Основные характеристики осциллографов

1) Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) канала вертикального отклонения (рисунок 5.4) - зависимость коэффициента усиления канала от частоты. Полоса пропускания - от постоянного тока (открытый вход) или от  равной нескольким герцам (при закрытом входе) до . Частоты  и  определяются на уровне 0,707 (-3 дБ) от значения коэффициента усиления на некоторой опорной частоте (обычно £ ).

Рисунок 5.4

2) Переходная характеристика - отклик на экране осциллографа на скачок напряжения на входе Y (рисунок 5.5). Характеризуется выбросом , обычно не превышающим нескольких процентов от уровня сигнала, временем нарастания  - в течение которого луч проходит от 0,1 до 0,9 установившегося значения и временем установления  - интервалом времени от уровня 0,1 до момента уменьшения осцилляций после выброса до значения не превышающего погрешности измерения уровня. Причем при оптимальном виде АЧХ справедлива следующая зависимость

                                       .                                               (5.2)

Рисунок 5.5

3) Коэффициент отклонения - обратен чувствительности канала ВО, характеризует масштаб изображения по вертикали

               , где .

Здесь  - чувствительность ЭЛТ осциллографа. Иначе

                                            ,                                            (5.3)

где  - величина входного напряжения,  - размер изображения сигнала по вертикали.  изменяется аттенюатором на передней панели ступенями с кратностью 1, 2, 5; размерностью  - в В/см, мВ/см... мкВ/см или в/дел, мВ/дел, мкВ/дел. Для увеличения диапазона измеряемых напряжений используется множитель , принимающий значения 1 или 10.

4 ) Коэффициент развер тки  характеризует масштаб изображения по горизонтали.

с/дел, мс/дел, мкс/дел или с/см, мс/см, мкс/см.           (5.4)

Представляет собой отношение времени прямого хода луча  к длине перемещения луча на экране . Иногда используется понятие скорости развертки . Величина  может достигать десятков и сотен км/сек. Для увеличения чувствительности канала горизонтального отклонения используется множитель развертки, обычно со значениями 0,1; 0,2; 0,5.

5) Входное сопроти вление - определяет влияние осциллографа на исследуемую цепь. Обычно  ³ 1 Мом; для низкочастотных осциллографов  30¸40 пФ, для высокочастотных  3¸5 пФ.

6) При выборе осциллографа для решения конкретных измерительных задач следует учитывать и другие характеристики осциллографа: рабочую площадь экрана, цвет свечения, диапазоны амплитуд и длительностей входных сигналов, количество каналов, возможность применения сменных блоков и т.д.

Измерение параметров сигналов. Осциллограф позволяет проводить прямые измерения фактически только двух параметров сигнала - величины напряжения и величины временного интервала.

Измерение напряжения.

а) Метод калиброванной шкалы.

Метод основан на применении известного коэффициента отклонения  , значения которого переключаются с помощью предварительно откалиброванного аттенюатора (делителя) входного устройства канала вертикального отклонения осциллографа. Значение измеряемой амплитуды определяется выражением: 

                                                [В],                    (5.5)

где  - коэффициент отклонения (В/дел),

   - значение множителя (обычно 1 или 10),

   - размер изображения по вертикали (дел).

Погрешность метода составляет 5¸10%.

б) Метод сравнения.

Метод основан на сравнении амплитуды измеряемого сигнала с амплитудой калиброванного образцового напряжения, подаваемых поочередно на Y - вход осциллографа. Источник калиброванного напряжения может быть внутренним или внешним. Погрешность метода 3-5%.

Для повышения точности используют дифференциальный усилитель канала (обычно, это сменный блок), на оба входа которого одновременно подают измеряемый и калибровочный сигналы. ЭЛТ осциллографа в этом случае является нуль-индикатором (индикатором равенства амплитуд сигналов). Погрешность метода определяется в основном погрешностью задания калибровочного напряжения и может быть уменьшена до 1%.