сигнал ступенчатой формы, огибающая которой соответствует форме исследуемого сигнала в масштабе времени, определяемом блоком развертки I2PC-I. Далее аналоговый сигнал поступает на вход дифференциального усилителя.

Блок усилителей и коммутатора. Входной каскад усилителя аналогового сигнала - сложный эмиттерный повторитель с высоким входным сопротивлением, собранным на транзисторах TI-IT308B, T2-IT308B, Т6-2Т312Б. Далее аналоговый сигнал поступает на предварительный усилитель, собранный на транзисторах Т9-2Т312Б, Т12-2Т326Б. Предварительный усилитель - не инвертирующий усилитель на 2 транзисторах, охваченных отрицательной обратной связью. Резистор ?24 служит для установления режима предварительного усилителя. На базу транзистора Т9 с движка потенциометра, расположенного на передней панели подается постоянное напряжение, обеспечивающее смещение сигнала по вертикали. Усиленное напряжение аналогового сигнала с нагрузки в коллекторе TI2 через ключевую диодную схему подается на выходной усилителъ аналогового сигнала. Ключевая диодная схема (Д9, ДЮ, ДП, Д12) коммутируется перепадами напряжений с коллекторов коммутатора каналов. Коммутатор каналов представляет собой триггер (Т8-1Т308Б, ТП-1Т308Б), который может находиться в любом устойчивом состоянии, когда один из коллекторов Т8 или TII может иметь высокий потенциал (15 В), а другой - потенциал, близкий к нулю (одноканальный режим работы) или выдавать с коллекторов TS, TII напряжение в виде "меандра" (двухканальный режим работы).

На транзисторе ТЗ-1Т308Б собран усилитель - инвертор запускающих импульсов для улучшения условий запуска триггера. Напряжения питания на этот усилитель подаются только при 2-х канальной работе. На плате "блок усилителей, и коммутатор" расположены, кроме того, эмиттерный повторитель и предварительный усилитель аналогового сигнала канала II (Т4, Т5, Т7, TI0, TI3), собранные по такой же схеме, как и для канала I. Сигналы с предварительных усилителей I и 11 каналов подаются на выходной усилитель аналогового сигнала. Выходной усилитель - УНТ на двух транзисторах TI4-2Т326Б, TI6-2T6G2E, охваченных отрицательной обратной связью.

Режим выходного каскада устанавливается резистором Я53. Резистор Е52 устанавливается коэффициентом усиления выходного каскада. Резистор S59 служит для установления режима выходного каскада только при работе двух каналов вместе (I + II). В режиме ФУНКЦ.аналоговый сигнал канала II подается на УНТ для функционального режима и далее на оконечный усилитель развертки ("х" вход). УПТ для функционального режима собран на транзисторах Т15-2Т326Б, Т17-2Т602Б, охваченных отрицательно обратной связью. Выбор режима этого усилителя осуществляется резистором 56. Питание на этот усилитель (+12,6 В, -100 В) подается только в режиме ФУНКЦ. С выхода (контакт з) выходного усилителя аналогового сигнала сигнал одного из каналов поочередно или с 2 каналов вместе подается на оконечный усилитель развертки и далее на ЗЛТ.

Устройство автокомпенсации представляет собой интегрирующий УПТ с динамической характеристикой симметричной относительно нуля, динамическим диапазоном выходного напряжения +50 В и коэффициентом усиления 800-1000. Он предназначен для усиления и интегрирования, т.е. выделения постоянной составляющей аналогового сигнала в качестве сигнала рассогласования для введения в петлю обратной связи преобразователя. Устройство автокомпенсации замыкает петлю обратной связи параллельно основной петле (за счет интегрирующего усилителя) и выполняет ту же функцию, что и основная петля, но с большой постоянной времени (порядка нескольких секунд. За счет интегрирующего усилителя. При включении прибора, переключении коэффициентов отклонения или по другим причинам напряжения на выходе УПТ может зайти на нелинейный участок усилителя за счет большого напряжения на входе и петля обратной связи по цепи автокомпенсаций окажется разомкнутой. В этом случае оператор нажимает на кнопку nOvICK ЛУЧА, и реле PI и Р2 отключает вход. УПТ от выхода расширителя и подключается к потенциометру EI. Напряжение выставлено EI таким образом, чтобы усилитель находился в линейном режиме. При отжатии кнопки напряжение на выходе не успеет быстро измениться из-за большой постоянной времени УПТ, петля обратной связи будет замкнута и напряжение на выходе УПТ будет стремиться к нулю.

Базовый блок. Лупа времени схема временной растяжки собрана на транзисторах TI-T23 (схема принципиальная электрическая. Входной эмиттерный повторитель - транзистор TI типа 2Т312Б (см.описание в инструкции блок-схемы). Вычитающее устройство - 2 эмиттерных повторителя (транзисторы Т2, Т5, аналогичные по характеристикам, но разной проводимости МППА, МП-15А) с общей эмиттерной нагрузкой ?11, на входы которых поступают положительное пилообразное напряжение и отрицательное напряжение смещения зоны. Таким образом, создаваемые входными напряжениями токи на общей нагрузке EII вычитаются. Таким образом, в момент равенства входных напряжений выходное напряжение с вычитающего устройства проходит через 0. Коэффициент передачи вычитающего устройства примерно 0,5. Усилитель растяжки не инвертирующий (транзисторы ТП-2Т326Б, TI4-2T3I2E) с глубокой обратной связью. Коэффициент усиления усилителя выбирается дискретно переключателем путем изменения глубины обратной связи. Коэффициент усиления усилителя растяжки. Суммарный коэффициент усиления - вычитающее устройство, усилитель растяжки - 2; 5; 10. Имеется возможность подстройки коэффициента усиления на каждом диапазоне "масштаба" резисторами S3, 25, R7, расположенными на плате см.схему в инструкции. Компаратор начала зоны собран на транзисторах T4-2T3I2B, Т7 -1Т308Б. Т4 - собственно компаратор ло нулевому уровню. Резистором R7 устанавливается предел срабатывания начала зоны. Т7 - усилитель компаратора с фиксирующий туннельным диодом Д2. Как только напряжение на базе Т4 превысит напряжение на эмиттере, напряжение на коллекторе Т4

упадет, откроется через туннельный диод Д2, являющийся частью коллекторной нагрузки Т7, пойдет ток и переведет диод в "высоковольтное" состояние. В низковольтное состояние диод возвратится на обратном ходу пилообразного напряжения. Компаратор конца зоны собран на транзисторе TI5-2T3I2B, TI3, туннельном диоде ДЗ. Работает компаратор аналогично компаратору начала зоны, только по уровню примерно 9-Ю 3 (уровень устанавливается потенциометром Кч-9), равным амплитуде, пилообразного напряжения в точке 1н1. Напряжение с туннельного диода Д2) зачала зоны поступает на базу Т9 формирователя зоны и открывает его, формируется отрицательный перепад импульсов зоны, напряжение с туннельного диода ДЗ конца зоны подается на эмиттер ТЭ и в момент появления конца зоны закрывает его. Таким образом, на коллекторе Т9 появляется отрицательный импульс зоны, который инвертируется транзистором TIOIT3I3A повторяется эмиттерным повторителем TI2. Для того, чтобы ток туннельного диода Д2 начала зоны не влиял на работу туннельного диода ДЗ конца зоны, применены диоды с разными токами Д2 - 2 мА, ДЗ - 10 мА и в цепи базы Т9 стоит развязывающее сопротивление 221. Подключение на экране нормальной и растянутой развертки производится с помощью 2 коммутаторов, собранных на диодных мостовых схемах (Д5+Д8, Д9+Д12) через период, Управление коммутаторами производится 2 триггерами, собранными по одинаковой схеме.

Триггер переключается концом обратного хода развертки и запускается положительным сигналом начала зоны, а также отрицательным сигналом конца зоны по базе Т22 и положительным сигналом конца хода по базе Т23 и управляется напряжением с триггера TI3, T2G. Конец обратного хода открывает Т23, а значит закрывает Т22, приходящий положительный сигнал зоны проходит на базу Т22 только когда открыт диод Д23, а он обычно закрыт напряжением +12,6 В, если управляющее напряжение с триггера Г18, Т20 "высоковольтное", диод Д23 открыт а схема готова к срабатыванию от импульса зоны. Таким образом на выходе триггера Т22, Т23 появляется напряжение U9 см. осциллограммы в инструкции. TI9 служит для передачи напряжения триггера TI3. Т20 на управление модулятором яркости и для разводки разверток по вертикальной оси ЗаГГ. В режиме мост Д5+ДВ, и на входе оконечного усилителя подается только "нормальное" напряжение развертки. Усилитель разверток служит для усиления напряжений по оси вертикального отклонения. Для усиления напряжения развертки по горизонтали служит триггер с симметричным выходом.