Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения

Подождите немного. Документ загружается.

времени t

, t

,.., t

, получим ряд точек. Соединяющая их

кривая, являющаяся траекторией непрерывно перемещающе-

гося пятна, – осциллограмма колебания U

(t). Часть тра-

ектории, полученная за время обратного хода, показана

на рисунке штриховой линией. Графическое построение ос-

циллограммы позволяет наглядно оценить влияние нелиней-

ности развертки на форму осциллограммы.

Посмотрим, как искажается синусоидальный сигнал,

если форма развертки отличается от линейной

(рис. 6.3,а). При линейной развертке точки, соответст-

вующие нулевым значениям входного сигнала в моменты

времени t

, t

, отстоят друг от друга на равные рас-

стояния (рис. 6.3,б), так как скорость перемещения пят-

на постоянна и равным приращениям времени соответствуют

равные приращения напряжения развертки (или отклонения

X), Для нелинейной развертки скорость движения пятна по

оси X различна на разных участках осциллограммы. Поэто-

му равным приращениям времени соответствуют неравные

приращения X. Так, за интервал времени t

…t

луч сме-

стится по оси X на

X, а за интервал t

…t

– на

(

) (рис.6.3,в). Это приведет к сжатию правой

части осциллограммы, что затруднит измерение параметров

входного сигнала.

При осциллографировании периодических колебаний не-

обходимо, чтобы на каждый период исследуемого напряже-

ния пятно перемещалось по одной и той же траектории.

Для этого синхронизируют период развертки с периодом

повторения исследуемого сигнала: период развертки уста-

навливают равным целому числу периодов повторения ис-

следуемого сигнала.

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

Рис. 6.3. Искажение изображения синусоидального

сигнала при различных формах развертывающего напря-

жения: а – форма сигналов на отклоняющих пластинах

ЭЛТ; б – осциллограмма при линейной развертке; в –

осциллограмма при нелинейной развертке

Если Т

= Т, т.е. имеет место режим синхронизации

(рис. 6.4,а), то началу первого периода развертки t

соответствует U

= 0, затем пятно прочерчивает почти

полный период синусоиды.

Рис. 6.4. Синхронизация периода напряжения разверт-

ки: а – формы сигналов на пластинах ЭЛТ; б - осцил-

лограммы напряжений

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

К моменту времени t

начала второго периода раз-

вертки входное напряжение обращается в нуль, поэтому

пятно попадает в ту же точку, что и при t = t

, и в

дальнейшем движется по той же траектории. Такое движе-

ние пятна создает неподвижную осциллограмму периода ко-

лебания U

. Если необходимо получить на экране n перио-

дов, то период развертки должен быть в n раз больше

периода исследуемого колебания.

При нарушении синхронизации (Т

> Т, рис. 6.4, б) в

момент времени t

начала второго периода развертки

> 0 и пятно откланяется вверх. Синусоидальная траек-

тория пятна при этом не будет совпадать с траекторией,

полученной за первый период развертки. В результате на

экране получится целое семейство сдвинутых по фазе си-

нусоидальных кривых, обычно наблюдаемых на экране как

светлый прямоугольник.

Для исследования непериодических импульсных напря-

жений применяется ждущая развертка. В этом режиме гене-

ратор развертки запускается перед каждым пришедшим им-

пульсом, моменту начала каждого импульса напряжение

развертки имеет определенное значение, поэтому начало

каждого импульса соответствует одной и той же точке на

экране. Поскольку скорость нарастания напряжения раз-

вертки в каждом цикле постоянна, то траектории пятна,

вызванные всеми импульсами, совпадают и на экране воз-

никает неподвижная осциллограмма импульса. Длительность

прямого хода ждущей развертки выбирают несколько боль-

шей длительности импульса (рис. 6.5, а), поэтому осцил-

лограмма импульса занимает большую часть экрана. Режим

ждущей развертки необходим при исследовании параметров

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

периодических импульсных напряжениях с большой скважно-

стью, поскольку, изменяя скорость развертки, можно ус-

тановить удобный для наблюдения и измерения размер им-

пульса по горизонтали.

Рис. 6.5. Выбор длительности прямого хода ждущей

развертки: а – формы сигналов на пластинах ЭЛТ; б -

осциллограмма

Кроме линейной развертки, предусмотренной во всех

типах выпускаемых промышленностью осциллографов, суще-

ствуют и другие типы разверток, например, круговая или

спиральная, применяемые при измерении фазовых соотноше-

ний. В этих развертках пятно движется с постоянной уг-

ловой скоростью по кругу или по спирали, что позволяет

получить большую по сравнению с диаметром экрана длину

линии развертки.

6. 3. Структурная схема осциллографа.

Структурная схема осциллографа (рис. 6.6.) состоит

из двух каналов: вертикального отклонения и развертки,

а также калибраторов амплитуды и длительности.

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

Рис. 6.6. Структурная схема осциллографа.

Исследуемое напряжение подводится ко входу Y осцил-

лографа и попадает на входное устройство, а затем на

широкополосный усилитель. Входное устройство предназна-

чено для получения высокого входного сопротивления и

предотвращения перегрузки усилителя при больших ампли-

тудах исследуемого напряжения. Оно обычно содержит кас-

кад с высоким входным сопротивлением (например, катод-

ный или эмиттерный повторитель) и ступенчатый

компенсированный реостатно-емкостный делитель напряже-

ния. Широкополосный усилитель усиливает входное напря-

жение до уровня, необходимого для отклонения пятна на

несколько сантиметров. После задержки исследуемое на-

пряжение поступает на парафазный усилитель, с помощью

которого осуществляется симметричное питание отклоняю-

щих пластин ЭЛТ.

Основным элементом канала развертки является гене-

ратор развертки, который может работать в непрерывном

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

или ждущем режиме. Синхронизирующее напряжение необхо-

димого уровня поступает на генератор развертки с

.выхода усилителя синхронизации. С помощью переключате-

ля П производится выбор режима синхронизации внешним

сигналом, подводимым ко входу X осциллографа, сигналом

с частотой 50 Гц или исследуемым сигналом. В соответст-

вии с этим различают внешнюю синхронизацию, синхрониза-

цию от сети и внутреннюю синхронизацию.

Если генератор развертки работает в ждущем режиме,

то из-за инерционности его элементов пилообразное на-

пряжение возникает с некоторым запаздыванием относи-

тельно момента прихода синхронизирующего импульса. По-

этому появление синхронизирующего импульса должно

предшествовать моменту времени, когда импульса иссле-

дуемого напряжения попадает на вертикально отклоняющие

пластины ЭЛТ. Для этого в исследуемом устройстве выра-

батываются синхронизирующие импульсы, опережающие ис-

следуемые импульсы и подводимые ко входу X осциллогра-

фа. В некоторых осциллографах в канал вертикального

отклонения после точки ответвления синхронизирующего

напряжения вводится линия задержки. При работе в режиме

внутренней синхронизации синхронизирующий импульс по-

ступает на генератор развертки, прежде чем исследуемый

импульс попадает на вертикально отклоняющие пластины

ЭЛТ.

Калибратор амплитуд служит для периодической калиб-

ровки коэффициента усиления усилителя вертикально от-

клоняющего напряжения. В современных осциллографах при-

меняют калибровочное напряжение в виде меандра с

частотой повторения 1...2 кГц.

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

Это напряжение генерируют мультивибратором или

формируют из синусоидального с помощью усилителя-

ограничителя. Амплитуду меандра стабилизируют стабили-

тронами. Ряд образцовых напряжений получают с помощью

ступенчатого делителя напряжения. Для калибровки дли-

тельности используют генераторы гармонических колебаний

с контуром ударного возбуждения, напряжение калибратора

поступает на управляющий электрод трубки. Положительным

полупериодом на осциллограмме соответствуют яркостные

метки, отстоящие друг от друга по времени на период ко-

лебаний. Генераторы меток времени периодически калибру-

ют, сравнивая их частоту с образцовой. Для этого в не-

которых осциллографам имеется кварцевый генератор.

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

Заключение

В современных условиях первостепенное значение при-

обретают вопросы обеспечения требуемого качества и вы-

сокой технической готовности вооружения в процессе его

эксплуатации и боевого применения. Определяющую роль в

решении этих вопросов

играет метрологическое обеспече-

ние эксплуатации ВВТ. Приведенные в

настоящем издании

принципы построения современных электро- и радиоизмери-

тельных приборов, методы измерений и причины снижения

их точности направлены

на формирование знаний, навыков

и умений обучаемых по контролю и диагностике техниче-

ского состояния ВВТ с помощью войсковых средств измере-

ний.

Используемые в настоящее время в войсках средства

измерений далеко не в полной мере удовлетворяет предъ-

являемым к ним требованиям. Их недостатки в основном

повторяют рассмотренные в [10] недостатки средств кон-

троля технического состояния систем радиоэлектронного

вооружения:

невозможность проведения контроля характеристик из-

лучения РЛС;

недостаточно полный учет внешних факторов при про-

ведении измерений;

низкий уровень унификации.

Избавиться от этих недостатков возможно при широком

внедрении в войска цифровых измерительных приборов но-

вого поколения, построенных на основе микропроцессоров.

Описание принципов функционирования таких приборов,

рассмотрение их преимуществ и новых возможностей заслу-

живает отдельного издания. Использование микропроцессо-

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

ров в измерительных приборах позволит обеспечить и

поддерживать требуемый уровень эксплуатационной надеж-

ности образцов радиоэлектронного вооружения, а также

средств автоматизации управления войсками и оружием.

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Рыбаков И.Н. Основы точности и метрологического

обеспечения радиоэлектронных измерений. -М.: Издатель-

ство стандартов. 1990, -180 с.

2. ГОСТ 16263-70. ГСИ. Метрология. Термины и опре-

деления. -М.: Издательство стандартов. 1970.

3. Куликовский К.Л. Купер В.Я. Методы и средства

измерений: Учеб. пособие для вузов. -М.: Энергоатомиз-

дат, 1986. -448 с.

4. Харт Х. Введение в измерительную технику: Пер. с

нем. -М.: Мир,1999. -391 с.

5. Аналоговые электроизмерительные приборы: Учебн.

Пособие для вузов по спец. “Информационно-измерительная

техника” /Е.Г. Бишард, Е. А. Киселева, Г.П. Лебедев и

др., 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1991. -

415 с.

6. ГОСТ 8.009-82. Государственная система обеспече-

ния единства измерений. Нормируемые метрологические ха-

рактеристики средств измерения. -М.: Издательство стан-

дартов, 1982.

7. Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения: Учебное посо-

бие для вузов. -Л.: Энергоатомиздат., 1983. -320 с.

8. Электрические измерения (с лабораторными работа-

ми)/Под ред. В.Н. Малиновского.-М.: Энергоиздат, 1982.

-392 с.

9. Шульц Ю. Электроизмерительная техника: 1000 по-

нятий для практиков: Справочник: Пер с нем. -М.: Энер-

гоатомиздат, 1989. -288 с.

Голик А.М., Кондрашин В.А. Электрические и радиотехнические измерения . С-Пб.: ВАУ.2002, 106 с.

100