Principi bàsic de l'oscil·loscopi

Visualització de forma d'ona
Segons el principi dels tubs d'oscil·loscopi, quan s'aplica una tensió de CC a un parell de plaques de deflexió, es generarà un desplaçament fix del punt de llum a la pantalla fluorescent i la magnitud del desplaçament és proporcional a la tensió de CC aplicada. Si s'apliquen dues tensions de corrent continu a les plaques de deflexió vertical i horitzontal simultàniament, la posició del punt de llum a la pantalla fluorescent està determinada pel desplaçament en ambdues direccions.
Si s'aplica una tensió alterna sinusoïdal a un parell de plaques de deflexió, el punt de llum de la pantalla fluorescent es mourà a mesura que canviï el voltatge. Quan s'aplica una tensió alterna sinusoïdal a la placa de desviació vertical, en el moment t{{0}}, la tensió és Vo (valor zero), la posició del punt de llum a la pantalla fluorescent és a l'origen de coordenades 0, i en el moment del temps t=1, la tensió és V1 (valor positiu). El punt de llum de la pantalla fluorescent es troba a 1 per sobre de l'origen de coordenades 0, i el desplaçament és proporcional a la tensió V1; En el moment t=2, la tensió és V2 (el valor positiu màxim) i el punt de llum de la pantalla fluorescent es troba a 2 punts per sobre del punt d'origen de coordenades 0. La distància de desplaçament és proporcional a la tensió. V2; Per analogia, a cada instant de temps t=3, t=4,..., t=8, les posicions dels punts de llum a la pantalla fluorescent són respectivament 3, 4,. .., i 8 punts. En el segon i tercer cicle de tensió alterna, es repetirà el primer cicle. Si la freqüència de la tensió de CA sinusoïdal aplicada a la placa de desviació vertical en aquest moment és molt baixa, només entre 1 Hz i 2 Hz, es veurà un punt de llum en moviment a la pantalla fluorescent. El valor de deflexió instantània d'aquest punt de llum des de l'origen de les coordenades serà proporcional al valor instantani de la tensió aplicada a la placa de desviació vertical. Si la freqüència de tensió de CA aplicada a la placa de desviació vertical és per sobre de 10 Hz a 20 Hz, a causa del fenomen de resplendor posterior de la pantalla fluorescent i el fenomen de persistència visual de l'ull humà, el que es veu a la pantalla fluorescent no és un punt que es mou amunt i avall, però una línia brillant vertical. La longitud de la línia brillant depèn de la magnitud de la tensió sinusoïdal de pic a pic quan el guany d'amplificació vertical de l'oscil·loscopi és constant. Si s'aplica una tensió alterna sinusoïdal a la placa de deflexió horitzontal, es produirà una situació similar, excepte que el punt de llum es mou sobre l'eix horitzontal.
Si s'aplica una tensió que varia linealment amb el temps, com ara una tensió de dent de serra, a un parell de plaques de deflexió, com es mourà el punt de llum a la pantalla fluorescent? Quan hi ha una tensió d'ona de dent de serra a la placa de desviació horitzontal, en el moment t=0, la tensió és Vo (el valor negatiu màxim) i el punt de llum de la pantalla fluorescent es troba a la posició inicial ( al punt zero) al costat esquerre de l'origen de les coordenades, i la distància de desplaçament és proporcional a la tensió Vo; En el moment t=1, el voltatge és V1 (negatiu) i el punt de llum de la pantalla fluorescent es troba en un punt a l'esquerra de l'origen de les coordenades. La distància de desplaçament és proporcional a la tensió V1; Per analogia, en el temps t=2, t=3, A cada instant de t=8, les posicions corresponents dels punts de llum a la pantalla fluorescent són els punts 2, 3,... , i 8. En el moment de t=8, la tensió de l'ona de dent de serra salta del valor positiu màxim V8 al valor negatiu màxim Vo, i el punt de llum de la pantalla fluorescent es mou molt ràpidament de 8 a l'esquerra a la posició inicial zero. Si la tensió de dent de serra és periòdica, el primer cicle es repetirà en el segon, tercer,... cicle de la tensió de dent de serra. Si la freqüència de la tensió d'ona de dent de serra aplicada a la placa de deflexió horitzontal en aquest moment és molt baixa, només d'1 Hz a 2 Hz, es veurà que el punt de llum es mou uniformement des del punt zero de la posició inicial esquerra fins al punt zero de la posició inicial dreta. a la pantalla fluorescent i, a continuació, el punt de llum es mourà molt ràpidament des del punt zero de la posició inicial dreta fins al punt zero de la posició inicial esquerre. Aquest procés s'anomena escaneig. Quan s'aplica una tensió periòdica de dents de serra a l'eix horitzontal, l'exploració continuarà en un cicle. El valor instantani de la distància des del punt de llum fins al punt zero de la posició inicial serà proporcional al valor instantani de la tensió aplicada a la placa de deflexió. Si la freqüència de la tensió d'ona de dent de serra aplicada a la placa de desviació és per sobre de 10 Hz a 20 Hz, a causa del fenomen de resplendor posterior de la pantalla fluorescent i el fenomen de persistència visual de l'ull humà, es pot veure una línia brillant horitzontal. La longitud de la línia brillant horitzontal depèn del valor de tensió de l'ona de dent de serra quan es fixa el guany d'amplificació horitzontal de l'oscil·loscopi. El valor de tensió de l'ona de dent de serra és proporcional al canvi de temps i el desplaçament del punt de llum a la pantalla fluorescent és proporcional al valor de tensió, per tant, les línies brillants horitzontals de la pantalla fluorescent poden representar l'eix del temps. Qualsevol segment de línia igual en aquesta línia brillant representa un període de temps igual.
Si la tensió del senyal mesurada s'aplica a la placa de deflexió vertical i la tensió d'escaneig d'ona de dent de serra s'aplica a la placa de desviació horitzontal, i la freqüència de la tensió de senyal mesurada és igual a la freqüència de la tensió d'escaneig d'ona de dent de serra, una corba de forma d'ona periòdica de la tensió del senyal mesurada al llarg del temps es mostrarà a la pantalla fluorescent. En el cas en què el segon i el tercer cicles del senyal periòdic mesurat repeteixen el primer cicle, les pistes traçades pel punt de llum a la pantalla fluorescent també se superposen a les pistes traçades per primera vegada. Per tant, la tensió del senyal mesurada que es mostra a la pantalla fluorescent és una corba de forma d'ona estable que canvia amb el temps.
Per estabilitzar els gràfics a la pantalla fluorescent, la freqüència de la tensió del senyal mesurada hauria de mantenir una relació de relació sencer amb la freqüència de la tensió de l'ona de dent de serra, és a dir, una relació de sincronització. Per aconseguir-ho, cal ajustar contínuament la freqüència de la tensió de la dent de serra per adaptar-se a l'observació de diversos senyals periòdics a diferents freqüències. En segon lloc, a causa de la relativa inestabilitat de la freqüència del senyal mesurat i la freqüència del senyal d'oscil·lació de dent de serra, fins i tot si la freqüència de la tensió de dent de serra s'ajusta temporalment per ser un múltiple integral de la freqüència del senyal mesurat, no es pot mantenir. el gràfic és estable tot el temps. Per tant, l'oscil·loscopi està equipat amb un dispositiu de sincronització. És a dir, afegir un senyal de sincronització a una part determinada del circuit d'ona de dents de serra per afavorir la sincronització de l'escaneig. Per als oscil·loscopis simples (com els oscil·loscopis SB-10 domèstics, etc.) que només poden generar exploració contínua (és a dir, generar ones contínues de dents de serra de cicle a cicle), és necessari introduir un senyal de sincronització relacionat amb la freqüència de el senyal observat al seu circuit d'exploració, quan la freqüència del senyal de sincronització afegit s'acosta a la freqüència d'oscil·lació autònoma de la freqüència d'ona de dent de serra (o un múltiple enter d'aquesta), la freqüència d'ona de dent de serra es pot "arrossegar a la sincronització" o "bloquejar". Per a oscil·loscopis (com els oscil·loscopis domèstics ST-16, oscil·loscopis síncrons SBT-5, oscil·loscopis de traça dual SR-8, etc.) que tenen la funció d'esperar l'exploració (és a dir, ho fan no generen ones de dent de serra en moments habituals, sinó que només generen una ona de dent de serra per a un sol escaneig quan arriba el senyal a prova), és necessari introduir un senyal d'activació relacionat amb el senyal a prova al seu circuit d'exploració per coordinar estretament el procés d'escaneig. amb el senyal a prova. D'aquesta manera, sempre que sigui seleccionat el senyal de sincronització o el senyal d'activació adequats segons sigui necessari, qualsevol procés a estudiar es pot sincronitzar amb la freqüència d'escaneig d'ona de dent de serra.