С1 67 схема электрическая принципиальная. Включение и настройка осциллографа

Осциллограф, считается одним из важнейших устройств, которое применяется в электротехнике. С его помощью производятся замеры различных важных параметров любых устройств. Многие устройства, работают в качестве составных частей различного оборудования, которое требует точности в работе. Осциллограф, при помощи которого проведены измерительные работы, позволяет не допустить использование некачественных элементов в различных электронных схемах.

Для чего нужен осциллограф: применение и виды

Работа данного устройства основывается на тестировании различных электронных схем. Осциллограф, способен отображать формы любых электрических сигналов, при этом отображает изменения напряжений во времени, согласно чему можно узнать, что происходит в работающей схеме.

Принцип работы, заложенный во всех осциллографах, одинаковый. Но данные устройства, отличаются по способу, согласно которому производится обработка сигнала.

Основные виды осциллографов:

• Аналоговые;
• Цифровые.

С появлением данных устройств, аналоговыми были все. Обращая внимание на название устройства, можно понять, что аналоговым, является способ выведения изображения на экран. Для этого в аналоговых осциллографах используется электронно-лучевая трубка, где подаваемое на оси (X и Y) напряжение, двигает по экрану точку.

Горизонталь, указывает на время прохождения сигнала, а вертикаль пропорциональна сигналу на входе. Работа производиться следующим образом. Усиленный сигнал, проходит через электроды устройства, при этом согласно аналоговой технологии, по оси Y электроны отклоняются.

Обратите внимание! Измерения проводимые данным устройством, невозможно получить используя, например мультиметр.

Работа электронного устройства осуществляется посредством преобразования сигнала в цифровой формат, после чего, данные обрабатываются в цифровой форме. Стоит отметить, что цифровые осциллографы могут быть различных модификаций. С цифровым люминофором, стробоскопический и комбинированный.

Существует много различных модификаций осциллографов: 65 а, Н313, 1 112 а, ф 4372.

Осциллограф с 1 49: характеристики

Данное устройство, позволяет вести наблюдение и исследовать формы процессов (электрических). Диапазон частоты варьируется от 0 до 5 мГц. Каждое устройство, обладает отличными друг от друга характеристиками.

Характеристики с 1 49:

• Осциллограф однолучевой;
• Напряжения которые измеряет устройство от 20 мВ до 200 В;
• Интервалы времени от 8 мкс до 0,5 секунды;
• Пропускание (полоса) от 0 до 5,5 мГц;
• Погрешность временных интервалов до 10%;
• Погрешность амплитуды сигнала до 10%;
• Ширина луча 0,6 мм;
• Рабочее напряжение 220 Вольт при 50 Гц и 115 Вольт при 400 Гц;
• Мощность устройства 38 ВА;
• Экран 36 на 60 мм;
• Рабочая температура воздуха от – 30 до + 50 0 С.

К параметрам канала Y можно отнести следующие. Его чувствительность составляет от 10 до 20 В/дел. Сопротивление канала на входе достигает 1 мОм. Емкость на входе составляет 50 пикофарад.

К параметрам канала Х относят. Минимальная длительность развертки 0,2 мкс. Максимальная длительность 10 мкс. Сигналы синхронизации внешней от 0,5 до 30 В. Частоты внешней синхронизации от 1 Гц до 5 мГц. Сопротивление на входе 1 мОм.

Обратите внимание! Различные виды осциллографов, имеют незначительное содержание драгметаллов.

Канал Z и его основные параметры. Частоты канала от 30 Гц до 1 мГц. Входное напряжение от 10 до 60 Вольт. Сопротивление на входе 1 мОм. К каждому устройству, прилагается принципиальная схема.

С 1 49: инструкция по эксплуатации для начинающих

На корпусе осциллографа, располагаются большое количество переключателей и регуляторов. Для того чтобы не запутаться во всех, следует изучить назначение каждого.

Регуляторы устройства:

• Тумблер для включения;
• Регуляторы фокус и яркость;
• Поворотная ручка – усиление Y;
• Переключатель усиление;
• Регулировка развертки;
• Тумблер – внутренний и внешний;
• Регулировка уровня;
• Регулятор подстройки стабильности.

Включение устройства производиться тумблером (сеть), который располагается с правой стороны экрана.

Изменение толщины луча на экране, можно произвести регулятором с маркировкой (фокус). Яркость экрана настраивается регулятором (яркость).

Обратите внимание! Яркость экрана настраивается в зависимости от внешних условий освещенности.

Размах луча по вертикали регулируется при помощи поворотной ручки (усиление Y). Уровень чувствительности настраивается в зависимости от силы сигнала.

Устройство оснащено специальным разъемом (байонетом), для специального переходника.

Для того чтобы выбрать нужный диапазон измеряемого напряжения, следует вращать поворотную ручку с надписью (усиление).

Сместить по горизонтали начальную точку импульса, необходимо в том случае, если она находится за пределами измерительной шкалы. Для этого используют рукоятку (развертка).

Для применения внешних генераторов, используется специальный разъем с маркировкой (вход Х).

Выбор источника, от которого буде производиться развертка, осуществляется при помощи тумблера (внутренний и внешний).

Для изменения чувствительности сигнала, используют регулятор с маркировкой (уровень).

Синхронизация сигнала с разверткой производится регулировкой рукоятки (стабильность).

Как пользоваться осциллографом: проводим измерения

Перед началом измерительных работ, следует подключить осциллограф к сети. После того, как подключение произведено, при помощи тумблера с маркировкой (сеть), подаем питание на устройство.

Порядок проведения работ:

• Прогрев осциллографа;
• Проверка работоспособности;
• Измерительные работы.

После включения устройства в сеть, необходимо его «прогреть». Делается это для стабилизации всех параметров, для всех составных элементов устройства. Прогрев устройства осуществляется в течение пяти минут.

Затем, используя регуляторы с маркировкой (усиление Y и развертка), необходимо установить измерительный луч в центре экрана устройства.

Обратите внимание! Калибровка данным способом проводится при условии, что регулятор (длительность), находиться на делении одна миллисекунда.

Измерение сигнала, осуществляется посредством регулировки рукояток (длительность и усиление), установив их в крайнее левое положение.

Усиление, поднимает измерительный диапазон до того момента, пока на экране не появятся максимально различимые сигналы. Длительностью, узнается частота сигнала.

После того, как все регуляторы выставлены, и на экране стабильный сигнал, производится расчет напряжения и частоты.

Назначение органов управления

Органы управления, расположенные на лицевой панели, предназначены:

тумблер «СЕТЬ» - для включения и выключения прибора;

ручка «ЯРКОСТЬ» - для установки необходимой яркости луча ЭЛТ;

ручка «ФОКУС» - для фокусировки луча ЭЛТ;

ручка «ШКАЛА» - для регулировки освещения шкалы;

ручки, обозначенные «↔» с надписью «ГРУБО», «ПЛАВНО» - для перемещения лучей ЭЛТ по горизонтали.

Усилитель Y

Ручка переключателя - для выбора режима открытого («~»), закрытого («») и заземленного («┴») входа усилителя;

гнездо « lMΩ40pF» - для подачи исследуемого сигнала на усилитель;

большая ручка переключателя «ВОЛЬТ/ДЕЛ.» - для переключения входного аттенюатора;

малая ручка переключателя «УСИЛЕНИЕ» - для плавной регулировки чувствительности усилителя;

ручка, обозначенная «↕», - для перемещения луча по вертикали;

Развертка

тумблер множителя развертки (×l; ×0,2) - дляпятикратного растяжения развертки;

большая ручка сдвоенного переключателя «ВРЕМЯ/ДЕЛ.» - для переключения длительности развертки;

малая ручка сдвоенного переключателя «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» - для плавной регулировки длительности развертки.

ручка «СТАБ.» - для выбора режима работы генератора развертки (ждущий, автоколебательный);

Синхронизация

ручка переключателя вида синхронизации («ВНУТР. ВНЕШ., X») - для установки внутренней или внешней синхронизации с делителем и без делителя напряжения, а также для подключения гнезда «X» к усилителю горизонтального отклонения;

ручка переключателя полярности синхронизации «~,, +, –» - для установки открытого или закрытого входа синхронизации и выбора ее полярности;

ручка «УРОВЕНЬ» - для выбора уровня запуска развертки.

Порядок работы

Установите ручку переключателя вида синхронизации («ВНУТР., ВНЕШ., X») в положение «ВНУТР.», а ручку «УРОВЕНЬ» - в одно из крайних положений. Установите переключатель «ВОЛЬТ/ДЕЛ.» в положение, при котором величина исследуемого сигнала на экране прибора, наиболее удобна для наблюдения. При отсутствии сигнала на входе повернуть ручку «СТАБ.» так, чтобы на экране появилась линия развертки. Подайте исследуемый сигнал на гнездо « lMΩ40pF». Поворачивайте ручку «УРОВЕНЬ» до получения устойчивого изображения. Если это сделать не удается, добейтесь устойчивого изображения незначительным поворотом ручки «СТАБ.».

Измерение временных интервалов.

Установите ручку «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» в крайнее правое положение. В этом положении развертка калибрована и соответствует градуировке переключателя «ВРЕМЯ/ДЕЛ.». Установите измеряемый временной интервал в центре экрана ручкой «↔». Поставьте переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ.» и тумблер множителя в такое положение, чтобы измеряемый интервал занимал длину на экране не менее 4-х делений шкалы. Для уменьшения погрешности измерения за счет толщины линии развертки, измерения проводят или оба по правым, или оба по левым краям линий изображения. Точность измерения временных интервалов увеличивается при увеличении длины измеряемого расстояния на экране ЭЛТ.

Измеряемый временной интервал определяется произведением трех величин: длины измеряемого интервала времени на экране по горизонтали в делениях шкалы, значения величины времени на одно деление шкалы данного положения переключателя «ВРЕМЯ/ДЕЛ.» и значения множителя развертки («×l, ×0,2»).

Виды регулировок осциллографа

Рассмотрим переднюю панель двухканального осциллографа С1-83 (см. рис. 16).

Рисунок 16: Передняя панель осциллографа С1-83.

А - управление каналом I.

Б - управление отображением каналов.

В - управление каналом II.

Г - регулировка яркости луча, фокусировки и подсветки экрана.

Д - управление разверткой.

Е - управление синхронизацией.

Хорошо видно, что экран осциллографа разбит на клетки. Эти клетки называются делениями, и используются при измерениях: к ним привязываются все масштабы по вертикали и горизонтали. Масштаб по вертикали - вольты на деление (В/дел или V/дел), масштаб по горизонтали секунды (милли- и микросекунды) на деление. Обычно осциллограф имеет 6…10 делений по горизонтали и 4…8 делений по вертикали. Центральные вертикальная и горизонтальная линии имеют дополнительные риски, делящие деление на 5 или 10 частей (см. рис. 17). Риски служат для более точных измерений, они являются долями деления.

Рисунок 17: Деления экрана осциллографа

Управление обоими каналами одинаковое. Рассмотрим его на примере канала I (см. рис. 18)

Рисунок 18: Органы управления канала I.

1. Переключатель режима входа. В верхнем положении « » на вход поступает и постоянное и переменное напряжение. Это называется «открытый вход» - то есть открытый для постоянного тока. В нижнем положении «~» на вход проходит только переменное напряжение, это позволяет измерять маленькое переменное напряжение на фоне большого постоянного, например в усилителях. Реализуется это очень просто: вход усилителя подключается через конденсатор. Это называется «закрытый вход». Нужно учесть, что при закрытом входе очень низкие частоты (ниже 1...5 Гц) сильно ослабляются, поэтому измерять их можно только при открытом входе. В среднем положении переключателя 1 вход усилителя осциллографа отключается от входного разъема и замыкается на землю. Это позволяет при помощи ручки 7 выставить линию развертки в нужное место.

2. Входной разъем канала.

3, 4, 5, 6. Регулятор чувствительности канала вертикального отклонения (масштаба по вертикали). Переключатель 4 задает масштаб ступенчато. Задаваемые им значения нанесены рядом с ним. На выбранное значение указывает риска 5 на переключателе. На рисунке она указывает на значение 0,2 вольта/деление. Ручка 3, расположенная соответственно с переключателем, позволяет плавно уменьшать масштаб в 2…3 раза. В крайнем правом положении (на рис. 18 ручка «плавно» находится именно в нем) эта ручка имеет фиксацию, тогда масштаб по вертикали в точности равен заданному переключателем 4. Значения масштабов, выделенные скобкой 6, указаны в милливольтах на деление - об этом говорит надпись «mV» внутри скобки.

7. Ручка выполняет две функции. При вращении она перемещает график канала по вертикали вверх или вниз. При «вытягивании» задает множитель масштаба по вертикали: вытянутая ручка (см. рис. 19) задает множитель х1, а утопленная множитель х10. Утопленное и вытянутое положения символически показаны над и под ручкой.

Рисунок 19: Ручка множителя масштаба по вертикали вытянута в положение «х1»

Канал II (см. рис. 20) аналогичен каналу I:

Рисунок 20: Органы управления канала II

Но второй канал имеет дополнительный переключатель 6, позволяющий инвертировать его входной сигнал. В нажатом положении канал работает как обычно, а в вытянутом - инвертируется, то есть при отрицательном входном сигнале луч движется вверх, а при положительном - вниз. Это необходимо при измерении, например, сдвига фаз.

На рис. 21 показано управление отображением каналов, которое определяется нажатием на одну из кнопок.

Рисунок 21: Управление отображением каналов

1 - Работает только канал I, канал II отключен.

2 - Оба канала отображаются одновременно (луч очень быстро переключается между каналами) и взаимное положение осциллограмм обоих каналов верное. В этом режиме можно измерять сдвиг фаз.

3 - Осциллограф показывает сумму или разность сигналов в каналах (знак второго канала определяется положением ручки 6 на рис. 20).

4 - Отображаются сигналы обоих каналов, но они независимы во времени, поэтому никакое сравнение сигналов относительно времени и сдвига фаз производить нельзя.

5 - Работает только канал II, канал I отключен.

Рисунок 22: Органы управления развёрткой

Панель управления разверткой (см. рис. 22) похожа на панель управления каналом вертикального отклонения луча. Она содержит ручку 4, позволяющую сдвигать изображение влево-вправо и комбинированный регулятор (1 - ступенчато, 3 - плавно) скорости развертки (масштаба по горизонтали). Риска 2 на переключателе показывает установленное значение. Как и в каналах вертикального отклонения, переключатель скорости развертки имеет разные единицы измерения: секунды s, миллисекунды ms, микросекунды µs. Вытянутая/утопленная ручка 4 задает множитель скорости развертки х0,2 и х1 соответственно.

Рисунок 23: Органы управления синхронизацией

На панели управления синхронизацией (см. рис. 23) задается:

1 - Источник внутренней синхронизации: напряжением какого канала синхронизируется движение луча. Эта синхронизация производится входным сигналом, поэтому называется внутренней. Такой режим используется для большинства измерений. Варианты здесь такие: либо синхронизация только сигналом канала I. Либо попытка синхронизации от канала I, а если не получается, то синхронизация производится сигналом канала II. Первый вариант иногда работает немного лучше, поэтому надо стараться, чтобы сигнал первого канала был достаточно большой для стабильной синхронизации. В подавляющем большинстве случаев для нормальной работы следует выбирать именно этот режим синхронизации, включив кнопку «I».

2 - Внешняя синхронизация. Движение луча синхронизируется импульсами, подаваемыми со специального внешнего источника на вход синхронизации осциллографа. Такой режим иногда требуется для исследования специфических сигналов.

Если внешнего источника синхронизации нет, то получить устойчивое изображение невозможно. Кнопки «0,5-5» и «5-50» задают диапазон входных напряжений от внешнего источника синхронизации. Кнопка «X-Y» совместно с кнопкой «II X-Y» управления отображением каналов (см. рис. 21) подает сигнал канала II на пластины горизонтальной развертки. В этом режиме можно наблюдать фигуры Лиссажу.

3 - Ручка «Уровень синхронизации». Задает напряжение синхронизации. В нажатом положении этой ручки развертка автоматическая. При этом движение луча будет происходить даже если синхронизации не произойдет. Луч задерживается в начале движения на некоторое время до момента синхронизации, но через некоторое время все равно начинает движение. Это «мягкий» режим, более удобный для работы, так как луч всегда остается видимым. В вытянутом положении ручки включается ждущая развертка. В этом режиме луч не начнет движения до тех пор, пока не произойдет синхронизации. Если синхронизации не происходит, луч не движется. Такой режим хорошо подходит для наблюдения непериодических сигналов.

4 - «Полярность» синхронизации. На самом деле знаки «+» и «-» означают несколько другое. В положении «+» синхронизация происходит по фронту, т.е. в тот момент, когда входное напряжение достигает заданного (ручкой «Уровень синхронизации») значения при нарастании входного напряжения (изменении от «-» к «+»), рис. 24. В положении «-» синхронизация происходит по спаду - при убывании входного напряжения (изменении от «+» к «-»). В осциллографе в цепи синхронизации используются две различные схемы: одна определяет равно ли входное напряжение заданному и если равно - запускает движение луча. Это напряжение задается ручкой «Уровень синхронизации». Вторая схема определяет, как при этом изменяется входное напряжение - возрастает или убывает. И соответственно разрешает первой схеме сработать.

Рисунок 24: «Полярность» синхронизации.

5 - Режим входа синхронизации. Относится как к внешней, так и ко внутренней синхронизации. В положении «~» вход закрытый, и синхронизация происходит только от переменного напряжения. В положении вход открытый, и на срабатывание схемы синхронизации действует и переменное напряжение, и постоянное. Режим НЧ то же самое, но сигнал попадает на цепь синхронизации через фильтр низких частот, обрезающий высокочастотные помехи. Это режим есть не во всех осциллографах.

6 - Вход для подачи сигнала внешней синхронизации.

Сравнительная характеристика осциллографов С1-67 и С1-102М

Рисунок 25: Осциллограф С1-67

Рисунок 26: Осциллограф С1-102М

Таблица 1: Сравнительные характеристики осциллографов

Вывод

На основании приведённых мной данных, я опишу и рассмотрю осциллограф С1-65А, поскольку он используется на Кольской Атомной Электростанции в цехе Тепловой Автоматики и Измерений.

Прибор (рис. 6-4) предназначен для наблюдения электрических сигналов и измерения их амплитудных и временных параметров.

Основные технические характеристики

Диапазон измеряемых напряжений - 28 мВ... 200 В.

Диапазон измеряемых интервалов времени - 0,2 мкс.0,2 с.

Рабочая площадь экрана имеет 7 делений по вертикали и 10 делений по горизонтали (1 дел. = 0,6 см). Ширина линии луча на экране -0,6 мм.

Минимальная частота следования развертки при наблюдении максимально быстрого процесса - 400 Гц.

Полоса пропускания канала вертикального отклонения луча при неравномерности амплитудно-частотной характеристики 3 дБ - 0...10 МГц; время нарастания переходной характеристики - 35 не; выброс на переходной характеристике-10% при импульсе с длительностью фронта 35 не (отсутствует при им-; пульсе с длительностью фронта более 100 не); калиброванный коэффициент отклонения в пределах 10 мВ/дел... 20 В/дел устанавливается ступенями 1, 2, 5 и плавно с перекрытием 1: 2, 5; входное сопротивление - 1 МОм ± 20 кОм (10 ± 1 МОм с выносным делителем 1:10); спад вершины переходной характеристики - 10% при закрытом входе; максимально допустимое суммарное напряжение сигнала на закрытом входе - 300 В.

Калиброванный коэффициент развертки канала горизонтального отклонения луча - 0,1 мкc/дел... 20 мс/дел (устанавливается ступенями 1, 2, 5, множители растяжки-1 и 0,1).

Внутренняя синхронизация осуществляется сигналами с размером изображения по вертикали более 3 мм в диапазоне частот 5 Гц...10 МГц и импульсами длительностью более 0,1 мкс; внешняя синхронизация - сигналами амплитудой 0,5...20 В в диапазоне частот 5 Гц...10 МГц.

Прямоугольные импульсы сигналов калибровки коэффициентов отклонения и развертки следуют с частотой 2000 Гц, их амплитуды - 0,06 и 0,6 В; погрешность установки амплитуды и частоты-±2%.

9. Полоса пропускания канала горизонтального отклонения луча в режиме X -Y -0...2 МГц, коэффициент отклонения - 1 В/дел.

Входное сопротивление канала Z - 10 кОм; входное напряжение - 2...60 В; полоса пропускания - 20 Гц...2 МГц; погрешности измерения: амплитуды импульсных сигналов длительностью более 0,1 мкс в диапазоне 40 мВ...140 В -±5%, амплитуды синусоидальных сигналов в диапазоне частот 0...2 МГц - ± 10%, дополнительная (выносного делителя 1: 10) - ± 10%, интервалов времени в диапазоне 0,2... 0,4 мкс - не более ±5% (±10% с использованием растяжки).

Питание прибора осуществляется от сети переменного напряжения 220 ± 22 В частотой 50 ± 0,5 Гц или напряжения 115 ±5,5 В частотой 400 Гц либо от источника постоянного напряжения 24 ± 2,4 В.

Потребляемая мощность от сети переменного напряжения - 45 В. А (от источника постоянного напряжения потребляемый ток- 1,1 А).

Схема прибора

(рис. 6-6). С помощью входного аттенюатора, который представляет собой компенсированный делитель напряжения, устанавливается амплитуда сигнала, удобная для наблюдения и исследования на экране электронно-лучевой трубки. В канале вертикального отклонения луча сигнал усиливается до необходимой амплитуды перед поступлением на вертикально отклоняющие пластины трубки. Чтобы иметь возможность исследовать и наблюдать передний фронт коротких импульсов, в канале имеется линия задержки.

Схема синхронизации и запуска развертки вырабатывает прямоугольные импульсы постоянной амплитуды независимо от амплитуды и формы приходящего сигнала. Благодаря этому достигается устойчивый запуск генератора развертки, вырабатывающего пилообразное напряжение. Последнее усиливается до необходимого значения в канале горизонтального отклонения и поступает на отклоняющие пластины трубки. В приборе предусмотрена возможность подачи внешнего сигнала.на усилитель развертки при поступлении его на гнездо X; при этом усилитель развертки отключается от генератора.

Из канала вертикального отклонения до линии задержки исследуемый сигнал подается на вход схемы синхронизации и запуска развертки. Для запуска может быть использован внешний сигнал, поданный на гнездо входа синхронизации СИНХР..

Схема управления лучом формирует прямоугольные импульсы, которые поступают на специальные бланкирующие пластины и гасят луч во время обратного хода развертки.

Калибратор вырабатывает прямоугольные импульсы, используемые для калибровки усиления канала вертикального отклонения, компенсации выносных делителей и для калибровки длительности развертки.

В осциллографе предусмотрена возможность получения яркостных меток при подаче внешнего сигнала на гнезда Z.

Блок питания обеспечивает питающими напряжениями весь прибор.

Входной аттенюатор представляет собой частотно-компенсированный делитель напряжения, имеющий 11 ступеней деления с коэффициентами деления 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000 и 2000. В трех первых положениях аттенюатора (0,01; 0,02; 0,05) коэффициент деления регулируется путем скачкообразного изменения коэффициента усиления усилителя, в остальных положениях - путем деления входного сигнала делителями, выполненными на пассивных элементах R, С. Сопротивления прецизионных резисторов входного аттенюатора подобраны таким образом, чтобы обеспечить одно и то же входное сопротивление независимо от положения делителя напряжения ВОЛЬТ/ДЕЛЕН.. Переменные конденсаторы СЗ, С4, С16, С17 на входе каждой цепи аттенюатора позволяют регулировать входную емкость так, чтобы она была одинаковой во всех положениях аттенюатора. Переменные конденсаторы С9, СП, С18, С19 служат для компенсации характеристик аттенюатора во всей полосе частот. Конденсатор С15 предназначен для частотной компенсации характеристик делителя при последовательном подключении двух его звеньев. С помощью выносного делителя (1: 10) общий коэффициент деления входного аттенюатора увеличивается в 10 раз.

Для обеспечения большого входного сопротивления и малой входной емкости канала вертикального отклонения луча, а также малого температурного дрейфа усилителя входной каскад предварительного усилителя (плата У1) выполнен по симметричной схеме стокового повторителя на полевом транзисторе.

Цепочка R16, С21 и диоды V15... V18 предохраняют полевой транзистор VI от перегрузок со стороны входа. Для балансировки усилителя служит потенциометр R19 в цепи истока транзисторов VI, V2. В целях понижения выходного сопротивления нстокового повторителя применен симметричный каскад, выполненный по схеме с общим коллектором на транзисторах V3, V4 (эмиттерные повторители). Последующий каскад собран по балансной схеме на транзисторах V5... V8. Усилитель на транзисторах V5, V7 (V6, V8) охвачен глубокой последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, что обеспечивает стабильность его коэффициента усиления, расширяет полосу пропускания, увеличивает входное и уменьшает выходное сопротивления усилителя.

Стабильность коэффициента усиления усилителя позволила упростить схему входного аттенюатора, а необходимый коэффициент деления входного сигнала достигается путем скачкообразного изменения коэффициента усиления усилителя под воздействием отрицательной обратной связи за счет подключения резисторов R17, R18 к эмиттерам транзисторов V5, V6 через переключатель S2-10. Потенциометром R10 производится дополнительная балансировка усилителя, необходимая для получения одинаковых потенциалов на эмиттерах транзисторов V9 и V10, к которым подключаются потенциометры R21 УСИЛЕНИЕ и R26 КАЛИБРОВКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ. Перемещение луча по вертикали осуществляется переменным резистором R20 ↕ изменяющим ток, проходящий через транзисторы V5 и V6. Исследуемый сигнал с коллекторов транзисторов V7, V8 поступает на базы транзисторов V9 и V10 усилителя, собранного по фазоинверсной схеме с эмиттерной связью между каскадами. Последние охвачены обратной связью аналогично предварительному усилителю Потенциометр R21 УСИЛЕНИЕ совмещен с переключателем S2 входного аттенюатора. В правом крайнем положении потенциометр имеет механическую фиксацию и в этом положении калибруется чувствительность канала вертикального отклонения потенциометром R26. Эмиттерные повторители V13, V14 являются согласующими между усилителем р, линией задержки ЛЗ.

Линия задержки обеспечивает возможность наблюдения переднего фронта импульсов путем создания в канале вертикального отклонения задержки исследуемого сигнала на время, затрачиваемое схемой синхронизации и триггером развертки на начало образования рабочего хода развертки. Для получения согласования во всей полосе частот линия задержки на входе и выходе нагружена на согласующие резисторы.

Входной каскад оконечного усилителя (плата У2) собран по схеме с общей базой (рис. 6.7) на транзисторах VI и V2, благодаря чему его входное сопротивление минимально и согласование с линией задержки со стороны выхода определяется в основном только активным сопротивлением резисторов Rl, R2. Кроме того, каскад с общей базой обладает усилением по напряжению. С выхода каскада сигнал поступает на эмиттерные повторители V3 и V4, а затем - на выходной каскад.

Выходной каскад выполнен по каскодной схеме на транзисторах V5... V8. Для коррекции его частотной характеристики введена обратная связь по току (R16, R19, С5, С6). С коллекторных нагрузок выходного каскада сигнал подается на переключатель S7 и далее - на вертикально отклоняющие пластины трубки. Переключатель S7 служит для подключения отклоняющих пластин к усилителю или к гнездам ПЛАСТИНЫ Y и подачи исследуемого сигнала непосредственно на пластины трубки.

Калибратор (плата У4) предназначен для калибровки коэффициента усиления канала вертикального отклонения и длительности развертки. Транзисторы V2, V3 входят в состав схемы генератора калибратора. Частота генератора (2 кГц ±2%) определяется контуром L1, С37, включенным в цепь коллектора транзистора V3. Образовавшийся импульс на резисторе R7 с частотой 2 кГц подается на эмиттерный повторитель VI, с нагрузки которого снимается калиброванное по амплитуде и частоте напряжение. Переключатель S6 служит для выбора вида калибровочного напряжения, т. е. прямоугольных импульсов или постоянного напряжения, по амплитуде равного импульсному.

Селектор синхронизации предназначен для выбора вида синхронизации (внутренняя, внешняя), режима работы схемы (открытый или закрытый вход), а также для выключения генератора развертки и подключения усилителя развертки к гнезду X. В положении ВНУТР. переключателя S6 схема синхронизации подключается к выходу предварительного усилителя канала вертикального отклонения луча. Синхронизация развертки производится исследуемым сигналом. В положении ВНЕШ. 1: 1 схема синхронизации подсоединяется к гнезду СИНХР.. В положении ВНЕШ. 1: 10 между гнездом и схемой включается делитель, ослабляющий сигнал синхронизации в 10 раз. В положении X переключателя S6 вход усилителя развертки подключается к гнезду X, генератор развертки выключается, и схема управления лучом переводится в такое состояние, при котором луч переводится в центр экрана.

Схема синхронизации развертки (плата УЗ) управляет генератором развертки в целях получения неподвижного изображения исследуемых сигналов на экране трубки. Синхронизация генератора возможна как от внешнего источника напряжения, так и исследуемым сигналом, подводимым из канала вертикального отклонения луча. Переключатель S3 предназначен для выбора источника синхронизации. Возможны открытый и закрытый входы схемы синхронизации. Сигнал синхронизации непосредственно или через конденсатор СЮ (в зависимости от положения переключателя S4) поступает на усилитель синхронизации, собранный на транзисторах VI и V2. В базовую цепь первого транзистора включены диоды V16... V19, предохраняющие усилитель от перегрузок. С выхода усилителя синхронизации сигнал подается на вход дифференциального каскада, выполненного на транзисторах V3, V4. С помощью переключателя S4 можно менять полярность импульса, запускающего генератор развертки. В положении + переключателя на коллекторе транзистора V4 будет выделяться импульс, противоположный по полярности входному сигналу, так как в этом случае транзистор включен по схеме с общим эмиттеоом. В положении - переключателя сигнал поступает на базу транзистора V3. В этом случае сигнал синхронизации подается на эмиттер транзистора V4, который будет работать по схеме с общей базой, в результате чего усиленный сигнал запуска будет иметь ту же полярность, что и на входе усилителя.

Усилитель синхронизации связи с дифференциальным каскадом по постоянному току. Следовательно, изменяя ток базы транзистора VI усилителя с помощью потенциометра R4 УРОВЕНЬ, можно изменять ток, проходящий через транзистор V4.

Коллекторной нагрузкой дифференциального каскада является одностабильный мультивибратор, собранный на туннельном диоде V20. При изменении тока коллектора транзистора V4 происходит смещение рабочей точки на характеристике туннельного диода V20, в результате чего мультивибратор будет запускаться синхронизирующим сигналом различного уровня. С выхода мультивибратора сигнал синхронизации поступает на усилительный каскад, выполненный на транзисторе V5. который формирует остроконечный дифференциальный импульс. С трансформатора Т1 этот импульс подается для запуска генератора развертки. Продифференцированный импульс со вторичной обмотки трансформатора 77 поступает на диод V21, который ограничивает отрицательную часть импульса, а положительная используется для запуска или синхронизации мультивибратора, управляющего разверткой.

Этот мультивибратор (плата УЗ) представляет собой сочетание туннельного диода V25 с усилителем, собранным по схеме с общим эмиттером на транзисторе V7, включенном в цепь эмиттера транзистора V6. Потенциометром R15 СТАВ. регулируется потенциал базы транзистора V6, что приводит к изменению тока эмиттера, который, в свою очередь, влияет на положение рабочей точки на характеристике туннельного диода, позволяя получить как ждущий, так и автоколебательный режим генератора развертки и переводит мультивибратор, управляющий разверткой, из стабильного состояния в режим самозапуска. В исходном состоянии рабочая точка диода V25 выбирается так, чтобы усилитель на транзисторе V7 был заперт. Импульсы положительной полярности, поступающие на базу транзистора V7 из канала синхронизации, переводят диод V25 во второе устойчивое состояние; при этом транзистор V7 открывается, потенциал на его коллекторе понижается и вырабатывается отрицательный управляющий импульс. С выхода мультивибратора этот импульс поступает на вход генератора пилообразного напряжения и (через эмиттерный повторитель V8) на схему формирования блан-кирующего импульса.

Генератор пилообразного напряжения (плата УЗ) выполнен по схеме с емкостной отрицательной обратной связью (интегратор Миллера). В исходном состоянии транзистор V10 открыт, напряжение на его эмиттере больше, чем на затворе VII, так что диод V29 открыт. Следовательно, времязадающий конденсатор будет зашунтирован открытым транзистором V10 и диодом V29. С приходом на базу транзистора V10 отрицательного управляющего импульса ключевой транзистор закрывается, потенциал его эмиттера понижается, а диод V29 запирается. Этот момент соответствует началу прямого хода развертки, за время которого происходит заряд время задающего конденсатора (С24... СЗО) через соответствующий времязадающий резистор (R24... R29) от источника напряжения -50 В, вызывая уменьшение потенциала на затворе транзистора VII. Истоковый повторитель VII увеличивает входное сопротивление генератора, что дает возможность использовать резисторы с большим сопротивлением при сравнительно малой емкости конденсаторов в целях получения соответствующей длительности импульсов пилообразного напряжения. Уменьшение потенциала на затворе VII передается на базу транзистора V13, в результате чего потенциал его коллектора и напряжение на затворе истокового повторителя VII увеличиваются.

Так замыкается кольцо отрицательной обратной связи по напряжению. Благодаря большому усилению каскада, собранного на транзисторе V13, и глубокой отрицательной обратной связи времязадающий конденсатор заряжается с постоянной скоростью. В процессе заряда создается рабочий ход развертки. Времязадающие конденсаторы и резисторы коммутируются переключателем S5 ВРЕМЯ/ ДЕЛЕН.. Потенциометр R22 служит для плавного изменения скорости развертки при работе с прибором. В правом крайнем положении потенциометр имеет механическую фиксацию, а длительность развертки можно регулировать.

Схема блокировки (плата УЗ) и возвращения в исходное состояние предохраняет генератор развертки от повторного запуска в течение обратного хода и времени восстановления всей схемы генератора, а также задает амплитуду выходного пилообразного напряжения. Схема блокировки состоит из диодов V26 и V32, туннельного диода V28, транзисторов V9, V12 и времязадающей цепи R22, С31... С36, выбираемой переключателем S5. В начале рабочего хода развертки диоды V26 и V32 заперты, туннельный диод V28 находится в низковольтном состоянии, транзисторы V9 и V12 заперты. При достижении определенной амплитуды пилообразного напряжения на нагрузке эмиттерного повторителя V14 диод V32 открывается. Открывается и транзистор VI2, переводя диод V28 в высоковольтное состояние, что приводит к отпиранию транзистора V9. Напряжение на его коллекторе уменьшается и диод V26 открывается. Один из блокировочных конденсаторов быстро разряжается до потенциала коллектора транзистора V9. Соответствующий блокировочный конденсатор выбирается переключателем 55. Отрицательный скачок напряжения с коллектора V9 передается на базу эмиттерного повторителя V6, запирает его и переводит диод V25 в низковольтное состояние, т. е. возвращает мультивибратор в исходное положение. При этом диод V10 открывается и диод V29 начинает проводить ток. Этот момент соответствует началу обратного хода развертки, т. е. разряду одного из конденсаторов С24...С30 через транзистор V10 и диод V29. Во время обратного хода развертки при достижении определенного потенциала на эмиттере транзистора V4 диод V32 запирается, переводя диод V28 в низковольтное состояние и тем самым запирая транзистор V9. Диод V26 тоже запирается. Один из блокировочных конденсаторов С31...С36 начинает заряжаться через резистор R22 до напряжения, определяемого положением движка потенциометра R15 СТАВ.. Постоянная времени цепи, образуемой резистором R22 и каждым из конденсаторов С31...С36, такова, что за время обратного хода развертки и небольшого промежутка времени после его окончания транзистор V6 удерживается запертым таким образом, чтобы положительные запускающие импульсы с выхода схемы синхронизации не могли переключить диод V25. Когда напряжение на блокировочном конденсаторе при разряде достигнет напряжения отпирания диода V22, база эмиттерного повторителя V6 фиксируется потенциалом, определяемым положением движка потенциометра R15. После этого влияние схемы блокировки устраняется и мультивибратор, управляющий разверткой, можно перебросить в новое состояние импульсом, подаваемым с выхода схемы синхронизации.

Пилообразное напряжение с выхода эмиттерного повторителя V15 поступает на гнездо X, находящееся на лицевой панели прибора, и (через переключатель S3) на вход усилителя горизонтального отклонения луча.

Канал горизонтального отклонения луча (плата У4) предназначен для усиления пилообразного напряжения до необходимого значения. С выхода эмиттерного повторителя генератора пилообразное напряжение (через переключатель вида синхронизации S3) подается на согласующий эмиттерный повторитель V5. С помощью потенциометров R30 ПЛАВНО и R31 ГРУБО производится управление положением луча по горизонтали. Оконечный каскад усилителя выполнен по фазоинверсной схеме на транзисторах V6 и V7, включенных по схеме с общим эмиттером.

Коэффициент усиления оконечного усилителя регулируется изменением напряжения обратной связи посредством потенциометров R26 и R29 в цепи эмиттеров транзисторов V6, V7. В положении X 0,2 тумблера S8 отрицательная обратная связь уменьшается по сравнению с положением X 1 так, что коэффициент усиления усилителя возрастает в 5 раз, т. е. получается пятикратная растяжка развертки.

В положении X переключателя вида синхронизации усилитель от генератора развертки отключается и подключается к гнезду X. Резистор R1 увеличивает входное сопротивление, а конденсатор С2 корректирует частотную характеристику усилителя в режиме внешней развертки. С выхода оконечного усилителя сигнал поступает непосредственно на отклоняющие пластины трубки. Регулировочные конденсаторы С8 и С9 служат для коррекции частотной характеристики оконечного каскада усилителя.

Схема управления лучом (плата У6) формирует импульсы, предназначенные для коммутации луча во время прямого и обратного ходов. Она включает в себя электронный ключ V5, собранный по схеме с общей базой, и эмиттерный повторитель V3. Схема управляется импульсами, поступающими с мультивибратора, управляющего разверткой. Чтобы электронный луч находился в пределах экрана трубки, на ее бланкирующих пластинах должен быть одинаковый потенциал. На одну из пластин подается напряжение +40 В, снимаемое с делителя R38, R40. Вторая пластина подключена к выходу эмиттерного повторителя. В исходном состоянии транзистор V5 заперт. Напряжение на выходе открытого эмиттерного повторителя V3 равно напряжению источника питания +80 В, и электронный луч находится за пределами экрана. В начале развертки импульс, подаваемый с мультивибратора, открывает транзистор V5, напряжение на его коллекторе падает, падает напряжение и на выходе транзистора V3. При снижении напряжения на эмиттере транзистора V3 до +40 В открывается диод VII, фиксируя его на данном уровне. Потенциалы пластин становятся равными и луч засвечивает экран. В конце прямого хода развертки транзистор V5 запирается, потенциал пластины увеличивается и луч отклоняется за пределы экрана.

В схеме предусмотрена возможность модуляции луча по яркости внешним сигналом. Напряжение, которым требуется промодулировать луч, подводится к гнездам Z, расположенным на задней стенке прибора, а оттуда - на согласующий эмиттерный повторитель V8. С выхода последнего сигнал поступает на ключевой транзистор V5.

В качестве индикатора в приборе используется электронно-лучевая трубка типа 8Л05И. Питается она стабилизированным напряжением -650 В, а ее ускоряющая система - стабилизированным напряжением +2 500 В. Яркость регулируется потенциометром R37, включенным в цепь катода. Напряжение с движка потенциометра R43 подается на второй анод трубки для фокусировки луча. Потенциометр R46 служит для устранения явления астигматизма, a R48 - для уменьшения геометрических искажений. Совмещение линии развертки с линиями шкалы осуществляется

магнитным полем катушки L3. Сила и направление тока в катушке регулируются потенциометром R47.

Блок питания (плата У5) обеспечивает питающими напряжениями всю схему осциллографа при включении его в сеть. Выпрямители источников +10, -10, -50 и +80 В собраны по двухполупериодной схеме выпрямления напряжения со средней точкой на диодах V3... V10. Выпрямленное напряжение фильтруется сглаживающими фильтрами.

Источник -650 В (плата У7) выполнен по однополупериодной схеме выпрямления напряжения на диоде V3 с дальнейшей фильтрацией его конденсатором СЗ; источник + 2500 В - по однополупериодной схеме выпрямления с утроением напряжения на диодах VI, V2, V4 и конденсаторах С2, С4, С5. Дополнительная фильтрация осуществляется фильтром Rl, C1.

Переменное стабилизированное напряжение 6,3 В для питания накала трубки снимается с обмотки 13, 14 трансформатора Т1, переменное напряжение 9 В для подсвета шкалы трубки - с обмотки 4, 5 трансформатора Т2.

Выпрямитель напряжения 19 В собран по двухполупериодной схеме выпрямления со средней точкой на диодах V5, V6 с фильтром С44. Отфильтрованное напряжение подается на стабилизатор, в котором V3 - проходной транзистор, V4 и V6 - составные транзисторы (плата У6). Стабилизатор напряжения работает следующим образом. При повышении входного напряжения выходное напряжение стабилизатора тоже увеличивается, что обусловливает возрастание положительного потенциала на базах транзисторов V4 V7. Последние приоткрываются и ток, протекающий в их коллекторных цепях, увеличивается. Это приводит к уменьшению тока базы транзисторов V6, V4 и V3, т. е. к их подзапиранию. Напряжение между коллектором и эмиттером транзистора V3 возрастает, а выходное напряжение остается практически неизменным. Схема работает аналогично при уменьшении питающего напряжения и изменении тока нагрузки. Напряжение, снимаемое со стабилитрона V12, используется в качестве опорного. В стабилизаторе имеется схема термокомпенсации дрейфа опорного напряжения, выполненная на диодах V13... V15. Выходное напряжение стабилизатора в пределах 16... 20 В можно регулировать потенциометром R5. Конденсаторы С43, С4 служат для устранения условий самовозбуждения стабилизатора.

Задающий генератор (плата У6) выполнен по двухтактной схеме с самовозбуждением,

в нем имеется обратная связь по напряжению, транзисторы VI и V2 усилителя мощности включены по схеме с общим эмиттером. Частота генерации - 2000 Гц, форма импульсов - прямоугольная.

При питании прибора от источника 24 В напряжение подается прямо на вход стабилизатора. Диод V7 предохраняет схему от неправильного подключения к источнику постоянного напряжения.

Работа с прибором

Для подготовки прибора С1-67 к работе необходимо:

1. Заземлив корпус осциллографа, ручки управления его установить в следующие положения:

ЯРКОСТЬ - в левое крайнее (против часовой стрелки);

УСИЛЕНИЕ - в правое крайнее (по часовой стрелке);

СТАВ. - в правое крайнее (по часовой стрелке);

ВРЕМЯ/ДЕЛЕН. - в положение 0,5 ms; ДЛИТЕЛЬНОСТЬ - в правое крайнее (по часовой стрелке);

тумблер XI, Х0,2 - в положение XI;

переключатель вида синхронизации - в положение ВНУТР.;

тумблер СЕТЬ - в выключенное положение.

Подсоединив прибор к источнику питания, подать на осциллограф напряжение, включив его тумблером СЕТЬ (при этом должна загореться сигнальная лампочка).

Через 2... 3 мин после включения прибора отрегулировать яркость и фокусировку линии развертки с помощью ручек ЯРКОСТЬ, ФОКУС и шлица.

Переместить линию развертки в среднее положение рабочей части экрана трубки; ручку ВОЛЬТ/ДЕЛЕН. перевести в положение 0,01 и с помощью шлица БАЛАНСИР возвратить линию развертки в

прежнее положение (балансировку повторять до тех пор, пока линия развертки не перестанет перемещаться при переключении ручки ВОЛЬТ/ДЕЛЕН.).

ДЕЛЕН., а ручку УСИЛЕНИЕ повернуть до упора вправо; с помощью шлица КАЛИБРОВКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, расположенного с левой стороны прибора, изображение амплитуды калибровочного напряжения установить равным 6 делениям шкалы трубки. Если линия развертки с горизонтальными линиями шкалы не совпадает, то потенциометром УСТ. ЛИНИИ ЛУЧА добиться их совпадения.

6. Произвести калибровку скорости развертки, для чего 10 периодов калибровочного напряжения уложить в 10 делениях шкалы трубки с помощью шлица КАЛИБРОВКА ДЛИТЕЛЬНОСТИ Х0,2.

Для работы с прибором в режиме ждущей развертки с синхронизацией исследуемым сигналом нужно:

Ручку переключателя вида синхронизации- в положение ВНУТР., ручку УРОВЕНЬ- в одно из крайних положений.

Переключатель длительности и тумблер множителя развертки установить в требуемые положения, если приблизительно известна длительность исследуемого процесса.

Переключатель ВОЛЬТ/ДЕЛЕН. установить в положение, при котором размеры исследуемого сигнала на экране были бы наиболее удобным для наблюдения.

4. Подать исследуемый сигнал на гнездо, ручку СТАБ. повернуть вправо 1МΩ40pF до появления изображения на экране прибора. Вращением этой же ручки в обратном направлении сорвать развертку изображения сигнала. Это положение ручки соответствует ждущему режиму работы осциллографа.

Можно осуществить запуск развертки от положительной или отрицательной части сигнала, установив переключатель в положение + либо -.

Для работы с прибором в режиме непрерывной развертки с синхронизацией исследуемым сигналом надо проделать те же операции с прибором, что и для работы в режиме ждущей развертки. Следует только при отсутствии сигнала на входе ручку СТАБ. повернуть так, чтобы на экране появилась линия развертки. Подав затем исследуемый сигнал на гнездо 1МΩ40pFвращением ручки УРОВЕНЬ и незначительным поворотом ручки СТАВ. (если потребуется) следует добиться устойчивого изображения сигнала на экране осциллографа.

Для синхронизации работы прибора от внешнего источника ручку переключателя вида синхронизации необходимо установить в положение ВНЕШ., 1: 1 или 1: 10 в зависимости от амплитуды синхронизирующего сигнала, а дальнейшие операции произвести те же, что и в предыдущем случае.

Для получения развертки с использованием внешнего источника в том случае, когда для горизонтального отклонения луча требуется не пилообразное, а, например, синусоидальное напряжение, нужно:

Ручку переключателя вида синхронизации установить в положение X.

Развертывающее напряжение от внешнего источника подать на гнездо X.

Чтобы получить внешнюю модуляцию луча по яркости, модулирующий сигнал надо подать на гнезда Z, находящиеся на задней стенке прибора. Для получения неподвижных яркостных меток этим же сигналом нужно засинхронизировать развертку.

Для измерения временных интервалов сигнала необходимо:

Ручку ДЛИТЕЛЬНОСТЬ установить в крайнее правое положение (по часовой стрелке), при котором развертка получается калиброванной в зависимости от положения переключателя ВРЕМЯ/ДЕЛЕН.

Проверить калибровку длительности развертки по внутреннему калибратору прибора.

Установить измеряемый временной интервал по центру экрана.

Переключатель ВРЕМЯ/ДЕЛЕН. и тумблер множителя установить в такие положения, чтобы измеряемый интервал занимал на экране не менее четырех делений шкалы. Для уменьшения погрешности измерения за счет толщины линии развертки измерения следует проводить только по правому или левому краю линии изображения сигнала. Точность измерения временных интервалов повышается при увеличении размера изображения сигнала на экране трубки по горизонтали.

Измеряемый временной интервал определяется произведением трех величин: длины измеряемого интервала на экране по горизонтали в делениях шкалы; значения времени, приходящегося на одно деление шкалы при данном положении переключателя ВРЕМЯ/ ДЕЛЕН.; значения множителя развертки XI или Х0,2.

Измерение временных интервалов сигнала можно производить также с помощью яркостных меток. В этом случае для модуляции луча используется синусоидальное или импульсное напряжение, а четкое неподвижное изображение сигнала на экране прибора получается в результате внешней синхронизации развертки модулирующим сигналом. Ручками ЯРКОСТЬ и ФОКУС изображение надо отрегулировать так, чтобы на экране были видны четкие яркие метки с темными промежутками между ними. Длительность временного интервала сигнала при этом равна количеству периодов следования меток, укладывающихся на его изображении.

При измерении частоты сигнала нужно учитывать следующее:

а) частоту сигнала можно определить, измерив его период Т, поскольку f = 1/T. В этом случае надо подсчитать расстояние в целых числах периодов сигнала, укладывающихся наиболее близко к 10 делениям шкалы. Пусть, например, п = 16 периодов занимают расстояние I = 4,45 деления при длительности развертки T p = 2 мкс/дел. Тогда искомая частота сигнала

б) другим методом определения частоты является метод сравнения неизвестной частоты с эталонной по фигурам Лиссажу. В этом случае на вход канала вертикального отклонения луча нужно подать сигнал, частоту которого надо измерить, а на вход канала горизонтального отклонения - напряжение генератора образцовой частоты. При сближении частот на экране прибора появится вращающийся эллипс, остановка которого укажет на полное совпадение частот. При кратном соотношении частот на экране будет более сложная фигура, причем частота по вертикали так относится к частоте по горизонтали, как число точек касания касательной к данной фигуре по горизонтали относится к числу точек касания касательной по вертикали;

в) определение частоты возможно также с помощью яркостных меток, получаемых в результате подачи сигнала эталонной частоты, кратной частоте исследуемого сигнала, на гнезда Z.

Для измерения амплитуды исследуемого сигнала необходимо:

1. Проверить калибровку коэффициента отклонения усилителя вертикального отклонения луча.

2. Исследуемый сигнал подать на гнездо 1МΩ40pF (ручка УСИЛЕНИЕ при этом должна находиться в правом крайнем положении).

Ручкой ВОЛЬТ/ДЕЛЕН. установить изображение сигнала в пределах рабочей части экрана.

С помощью ручек ↕ и ↔ изображение сигнала совместить с делениями шкалы и отсчитать по ней размах изображения по вертикали.

Амплитуда исследуемого сигнала в вольтах, будет равна произведению измеренной величины на цифровое значение отметки переключателя ВОЛЬТ/ДЕЛЕН. При работе с выносным делителем 1: 10 полученный результат надо умножить на 10.

Точность измерения амплитуды гарантируется при размерах изображения сигнала от 2,8 до 7 делений шкалы. Входной аттенюатор прибора должен быть установлен в такое положение, при котором исследуемый сигнал по размерам получается наибольшим в пределах рабочей части экрана осциллографа.

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Б.В. Желенков

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ

ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

МОСКВА-2003

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Московский государственный университет путей

сообщения (МИИТ)

Кафедра «Электронные Вычислительные Машины»

Б.В. Желенков

Утверждено

редакционно-издательским

советом университета

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ

ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Методические указания к лабораторным работам

по дисциплине «Схемотехника ЭВМ»

Для студентов III курса

Специальностей 220100, 552800

Москва-2003

УДК 681.3

Желенков Б.В. Основы построения логических элементов. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Схемотехника ЭВМ» – М.: МИИТ, 2003.-82с.

Методические указания предназначены для студентов третьего курса специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» и необходимы для выполнения лабораторных работ и УИРС по дисциплине «Схемотехника ЭВМ». Приводится необходимая информация для подготовки к работам, описание оборудования, порядок выполнения, варианты заданий, пример оформления лабораторной работы и список необходимой литературы.

Данные методические указания составлены на основе материалов методических указаний: «Изучение измерительной, регистрирующей и исследовательской аппаратуры», «Исследование формирователя логического сигнала первого типа», «Исследование формирователя логического сигнала второго типа», «Исследование схем ТТЛ», «Исследование схем КМОП» авторов Грамолина В.В. и Урусова А.В.

© Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), 2003

Учебно-методическое издание

Желенков Борис Владимирович

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ

ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Методические указания к лабораторным работам

по дисциплине «Схемотехника ЭВМ»

127994 Москва, ул. Образцова, 15

Типография МИИТа

ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ

ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.

Технические данные и правила

Работы с осциллографом С1-67

С помощью осциллографа С1-67 можно наблюдать периодические сигналы в диапазоне частот 5 Гц - 10 МГц с амплитудой от 5 мВ до 140В. С помощью осциллографа С1-67 можно точно замерять временные интервалы от 0,1мкс до 0,2с. Точность измерения фронтов импульсов гарантируется при времени фронта больше 30нс. При меньших временах фронта, погрешность измерения возрастает.

1.1.1. Органы управления и их назначение

Основные органы управления осциллографом С1-67 приведены на рис. 1.1.

Тумблер «СЕТЬ» - служит для включения прибора.

Ручка «ЯРКОСТЬ» - служит для установления необходимой яркости луча.

пиРучка «ФОКУС» - служит для фокусирования луча.

Ручка «ШКАЛА» - служит для регулировки освещения шкалы.

Усилитель

Входное гнездо «1МOm 40pF» служит для подачи исследуемого сигнала на вход осциллографа.

Переключатель входа, имеющий три положения, служит для выбора одного из следующих входов:

положение «≈» - так называемый «потенциальный вход», т. е. на вход усилителя вертикального отклонения будет подаваться весь исследуемый сигнал (и переменная и постоянная составляющие). Это положение является наиболее употребимым;

положение «~ » - так называемый «емкостной вход», т. е. на вход усилителя вертикального отклонения подается только переменная составляющая исследуемого сигнала;

положение «^» - в этом случае вход усилителя отключается от входного гнезда и заземляется. Положение используется для определения нулевого уровня при замерах амплитуды.

Рис. 1.1. Лицевая панель осциллографа С1-67:

1 - вход осциллографа; 2 - вход внешнего сигнала, синхронизирующего развертку.

Ручка «УСИЛЕНИЕ» служит для установки цены деления вертикальной шкалы. Эта ручка конструктивно выполнена в виде двух ручек на одной оси. Ручка, имеющая больший диаметр и расположенная ближе к панели прибора, переключает диапазоны амплитуды («ВОЛЬТ/ДЕЛ»). За деление шкалы принимается клетка координатной сетки экрана. Меньшая по диаметру ручка плавно меняет усиление. Чтобы точно установить требуемую цену деления надо ручку плавного усиления повернуть вправо (по часовой стрелке) до упора, а затем переключателем диапазонов выбрать цену деления по шкале, нанесенной на панели прибора. Необходимо помнить, что цена деления вертикальной шкалы равна установленной, только если центральная ручка плавного усиления находится в крайнем правом положении (в котором фиксируется).

Ручка «b» служит для перемещения луча по вертикали. С помощью этой ручки можно установить нулевой уровень, например, в центре экрана. Для этого вход должен быть установлен в положении «^».

Развертка

Ручки «ПЛАВНО», «ГРУБО» служат для перемещения начала развертки луча по горизонтали.

Ручка «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» служит для установки цены деления горизонтальной шкалы. Эта ручка конструктивно выполнена в виде двух ручек на одной оси. Ручка, имеющая больший диаметр и расположенная ближе к панели прибора, переключает диапазон длительности развертки («ВРЕМЯ/ ДЕЛ»). Меньшая по диаметру ручка плавно меняет длительность развертки. Чтобы точно установить требуемую цену деления, надо ручку плавной регулировки повернуть вправо (по часовой стрелке) до упора, а затем переключателем выбрать цену деления по шкале, нанесенной на панели прибора. Необходимо всегда помнить, что цена деления горизонтальной шкалы равна установленной, только если ручка плавной регулировки находится вкрайнем правом положении (в котором она фиксируется).

Тумблер множителя развертки имеет два положения:

«х1» - цена деления точно определяется переключателем длительности развертки;

«х0,2» - цена деления уменьшается в 5 раз, временная диаграмма при этом растягивается относительно центра экрана.

Для простоты установки цены деления тумблер наиболее часто находится в положении «х1». И только если замеряемый интервал занимает мало делений даже при крайнем правом положении переключателя, то в этом случае тумблер приводят в положение «х0,2».

Ручка «СТАБ» служит для выбора режима работы генератора развертки (ждущий, автоколебательный).

Синхронизация

Переключатель вида синхронизации, имеющий положения «ВНУТР» и «ВНЕШ» - служит для установки соответственно внутренней или внешней синхронизации. В случае внешней синхронизации переключатель имеет два положения: «1:1» и «1:10».

В положении «1:10» внешний запускающий сигнал ослабляется в 10 раз.

Переключатель «≈, ~, +, -» обеспечивает запуск развертки по нарастанию (+) или спаду (-) внешнего запускающего сигнала, а также позволяет выбрать потенциальный (≈) или емкостной (~) вход для этого сигнала.

Ручка «УРОВЕНЬ» служит для привязки момента начала развертки к определенному уровню внешнего синхросигнала.

Гнездо «СИНХР» служит для подачи внешнего запускающего сигнала (синхросигнала), используется в режиме внешней синхронизации.

Включение и настройка осциллографа

1. Включить прибор тумблером «СЕТЬ» и прогреть его в течение 1 - 2 мин.

2. Переключателем «≈,┴, ~ » заземлить вход усилителя.

3. Если луча нет на экране:

перевести в крайнее правое положение (по часовой стрелке) ручки «СТАБ» и «ЯРКОСТЬ»; ручками «↔» и «↕» найти луч и переместить его в рабочую область экрана.

4. Ручками «ФОКУС» и «ЯРКОСТЬ» отрегулировать луч.

5. Ручкой «↕» переместить луч на центральную ось экрана; в общем случае она принимается за нулевой уровень.

6. Переключатель входа установить на потенциальный вход ≈ (он может быть использован в подавляющем большинстве случаев) и подать исследуемый сигнал на вход осциллографа (гнездо «1MOm 40pF»).

7.Установить необходимую цену деления по вертикальной(усиление) и горизонтальной(развертка) шкалам.

8. Для получения устойчивой «картинки» необходимо использовать ждущую развертку, а для исследования взаимного временного расположения различных сигналов - внешнюю синхронизацию.

Такой режим является наиболее удобным и часто используемым. Для получения данного режима необходимо:

на гнездо «СИНХР» подать внешний запускающий сигнал;

переключатель «ВНУТР. ВНЕШ» поставить в положение «ВНЕШ 1:1»;

повернуть ручку «УРОВЕНЬ» в крайнее левое положение;

повернуть ручку «СТАБ» влево до срыва изображения на экране (на 5- 10° левее точки срыва);

вращая ручку «УРОВЕНЬ» добиться устойчивого изображения. Если это не получится, то следует немного повернуть вправо ручку «СТАБ» и ручкой «УРОВЕНЬ» добиться полной устойчивости изображения.