Elektriliste protsesside salvestamine elektronkiire ostsilloskoopide abil

Katoodkiireostsilloskoopide kasutamine

Elektronkiire ostsilloskoop on multifunktsionaalne mõõteseade, mis võimaldab visuaalselt jälgida ja salvestada juhuslikke, üksikuid perioodilisi ja perioodilisi elektrilisi protsesse sagedusvahemikus nullist (alalisvool) kuni gigahertsi ühikuteni. Lisaks uuritud protsesside kvalitatiivsele hindamisele võimaldab ostsilloskoop mõõta:

• voolu ja pinge amplituud ja hetkväärtus;

• signaali ajalised parameetrid (töötsükkel, sagedus, tõusuaeg, faas jne);

• faasinihke; harmooniliste signaalide sagedus (Lissajouse figuuride meetod ja ringjooneline pühkimine),

• amplituud-sagedus- ja faasiomadused jne.

Ostsilloskoopi saab kasutada keerukamate mõõteseadmete komponendina, näiteks sillaahelates nullorganina, sageduskarakteristikus jne.

Ostsilloskoobi kõrge tundlikkus määrab väga nõrkade signaalide uurimise võimaluse ning kõrge sisendtakistus põhjustab selle väikese mõju uuritavate vooluahelate režiimidele. Kokkuleppeliselt jagunevad katoodostsilloskoobid universaalseteks ja üldotstarbelisteks (tüüp C1), kiireteks ja stroboskoopilisteks (tüüp C7), mäluga (tüüp C8), spetsiaalseteks (tüüp C9), salvestamiseks koos fotopaberile salvestamisega (tüüp H). Kõik need võivad olla ühe-, kahe- ja mitmetalalised.

Üldotstarbelised ostsilloskoobid

Universaalsed ostsilloskoobid on mitmekülgsed tänu vahetatavate seadmete kasutamisele (näiteks C1-15 eelvõimendid). Ribalaius on 0 kuni sadu megahertsi, uuritava signaali amplituud kümnetest mikrovoltidest sadade voltideni. Üldotstarbelisi ostsilloskoope kasutatakse madalsageduslike protsesside, impulsssignaalide uurimiseks. Nende sagedusriba on 0 kuni kümneid megahertsi, uuritava signaali amplituud millivoltide ühikutest sadade voltideni.

Suure kiirusega ostsilloskoobid

Kiired ostsilloskoobid on ette nähtud üksikute ja korduvate impulsssignaalide salvestamiseks mitme gigahertsi sagedusalas.

Strobe ostsilloskoobid

Stroboostsilloskoobid on mõeldud kiirete korduvate signaalide uurimiseks sagedusvahemikus nullist gigahertsini, kusjuures signaali amplituudi uuritakse millivoltidest voltideni.

Ostsilloskoopide hoidmine

Salvestusostsilloskoobid on mõeldud üksikute ja harva korduvate signaalide salvestamiseks. Ribalaius on kuni 20 MHz uuritud signaali amplituudiga kümnetest millivoltidest kuni sadade voltideni. Salvestatud pildi taasesitusaeg 1 kuni 30 minutit.

Kiirete ja mööduvate protsesside jäädvustamiseks fotopaberile kasutatakse elektronkiire ostsilloskoope, millel on fotooptiline meetod kiire ülekandmiseks salvestusmeediumile, näiteks H023. Kõrge salvestuskiirus (kuni 2000 m/s) ja suur salvestatud sageduste vahemik (kuni sadu kilohertsi) võimaldavad neid ostsilloskoope kasutada, kui neid ei ole võimalik kasutada suhteliselt väikese salvestuskiirusega valguskiirtega ja salvestatud sageduste vahemik. Ostsilloskoopide H023 ja H063 peamised tehnilised omadused on toodud teatmeteostes.

Valguskiirte ostsilloskoopide rakendamine

Kiirete protsesside nähtavaks jäädvustamiseks on levinumad valguskiire ostsilloskoobid, mis salvestatakse spetsiaalsele ultraviolettkiirguse suhtes tundlikule ostsillograafilisele fotopaberile.

Valguskiirte ostsilloskoopide peamine eelis on võimalus saada nähtavat salvestust ristkülikukujulistes koordinaatides suures dünaamilises vahemikus (kuni 50 dB). Valguskiirte ostsilloskoopide töösagedusriba ei ületa 15 000 Hz, valguskiirte ostsilloskoopide maksimaalne salvestuskiirus on kuni 2000 m/s, elektrograafilise valgustusega valguskiirte puhul 6-50 m/s. Mitme elektrilise protsessi samaaegseks vaatlemiseks ja salvestamiseks on ostsilloskoobidel mitu ostsillograafilist galvanomeetrit (tavaliselt magnetoelektriline süsteem), mille arv võib ulatuda 24-ni (ostsilloskoobis H043.2) ja rohkemgi.

Oscillograafiat saab teha UV-fotopaberil või keemilise fotoarenguga fotofilmil.UV-paberil ostsillograafiat teostab otsese valguse arenguga elavhõbedalamp, mis kiirendab oluliselt ostsillograafilist protsessi ja seda kasutatakse juhtudel, kui on vaja hankida näiteks testostsillogramm. UV-fotopaberi miinuseks on see, et sellel saadud ostsillogrammid kaotavad aja jooksul kontrasti tausta tumenemise tõttu. Fotopaberi tundlikkus ja valgustuse heledus tuleks valida sama kõrgeks kui ostsillograafi kiirus ja seadistada testostsillogrammide abil.

Ostsilloskoobid on tavaliselt varustatud erineva töösagedusribaga galvanomeetritega. Kui kasutatakse galvanomeetrit, mille töösagedus on teadmata, võib sageduse ülemise piiri võtta võrdseks poolega galvanomeetri omasagedusest. Galvanomeetri loomulik sagedus on sellel märgitud tüübitähise järel kriipsuga. Galvanomeetri töövoolu piiramiseks kasutatakse standardseid šuntkarpe ja lisatakisteid. Suurte voolude (üle 6 A) või kõrgepinge (üle 600 V) ostsillograafiliste juhtumite korral kasutatakse tavaliselt instrumenditrafosid.

Tala suurima võnke saamiseks ostsillogrammil (70–80% kasutatava paberi laiusest) tuleb valida galvanomeeter, mille töövool on maksimumilähedane.

Enim kasutatavad valguskiire ostsilloskoopide tüübid ja nende tehnilised põhiandmed on toodud teatmeteostes.