přednáška 13

Elektrická měření IEMRE-13

Osciloskopy – funkce, vlastnosti, užití

V textu je popsán princip, vlastnosti a použití základní výbavy elektronické laboratoře – osciloskopu. Jsou popsány jeho možné režimy funkce, jeho jednotlivé části.

U vícekanálového osciloskopu jsou popsány způsoby zobrazení signálů. Je popsán i princip vzorkování u osciloskopu číslicového, uchovávání vzorků a rekonstrukce spojitého signálu pro zobrazení.

Osciloskop patří do základní výbavy laboratoří a pracovišť a to nejen elektrotechnických nebo elektronických, ale i chemických, biologických, lékařských, ….

Jeho uplatnění je velmi široké. Navíc se pro specializované účely konstruují osciloskopy speciálních vlastností.

V praxi se dnes můžeme setkat jak s osciloskopy analogovými, tak i číslicovými. Funkční princip je v obou případech shodný, odlišnost je v technologii zpracování signálů. Proto se v této části kapitoly budeme věnovat objasnění principu, který je využíván v osciloskopech analogových.

Osciloskop je univerzální přístroj, který umožňuje

• studovat časové průběhy fyzikálních veličin, které jsou vhodnými snímači převedeny na napěťový nebo proudový signál

• měřit parametry napěťových nebo proudových signálů (perioda, strmost, amplituda,

velikost zákmitů, ….)

• měřit relace mezi několika signály (posuny, průchody nulovou úrovní, polohy

maxim a minim, …. )

• měřit V/A charakteristik elektronických součástek

• měřit charakteristiky feromagnetických materiálů

…..

…..

Základní odlišení:

OSCILOSKOP

Univerzální: Speciální:

nf vf paměťový

(fh ≤ 10MHz) (fh = 10 MHz až GHz) pomaluběžný

pro radary

vícekanálový

….

Zde se nebudeme zabývat podrobným popisem činnosti jednotlivých dílů, zajímá nás pouze jejich funkce a vnější projev (vstupní signál, výstupní signál).

Blokové schema jednokanálového analogového osciloskopu je uvedeno na obr. 1.

1 …. vstupní dělič 2 …. vertikální zesilovač 3 …. zpožďovací linka

1, 2, 3 …. tzv. vertikální kanál

5 …. generátor spouštěcích impulsů 6 …. časová základna 4 …. obrazovka

pro časovou základnu

7 …. horizontální zesilovač

5, 6, 7 …. tzv. horizontální kanál

P1 …. přepínač interní/externí spouštění časové základny

P2 …. přepínač režimů Yt/YX (časový režim – připojena časová základna, režim s externím

vstupním signálem – časová základna odpojena)

Zesilovače 3 a 7 generují dvě symetrická napětí (stejná velikost, opačné polarity). Tato napětí jsou přivedena na vertikální a horizontální vychylovací elektrody obrazovky. Jejich symetrické napětí zvyšuje citlivost a rozlišovací schopnost obrazovky.

Před vstupní dělič 1 je zapojena měřicí sonda, o níž bude pojednáno dále a přepínač (P3)

s označením AC/DC. Jak lze z těchto symbolů odhadnout, tento přepínač volí cestu měřeného signálu na vstupní svorku osciloskopu. V poloze DC se do jeho vstupu přivádí měřený signál bez jakékoliv úpravy, v poloze AC je odfiltrována stejnosměrná složka a do vstupního děliče 1 je přivedena pouze složka střídavá (viz. obr. 2).