Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А




Скачать 318.7 Kb.
НазваниеПрактикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А
страница2/8
Дата публикации05.03.2013
Размер318.7 Kb.
ТипУчебное пособие
litcey.ru > Физика > Учебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8
^

1. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА.


Главным узлом любого аналогового осциллографа является электронно-лучевая трубка – ЭЛТ, поэтому осциллограф и называется электроннолучевым. Схематически устройство ЭЛТ показано на рис. 1.




Рис. 1.  Электронно-лучевая трубка.

Напряжения относительно катода: Uа2 = +800 …+5000 В,
Uа1 = (50…80 %)Uа2,
Uупр = -20…-90 В.

1.1 Электронная пушка


Электронная пушка создает и фокусирует электронный луч. Электроны испускаются из катода, подогреваемого до температуры, достаточной для начала термоэлектронной эмиссии, и затем ускоряются в электрическом поле между катодом и вторым анодом. Далее, до экрана, они пролетают в области почти постоянного потенциала (равного потенциалу второго анода Ua2). Потенциал создается токопроводящим слоем, нанесенным на стенки трубки. Соударяясь с флюоресцирующим слоем на внутренней повер­хности экрана – люминофором, электроны вызывают его свечение.

Яркость свечения определяется количеством энергии в единицу времени, сообщенной электронами люминофору (т.е. кинетической энергией электронов и их плотностью в электронном луче). С эк­рана электроны "стекают" на положительный полюс источника пи­тания. Люминофор не токопроводен, и электроны покидают экран либо за счет вторичной эмиссии, то есть выбивания электронов из люминофора падающими на него электронами, либо на экран наносится тон­кий токопроводящий слой (обычно из алюминия), прозрачный для быстрых электронов, соединяемый с положительным полюсом источника питания.

Катод помещен внутрь цилиндра с отверстием – это управляющий электрод, на него подается отрицательный (по отношению к катоду) потенциал. Изменяя его величину, можно регулировать число электронов в пучке, а значит, яркость свечения пятна на экране (ручка "яркость", "☼"). Фокусировка луча осуществляется анодами. Процесс подобен фокусировке световых лучей оптическими линзами, только линзы здесь образованы электростатическими полями между анодами. Регулируя напряжение на 1-м аноде, можно изменять электростатическое поле (фокусное расстояние линзы) и тем самым фокусировать электронный луч (ручка "фокус", "").




Рис.2а. Принцип образования осциллограммы
1.2 Принцип образования осциллограммы




Рис.2б Принцип образования фигур Лиссажу
Положение светового пятна на экране зависит от пары напряжений, приложенных к горизонтально – (X) и вертикально – (Y) отклоняющим пластинам. Принципиально важно, что отклонение электронного луча на экране прямо пропорционально напряжению, приложенному к соответствующей паре отклоняющих пластин (доказательство см. в Приложении 1). Если на Y-пластины подать переменное, например, синусоидальное, напряжение, то электронный луч начнет колебаться в вертикальном направлении. При достаточно большой частоте колебаний (20–50 Гц) движение луча на экране трубки будет восприниматься глазом как светящаяся непрерывная вертикальная линия (рис. 2а). Аналогично, напряжение, поданное на горизонтально отклоняющие пластины – X, даст горизонтальную линию.

При одновременном воздействии переменных напряжений на обе пары пластин можно получить различные осциллограммы. Например, подавая на пластины Х и Y два синусоидальных сигнала с определенными соотношениями частот и фаз, можно наблюдать разные неподвижные замкнутые кривые, фигуры Лиссажý (рис. 2б), некоторые из которых изображены на рис. 3. Если не соблюдается строгое соответствие частот, фигура Лиссажу не будет неподвижной, и по скорости ее эволюции можно оценить расстройку частот.




Рис. 3. Фигуры Лиссажý для двух синусоидальных сигналов с различными соотношениями частот и фаз.




^ Рис. 4. Формирование осциллограммы.
Если нужно наблюдать какой-либо периодический сигнал в зависимости от времени, то для получения его действительной формы Uf(t) смещение луча по оси Х (и напряжение Ux) должно быть пропорционально времени (рис. 4): за время 0 ≤ t ≤ 10 точка один раз "пробежала" по синусоиде по эк­рану – получили однократную осциллограмму. Существуют за­поминающие осциллографы – способные фиксировать одно­кратную осциллограмму. В обыч­ных осциллографах для того, чтобы получить неподвижную картину, а не бегающую точку, необходимо, чтобы однократная осциллограмма не менее 10-50 раз в секунду повторялась (это свя­зано с временем послесвечения люминофора и временем релакса­ции глаза) – и каждый раз приходилась бы на одни и те же точки экрана. Для этого нужно:

^ 1 – чтобы линейно возрастающее напряжение периодически повторялось – такое напряжение называется пилообразным (рис. 5). Оно вырабатывается специальным генератором, который встроен в ос­циллограф;

2 – чтобы периоды пилообразного напряже­ния и исследуемого сигнала были равны или точно кратны друг другу (рис. 6). Добиться этого ручной установкой периода практически невозможно из-за не­избежной нестабильности как периода развертки, так и периода сигнала. Кроме того, при ручном изменении периода развертки нарушается временной масштаб и становится невозможным измерение интервалов времени непосредственно по экрану методом калиброванной развертки. Поэтому в осциллографе имеется ^ БЛОК СИНХРОН­ИЗАЦИИ, выполняющий автоматическую подстройку периода развертки без изменения масштаба. Этот процесс – изменение периода повторения пилообразного напряжения до значения, кратного периоду сигнала Uу, называется синхронизацией.




Рис. 5. Пилообразное напряжение.
Во время обратного хода луч га­сится.

В зависимости от того, какой сигнал управляет схемой синхронизации, различают три вида синхронизации: внутреннюю (), внешнюю () и от сети (рис. 7).

При внутренней синхронизации исследуемый сигнал поступает на вход "Y" и уже внутри осциллографа разделяется и идет как на вертикально отклоняющие пластины, так и в блок синхронизации. Таким образом, исследуемый сигнал сам управляет разверткой осциллографа (рис. 8).




Рис. 6. а) Образование "бегущей синусоиды": период сигнала Uy отличен от периода повторения пилообразного напряжения Uх.

б) Неподвижная картина: периоды сигналов Uy и Uх равны.

При внешней синхронизации исследуемый сигнал с входа "Y" идет только на пластины вер­тикального отклонения, а в блок синхронизации сигнал пойдет с входа "X" – его нужно специально подать. Использовать внешнюю синхронизацию целесообразно в случае, если исследуемый сигнал недостаточен по амплиту­де или непригоден по форме для синхронизации (например, содержит шумы).

Внешняя синхронизация также обычно применяется при изучении импульсных устройств, например, ЭВМ, все цепи которых работают синхронно от одного тактового генератора.

Синхронизация от сети обычно используется для проверки узлов приборов, связанных с преобразованием питающего напряжения от силовой сети (трансформаторов, выпрямителей, стабилизаторов и т.д.). В этом режиме в блок синхронизации попадает сигнал от промышленной сети 50 Гц (на вход "X" ничего подавать не надо. Этот сигнал подается ВНУТРИ осциллографа).
1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПрактикум введение в технику эксперимента лабораторная работа 1
Задача посвящена знакомству с распространенными приборами измерения активного сопротивления: аналоговыми – стрелочным омметром и...
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПрактикум введение в технику эксперимента лабораторная работа 2
Задача посвящена знакомству с техникой измерений си­лы тока и напряжения в цепи постоянного тока с помощью широко рас­пространенных...
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А icon«Урок-2020»
Киров, ул. Павла Корчагина, д. 215 оф. 24. почтовый адрес: 610030 а/я 833 г. Киров-30
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А icon«Информация и ее свойства»
Охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти, — бытовую электронику, телевидение и радиовещание
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconОтчёт по лабораторной работе №3: “Получение математических моделей...
Цель работы: Научиться применять математическую теорию планирования эксперимента для получения математических моделей радиоэлектронных...
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А icon«Введение в магнитные измерения»
Задачи и методы научного познания. Человек как основной инструмент познания окружающего мира. Роль теории и эксперимента
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПрактическая работа №15. Психология следственного эксперимента, обыска и опознания
Сформировать представление о месте происшествия и стадиях проведения следственного эксперимента
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПродолжение эксперимента с мг-1 Канарёв Ф. М. Анонс
Анонс. Начало этого эксперимента продолжительностью 25 часов опубликовано в статье «Начало импульсной энергетики» [1]
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconНоминанты Премии «Герои Санкт-Петербурга 2012» Лучший боец среди мужчин
Приз «За лучшую технику» на Кубке Санкт-Петербурга. Приз «За лучшую технику» на Чемпионате Великого Новгорода
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconСеминар-практикум «постановка звуков у детей с дизартрией при помощи...
Автор: Томилина Светлана Михайловна, логопед с сорокалетним стажем, преподаватель по сценической речи, руководитель речевого центра...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница