Elektromos folyamatok rögzítése elektronsugaras oszcilloszkópokkal

Katódsugároszcilloszkópok alkalmazása

Az elektronsugaras oszcilloszkóp egy többfunkciós mérőeszköz, amely lehetővé teszi véletlenszerű, egyszeri időszakos és periodikus elektromos folyamatok vizuális megfigyelését és rögzítését a nullától (egyenáramtól) a gigahertzes egységig terjedő frekvenciatartományban. A vizsgált folyamatok minőségi értékelése mellett az oszcilloszkóp lehetővé teszi a következők mérését:

• az áram és a feszültség amplitúdója és pillanatnyi értéke;

• a jel időparaméterei (munkaciklus, frekvencia, felfutási idő, fázis stb.);

• fázis késés; a harmonikus jelek frekvenciája (Lissajous-figurák és körkörös sweep módszere),

• amplitúdó-frekvencia- és fázisjellemzők stb.

Az oszcilloszkóp használható bonyolultabb mérőberendezések alkatrészeként, például hídáramkörökben nullszervként, frekvencia-válaszmérőkben stb.

Az oszcilloszkóp nagy érzékenysége meghatározza a nagyon gyenge jelek vizsgálatának lehetőségét, a nagy bemeneti impedancia pedig csekély hatást gyakorol a vizsgált áramkörök módozataira. Megállapodás szerint a katódos oszcilloszkópokat univerzális és általános célú (C1 típus), nagy sebességű és stroboszkópos (C7 típus), memória (C8 típus), speciális (C9 típus), fotópapírra történő rögzítés (H típus) típusokra osztják. Mindegyik lehet egy-, két- és többnyalábú.

Általános célú oszcilloszkópok

Az univerzális oszcilloszkópok sokoldalúak a cserélhető eszközök használatának köszönhetően (például előerősítők a C1-15-ben). A sávszélesség 0-tól több száz megahertzig, a vizsgált jel amplitúdója több tíz mikrovolttól több száz voltig terjed. Az általános célú oszcilloszkópokat alacsony frekvenciájú folyamatok, impulzusjelek vizsgálatára használják. Frekvenciasávjuk 0 és több tíz megahertz között van, a vizsgált jel amplitúdója millivolttól több száz voltig terjed.

Nagy sebességű oszcilloszkópok

A nagy sebességű oszcilloszkópokat arra tervezték, hogy egyetlen és ismétlődő impulzusjeleket rögzítsenek több gigahertzes nagyságrendű frekvenciasávban.

Stroboszkópos oszcilloszkópok

A stroboszkópos oszcilloszkópok nagy sebességű ismétlődő jelek vizsgálatára szolgálnak a nullától a gigahertzig terjedő frekvenciatartományban, a jel amplitúdója pedig millivolttól voltig terjed.

Oszcilloszkópok tárolása

A tárolóoszcilloszkópokat egyedi és ritkán ismétlődő jelek rögzítésére tervezték. A sávszélesség 20 MHz-ig terjed, a vizsgált jelamplitúdó tíz millivolttól több száz voltig terjed. A rögzített kép lejátszási ideje 1-30 perc.

Gyors és tranziens folyamatok fényképészeti papírra történő rögzítéséhez elektronsugaras oszcilloszkópokat használnak, amelyek fotooptikai módszerrel továbbítják a nyalábot egy rögzítési közegbe, például H023-at. A nagy rögzítési sebesség (akár 2000 m/s) és a felvett frekvenciák széles tartománya (akár több száz kilohertz) lehetővé teszi ezeknek az oszcilloszkópoknak a használatát, ha nem lehetséges olyan fénysugarakkal rendelkezőket használni, amelyek viszonylag alacsony rögzítési sebességgel rendelkeznek és a rögzített frekvenciák tartománya. A H023 és H063 oszcilloszkópok főbb műszaki jellemzőit a referenciakönyvek tartalmazzák.

Fénysugaras oszcilloszkópok alkalmazása

A gyors folyamatok látható rögzítése érdekében a legelterjedtebbek a fénysugaras oszcilloszkópok, amelyek speciális, ultraibolya sugárzásra érzékeny oszcillografikus fotópapírra rögzítenek.

A fénysugaras oszcilloszkópok fő előnye, hogy nagy dinamikatartományban (akár 50 dB-ig) téglalap alakú koordinátákban látható felvételt készítenek. A fénysugaras oszcilloszkópok működési frekvenciasávja nem haladja meg a 15 000 Hz-et, a maximális rögzítési sebesség fénysugaras oszcilloszkópoknál legfeljebb 2000 m/s, elektrográfiai megvilágított fénysugaraknál 6-50 m/s. Több elektromos folyamat egyidejű megfigyelésére és rögzítésére az oszcilloszkópok több oszcillografikus galvanométerrel (általában magnetoelektromos rendszerrel) rendelkeznek, amelyek száma elérheti a 24-et (H043.2 oszcilloszkópban) és még többet.

Az oszcillográfiát UV-fényképes papíron vagy fényképészeti filmen végezhetjük kémiai fotográfiai előhívással.Az UV-papíron végzett oszcillográfiát közvetlen fényfejlesztésű higanylámpa végzi, amely jelentősen felgyorsítja az oszcillográfiás folyamatot, és olyan esetekben alkalmazzák, amikor például tesztoszcillogramot kell beszerezni. Az UV fotópapír hátránya, hogy a rajta kapott oszcillogramok a háttér elsötétülése miatt idővel kontrasztot veszítenek. A fotópapír érzékenységét és a megvilágítás fényerejét az oszcillográfia sebességével megegyezően kell kiválasztani, és tesztoszcillogrammokkal kell beállítani.

Az oszcilloszkópok általában különböző működési frekvenciasávú galvanométerekkel vannak felszerelve. Ismeretlen működési frekvenciájú galvanométer használata esetén a felső frekvenciahatár a galvanométer sajátfrekvenciájának felével egyenlő. A galvanométer sajátfrekvenciáját a típusjelzés után egy kötőjel jelzi. A galvanométer üzemi áramának korlátozására szabványos söntdobozokat és kiegészítő ellenállásokat használnak. Nagy áram (több mint 6 A) vagy nagyfeszültség (több mint 600 V) oszcillografikus eseteihez általában műszertranszformátorokat használnak.

Ahhoz, hogy a nyaláb legnagyobb kilengését az oszcillogrammon (a felhasznált papír szélességének 70-80% -a) érje el, olyan galvanométert kell választania, amelynek működési árama közel lesz a maximumhoz.

A legszélesebb körben használt fénysugaras oszcilloszkóp típusokat és alapvető műszaki adataikat a szakirodalom tartalmazza.