Общие сведения. Наглядное, или визуальное воспроизведение формы колебаний является важной задачей радиотехнических измерений

Наглядное, или визуальное воспроизведение формы колебаний является важной задачей радиотехнических измерений, поскольку форма позволяет сразу оценить многие параметры колебаний. Одним из основных приборов, служащих для визуального наблюдения и исследования формы электрических сигналов, является осциллограф (от лат. «осциллум» — колебание и греч. «графо» — пишу). Большинство современных осциллографов, находящихся в эксплуатации, оснащены электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и их называют электронно-лучевыми осциллографами. Вместе с тем, в последних разработках осциллографов в качестве отображающих устройств применяют матричные индикаторные панели — газоразрядные, плазменные, жидкокристаллические, твердотельные и т.д.

Электронно-лучевой осциллограф — измерительный прибор для визуального наблюдения в прямоугольной системе координат электрических сигналов и измерения их параметров. С помощью осциллографа наблюдают периодические непрерывные и импульсные сигналы, непериодические и случайные сигналы, одиночные импульсы и оценивают их параметры. Чаще всего с помощью осциллографа наблюдают зависимость напряжения от времени, причем, как правило, осью времени является ось абсцисс, а ось ординат отражает уровень сигнала. По изображениям, получаемым на экране осциллографа, можно измерить амплитуду, частоту и фазовый сдвиг, параметры модулированных сигналов и ряд других показателей. На базе осциллографа созданы приборы для исследования переходных, частотных и амплитудных характеристик различных радиотехнических устройств.

Для многих целей разработаны и используют различные типы электронно-лучевых осциллографов: универсальные, скоростные, стробоскопические, запоминающие, специальные и т.д. Отличаясь техническими характеристиками, схемными и конструктивными решениями, в этих осциллографах используется общий принцип получения осциллограмм. Возможность наблюдения формы исследуемого сигнала и одновременное измерение его параметров и характеристик выдвигают электронно-лучевой осциллограф в разряд универсальных приборов.

Наибольшее распространение получили универсальные осциллографы, позволяющие исследовать электрические сигналы с длительностью от единиц наносекунд до нескольких секунд в диапазоне амплитуд от долей милливольт до сотен вольт, а также измерять параметры таких сигналов с приемлемой для практики погрешностью (5...7 %). Полоса пропускания лучших универсальных осциллографов составляет 300...500 МГц и более.

Повторяющиеся кратковременные процессы исследуют с помощью стробоскопических осциллографов. По принципу действия стробоскопические осциллографы относят к приборам с преобразованием временного масштаба и отличаются высокой чувствительностью и широкой (до 10 ГГц) рабочей полосой.

Запоминающие осциллографы, имеющие специальные ЭЛТ, обладают способностью сохранять и воспроизводить изображение сигнала в течение длительного времени после исчезновения его на входе. Основное назначение запоминающих осциллографов — исследование однократных и редко повторяющихся процессов. Запоминающие осциллографы обладают почти такими же характеристиками, что и универсальные, однако отличаются расширенными функциональными возможностями.

Специальные осциллографы оснащены дополнительными блоками целевого назначения. К ним относятся и телевизионные осциллографы, позволяющие наблюдать видеосигнал заданной строки изображения, и цифровые, дающие возможность не только наблюдать сигнал, но и передать его в цифровом виде на компьютер для дальнейшей обработки. Специальные осциллографы снабжают мультиметрами, позволяющими измерять напряжения, силу токов и сопротивления, а также устройствами для исследования вольтамперных характеристик полупроводниковых приборов.

По числу одновременно наблюдаемых на экране ЭЛТ сигналов различают одноканальные и многоканальные осциллографы. Совмещение на экране изображений нескольких входных сигналов реализуют или использованием специальной многолучевой трубки, или путем периодического переключения сигналов на разные входы с помощью электронного коммутатора.