přednáška 13

Na obrazovce se tedy objeví :

V souvislosti s měřením a vyhodnocováním detailů časových průběhů signálů je třeba upozornit na parametr osciloskopu, který podstatným způsobem rozhoduje o dostupné velikosti tohoto detailu. Tímto parametrem je tzv. horní mezní frekvence fh osciloskopu.

Je to frekvence, při které nastává pokles amplitudové frekvenční charakteristiky o 3 dB

(viz. obr. 10), což odpovídá snížení zesílení asi o 29 %.

Protože při vysokých frekvencích je vstupní impedance osciloskopu malá a frekvenčně velmi závislá, mají osciloskopy určené pro vysokofrekvenční měření zapojen na vstupu ještě odpor Rvf = 50Ω (v obr. 6 zakresleno čárkovaně). Při vysokých frekvencích se proto odpor RV neuplatní a vstup osciloskopu se chová jako pasivní integrační článek (obr. 11).

τ = CV.Rvf = časová konstanta

rozklad do parciálních zlomků

A, B … konstanty

Výpočtem obdržíme hodnoty A = 1, B = -τ . Pak pro časový průběh přechodové funkce platí

1(t) . (7)

Předpokládejme, že chceme zobrazit a analyzovat pomocí osciloskopu nějaký impulsní signál a z jeho časového průběhu zjistit trvání vzestupných a sestupných hran jednotlivých impulsů. Vzestupnou (náběhovou) hranu si lze představit jako odezvu na počátek vstupní skokové funkce. Uvažujme normovaný stav, tj. vstupní skoková funkce je jednotková

a impulsní analyzovaný signál má amplitudu taky rovnou jedné.

Připomeňme to, co by mělo být známé, tj. že trváním náběžné hrany se rozumí časový úsek mezi okamžiky dosažení 10 % a 90 % amplitudy impulsu. Totéž platí i pro hranu sestupnou (doběhovou), ale, samozřejmě, v opačném směru.

Pro náběhovou hranu tedy platí:

1 => => (8)

1 => => (9)

Označíme-li tn dobu trvání vzestupné hrany, z uvedeného je zřejmé, že

(10)

Protože a , z (10) vyplývá, že

(11)

Tento výsledek vyjadřuje souvislost mezi horní mezní frekvencí osciloskopu a nejkratší zobrazitelnou náběžnou hranou impulsu. Výpočet pro sestupnou hranu je totožný.

Vraťme se ještě ke kompenzaci sondy. Jak vykompenzovaný stav poznáme ?

Součástí většiny novějších osciloskopů je kvalitní referenční impulsní generátor, který poskytuje pro účely seřizování a testování impulsní signál se střídou 1 : 1. Pokud tento signál použijeme na nastavení nebo úpravu frekvenční kompenzace sondy, tj. výstup generátoru přivedeme na vstupní sondu mohou nastat situace dle obr. 12.

Průběh a) znázorňuje testovací signál z referenčního impulsního generátoru. Pokud se stejný průběh objeví na obrazovce osciloskopu po přivedení tohoto signálu na sondu, pak je sonda frekvenčně kompenzovaná.

Pokud by se na obrazovce objevil průběh dle b), sonda je překompenzovaná a je třeba kapacitu CK zmenšit tak, aby derivační špičky zmizely. Zmenšením CK je třeba dosáhnout průběhu dle a). Pak je touto korekcí dosaženo frekvenčně kompenzovaného stavu.