Studiul și Utilizarea Osciloscopului Catodic - Osciloscopul Catodic cu un Canal

Studiul cerintei 3.3

Masurarea amplitudinii unor semnale sinusoidale si dreptunghiulare în domeniul 0 – 10 V

I. Principiul lucrarii

Principiul de functionare al osciloscopului catodic consta în devierea fluxului de electroni, pe doua directii perpendiculare una pe cealalta, astfel:

pe axa Ox (axa timpului) devierea se face cu o tensiune liniar variabila în timp, simulînd astfel trecerea uniforma a timpului;

pe axa Oy cu o tensiune care reproduce tensiunea de intrare, înmultita cu un factor de proportionalitate variabil, aflat la alegerea utilizatorului prin comutatorul de deviatie pe verticala.

Durata baleierii de la stînga la dreapta a ecranului este impusa de utilizator, pe baza reglajelor de care dispune (coeficientii de baleiaj pe orizontala), osciloscopul fiind astfel construit încît imaginile succesive aparute pe ecran sa se suprapuna perfect, dînd astfel impresia unei reproduceri statice a tensiunii periodice care se vizualizeaza.

Schema functionala a unui osciloscop de uz general, monocanal, de joasa frecventa este prezentata în fig.3.1 (schema corespunde osciloscopului tip E-0102, fabricatie I.E.M.I.).

Elementul principal al osciloscopului este tubul catodic TC, care este un tub electronic cu vid înaintat si care consta din:

un catod C care emite electroni;

un sistem de accelerare AC, focalizare F si astigmatism A;

o grila G de comanda a intensitatii spotului;

un sistem de deflexie pe orizontala XX;

un sistem de deflexie pe verticala YY;

un anod de postaccelerare PA;

o bobina de rotire trasa pentru asigurarea orizontalitatii;

un ecran fluorescent E pe care apare un punct luminos de culoare verde în locul de incidenta a fascicolului de electroni.

Semnificatiile si functiunile realizate de celelalte blocuri componente ale osciloscopului sînt urmatoarele:

CI este circuitul de intrare cu rol de atenuare si totodata asigura o impedanta mare de intrare (prin folosirea unui tranzistor cu efect de cîmp), la bornele caruia se aplica semnalul de studiat; semnalul se poate aplica fie direct, fie prin intermediul unui condensator pentru eliminarea componentei continue, în functie de pozitia comutatorului K1; de asemenea, o a treia pozitie a comutatorului glisant K1 permite punerea intrarii osciloscopului la masa, asigurîndu se în acest fel pozitionarea spotului pe ecranul tubului catodic în absenta semnalului de intrare;

PV este preamplificatorul pentru deflexia pe verticala care asigura o amplificare simetrica a semnalului;

AV este amplificatorul de deflexie pe verticala, avînd, ca si preamplificatorul, o banda larga de frecvente (0)10 MHz), asigurînd un nivel corespunzator pentru semnal astfel încît sa se obtina o buna sensibilitate;

AS este un amplificator simetric de sincronizare cu rolul de a asigura un nivel corespunzator al semnalului care comanda circuitul formator CF; are în compunere un etaj diferential a carui referinta poate fi modificata din exterior, asigurîndu se astfel nivelul de basculare a circuitului formator CF în functie de amplitudinea semnalului de intrare, precum si în functie de polaritatea frontului pe care se face sincronizarea;

CF este un circuit formator de semnal care genereaza semnale dreptunghiulare de frecventa semnalului de studiat;

CP este circuitul poarta care asigura semnalul necesar circuitului de stingere a spotului CSS precum si sincronizarea bazei de timp cu frecventa semnalului de studiat;

GTLV este blocul generator de tensiune liniar variabila care, aplicata prin intermediul amplificatorului de deflexie pe orizontala placilor XX, creaza baza de timp; tensiunea bazei de timp este de forma unor dinti de fierastrau asigurînd periodicitatea imaginii de pe ecran;

CR este circuitul de retinere care asigura limitarea valorii maxime a tensiunii liniar variabile corespunzator pozitiei spotului la extremitatea din dreapta a ecranului si apoi revenirea pe pozitia din stânga a acestuia. Pe pozitia autosincronizare CR asigura functionarea în absenta semnalului de intrare, în acest caz aparînd pe ecran o linie continua (situatie întîlnita în cazul sincronizarii automate);

CSA este circuitul de sincronizare automata care asigura stabilitatea imaginii pe ecran prin generarea unei tensiuni de forma dreptunghiulara de aceeasi frecventa cu frecventa semnalului de intrare, obligînd baza de timp sa lucreze în regim fortat, adica pe o frecventa egala sau multiplu al frecventei semnalului de intrare; blocurile AS, CF, CP, CSA, GTLV alcatuiesc blocul de generare si sincronizare ale bazei de timp (BGSBT) si, de obicei, în schemele de principiu ale osciloscoapelor sînt prezentate sub denumirea generala de baza de timp; în functie de pozitia comutatorului K2 baza de timp poate lucra în regim declansat sau automat, cu sincronizare interioara sau exterioara, cele patru regimuri de lucru fiind alese în functie de tipul aplicatiei;

AO este amplificatorul semnalului pentru placile de deflexie pe orizontala, avînd rolul de a asigura o buna sensibilitate a bazei de timp; de asemenea, prin intermediul comutatorului K3, baza de timp poate fi scoasa din functiune aplicîndu se placilor de deflexie pe orizontala semnale externe (independente de cele aplicate placilor de deflexie pe verticala).