Oskilloskoopin perusperiaate

Aaltomuodon näyttö
Oskilloskooppiputkien periaatteen mukaan, kun DC-jännite syötetään poikkeutuslevypariin, syntyy fluoresoivan näytön valopisteen kiinteä siirtymä, ja siirtymän suuruus on verrannollinen käytettyyn tasajännitteeseen. Jos sekä pysty- että vaakapoikkeutuslevyihin syötetään samanaikaisesti kahta tasajännitettä, valopisteen sijainti fluoresoivalla näytöllä määräytyy molempien suuntien siirtymän mukaan.
Jos poikkeutuslevypariin syötetään sinimuotoista vaihtojännitettä, valopiste fluoresoivassa näytössä liikkuu jännitteen muuttuessa. Kun pystypoikkeutuslevyyn kohdistetaan sinimuotoinen vaihtojännite, hetkellä t{{0}}, jännite on Vo (nolla-arvo), valopisteen sijainti fluoresoivassa näytössä on koordinaatin origo 0, ja ajanhetkellä t=1 jännite on V1 (positiivinen arvo). Valopiste fluoresoivalla näytöllä on 1 koordinaatin origon yläpuolella 0, ja siirtymä on verrannollinen jännitteeseen V1; Ajanhetkellä t=2 jännite on V2 (maksimi positiivinen arvo), ja fluoresoivan näytön valopiste on 2 pistettä koordinaatin alkupisteen 0 yläpuolella. Siirtymäetäisyys on verrannollinen jännitteeseen V2; Analogisesti kullakin ajanhetkellä t=3, t=4,..., t=8 valopisteiden paikat fluoresoivalla näytöllä ovat vastaavasti 3, 4,. .. ja 8 pistettä. Vaihtojännitteen toisessa ja kolmannessa jaksossa ensimmäinen jakso toistetaan. Jos pystypoikkeutuslevyyn kohdistetun sinimuotoisen vaihtojännitteen taajuus on tällä hetkellä hyvin alhainen, vain 1 Hz:n ja 2 Hz:n välillä, fluoresoivalla näytöllä näkyy liikkuva valopiste. Tämän valopisteen hetkellinen taipuma-arvo koordinaattien origosta on verrannollinen pystypoikkeutuslevyyn syötetyn jännitteen hetkelliseen arvoon. Jos pystysuuntaiseen poikkeutuslevyyn kohdistettu vaihtovirtajännite on yli 10 Hz - 20 Hz johtuen fluoresoivan näytön jälkihohtoilmiöstä ja ihmissilmän visuaalisen pysyvyyden ilmiöstä, fluoresoivalla näytöllä näkyvä ei ole seikka, joka liikkuu ylös ja alas, mutta pystysuora kirkas viiva. Kirkkaan viivan pituus riippuu huipusta huippuun sinimuotoisen AC-jännitteen suuruudesta, kun oskilloskoopin pystyvahvistus on vakio. Jos vaakapoikkeutuslevyyn syötetään sinimuotoinen vaihtojännite, tapahtuu samanlainen tilanne, paitsi että valopiste liikkuu vaaka-akselilla.
Jos poikkeutuslevypariin kohdistetaan lineaarisesti ajan myötä muuttuva jännite, kuten sahanhammasjännite, miten valopiste liikkuu fluoresoivalla näytöllä? Kun vaakapoikkeutuslevyssä on sahanhammasaaltojännite hetkellä t=0, jännite on Vo (maksimi negatiivinen arvo) ja valopiste fluoresoivassa näytössä on aloitusasennossa ( nollapisteessä) koordinaatin origon vasemmalla puolella, ja siirtymäetäisyys on verrannollinen jännitteeseen Vo; Ajanhetkellä t=1 jännite on V1 (negatiivinen), ja fluoresoivan ruudun valopiste on koordinaatin origon vasemmalla puolella olevassa pisteessä. Siirtymäetäisyys on verrannollinen jännitteeseen V1; Analogisesti ajanhetkellä t=2, t=3, kullakin hetkellä t=8, vastaavat valopisteiden paikat fluoresoivalla näytöllä ovat pisteitä 2, 3,... , ja 8. Hetkellä t=8 sahanhammasaaltojännite hyppää maksimipositiivisesta arvosta V8 negatiiviseen maksimiarvoon Vo, ja valopiste fluoresoivassa näytössä liikkuu erittäin nopeasti arvosta 8 vasemmalle klo. aloitusasento nolla. Jos sahajännite on jaksollinen, ensimmäinen jakso toistetaan toisessa, kolmannessa,... sahajännitteen jaksossa. Jos vaakapoikkeutuslevyyn kohdistetun saha-aaltojännitteen taajuus tällä hetkellä on hyvin alhainen, vain 1 Hz - 2 Hz, valopisteen nähdään liikkuvan tasaisesti vasemmasta aloitusasennosta nollapisteestä oikeaan aloitusasentoon nollapiste. fluoresoivalla näytöllä, ja sitten valopiste siirtyy erittäin nopeasti oikeasta aloitusasennosta nollapisteestä vasemman aloitusaseman nollapisteeseen. Tätä prosessia kutsutaan skannaukseksi. Kun vaaka-akselille kohdistetaan jaksollinen sahanhammasjännite, skannaus jatkuu jaksoittain. Etäisyyden hetkellinen arvo valopisteestä lähtöaseman nollapisteeseen on verrannollinen poikkeutuslevyyn syötetyn jännitteen hetkelliseen arvoon. Jos poikkeutuslevyyn kohdistetun saha-aaltojännitteen taajuus on yli 10 Hz - 20 Hz johtuen fluoresoivan näytön jälkihohtoilmiöstä ja ihmissilmän visuaalisen pysyvyyden ilmiöstä, voidaan nähdä vaakasuora kirkas viiva. Vaakasuuntaisen kirkkaan viivan pituus riippuu saha-aaltojännitteen arvosta, kun oskilloskoopin vaakasuuntainen vahvistusvahvistus on kiinteä. Sahahammasaallon jännitearvo on verrannollinen ajan muutokseen, ja fluoresoivan näytön valopisteen siirtymä on verrannollinen jännitearvoon, joten fluoresoivan näytön vaakasuorat kirkkaat viivat voivat edustaa aika-akselia. Mikä tahansa samanlainen viivan segmentti tällä kirkkaalla viivalla edustaa yhtä aikaa.
Jos mitattu signaalijännite kohdistetaan pystypoikkeutuslevyyn ja sahanhammasaallonpyyhkäisyjännite syötetään vaakapoikkeutuslevyyn ja mitatun signaalijännitteen taajuus on yhtä suuri kuin sahanhammasaallonpyyhkäisyjännitteen taajuus, jaksollinen aaltomuotokäyrä mitatusta signaalijännitteestä ajan mittaan näytetään fluoresoivalla näytöllä. Siinä tapauksessa, että mitatun jaksollisen signaalin toinen ja kolmas jakso kaikki toistavat ensimmäistä jaksoa, fluoresoivan näytön valopisteen jäljittämät jäljet ​​ovat myös päällekkäin ensimmäistä kertaa jäljitettyjen raitojen kanssa. Siksi fluoresoivalla näytöllä näkyvä mitattu signaalijännite on vakaa aaltomuotokäyrä, joka muuttuu ajan myötä.
Fluoresoivan näytön grafiikan stabiloimiseksi mitatun signaalijännitteen taajuuden tulisi säilyttää kokonaislukusuhdesuhde saha-aaltojännitteen taajuuteen, toisin sanoen tahdistussuhde. Tämän saavuttamiseksi on tarpeen jatkuvasti säätää sahanhammasjännitteen taajuutta, jotta se mukautuisi erilaisten jaksollisten signaalien havainnointiin eri taajuuksilla. Toiseksi mitatun signaalin taajuuden ja sahanhammasvärähtelysignaalin taajuuden suhteellisesta epävakaudesta johtuen, vaikka sahanhammasjännitteen taajuus säädettäisiin tilapäisesti mitatun signaalin taajuuden kiinteäksi kerrannaiseksi, se ei voi pysyä kaavio on vakaa koko ajan. Siksi oskilloskooppi on varustettu synkronointilaitteella. Toisin sanoen synkronointisignaalin lisääminen saha-aaltopiirin tiettyyn osaan edistämään skannauksen synkronointia. Yksinkertaisten oskilloskoopit (kuten kotimaiset SB-10-oskilloskoopit jne.), jotka pystyvät generoimaan vain jatkuvaa pyyhkäisyä (eli tuottavat jatkuvia saha-aaltoja syklistä toiseen), on syötettävä synkronointisignaali, joka liittyy taajuuteen Kun lisätyn synkronointisignaalin taajuus lähestyy sahahammasaallon taajuuden autonomista värähtelytaajuutta (tai sen kokonaislukukerrosta), sahahammasaaltotaajuus voidaan "raahaa synkronointiin" tai "lukita". Oskilloskoopit (kuten kotimaiset ST-16-oskilloskoopit, SBT-5-synkroniset oskilloskoopit, SR-8-kaksoiskäyräoskilloskoopit jne.), joiden tehtävänä on odottaa skannausta (eli ne odottavat eivät tuota sahanhammasaaltoja tavallisina aikoina, vaan generoivat vain sahanhammasaallon yhdelle pyyhkäisylle, kun testattava signaali saapuu), on tarpeen syöttää testattavaan signaaliin liittyvä liipaisusignaali niiden skannauspiiriin, jotta skannausprosessi voidaan koordinoida tarkasti testattavan signaalin kanssa. Tällä tavalla niin kauan kuin sopiva tahdistussignaali tai liipaisusignaali valitaan tarpeen mukaan, mikä tahansa tutkittava prosessi voidaan synkronoida saha-aallon pyyhkäisytaajuuden kanssa.