Oscyloskop − najważniejszy przyrząd pomiarowy 5.pdf

Miernictwo

Oscyloskop − najważniejszy

przyrząd pomiarowy

w pracowni elektronika

CZĘŚĆ 5

Podwójna podstawa czasu

Przy badaniu skomplikowanych przebiegów

często zachodzi potrzeba dokładnego obejrzenia

małego wycinka jakiegoś dłuższego sygnału. Przy−

kładowo w serwisie urządzeń TV bada się zespolo−

ny sygnał wizyjny. W sygnale tym w ciągu sekundy

występuje 50 tzw. półobrazów, przedzielonych im−

pulsami synchronizacji ramki (pola). Każdy półob−

raz składa się z ponad trzystu ponumerowanych

fragmentów, tzw. linii, przedzielonych krótkimi im−

pulsami synchronizacji linii. W praktyce trzeba

niekiedy obejrzeć sygnał konkretnej linii. Należy

więc znaleźć sposób na odszukanie w zespolonym

sygnale wizyjnym tylko ściśle określonych, krót−

kich fragmentów. Ilustruje to rysunek 20 , pokazują−

cy w uproszczeniu zawartość linii numer 40.

Można do tego zastosować specjalizowany ze−

wnętrzne urządzenie, tak zwany selektor zawiera−

jący licznik linii sygnału telewizyjnego. Selektor

odszukuje impulsy synchronizacji ramki, a następ−

nie liczy kolejne linie danego półobrazu. Po dojś−

ciu do potrzebnej linii (wg rys. 20 jest to linia nr 40)

wyzwalany jest generator podstawy czasu w oscy−

loskopie.

Rys. 20. Fragment zespolonego przebiegu wizji w odbiorniku TV.

Rys. 21. Schemat blokowy oscyloskopu

z podwójną podstawą czasu.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97

Miernictwo

Rys. 22. Praca w trybie podstawowym.

Zamiast zewnętrznego selektora można też za−

stosować inną metodę. Jest ona szeroko stosowana

w droższych analogowych oscyloskopach.

W przyrządach zbudowanych według omówionej

dalej zasady występują dwa generatory podstawy

czasu: główny, oznaczany MTB (Main Time Base)

lub krótko A oraz opóźniony, oznaczany DTB (De−

layed Time Base) lub B. Ideę pokazuje rysunek 21 .

Chodzi o dodanie do zwykłego oscyloskopu dodat−

kowego układu wyzwalania i dodatkowego gene−

ratora podstawy czasu.

Dodatkowy układ wyzwalania (zwykle jest to

układ porównujący czyli komparator) zawsze wy−

posażony jest w regulator opóźnienia. Drugi gene−

rator podstawy czasu jest wyzwalany w momencie,

gdy napięcie generatora głównej podstawy czasu

przekracza pewien poziom, ustalany za pomocą

wieloobrotowego potencjometru. Drugi, szybszy

generator podstawy czasu zostaje wyzwolony po

pewnym czasie. W efekcie w torze X oscylosko−

pu są do dyspozycji dwa piłokształtne sygnały

podstawy czasu − mogą one być wykorzystane

w różnorodny sposób, w tym do zobrazowania

na ekranie potrzebnego małego wycinka prze−

biegu.

Być może początkujący Czytelnik nie bardzo ro−

zumie, jak to wszystko działa, i jak to wygląda

w praktyce. Pomocą w zrozumieniu będzie poniż−

szy opis, a wszystko staje się całkiem jasne po prze−

prowadzeniu kilku praktycznych prób z takim os−

cyloskopem.

Oscyloskopy z podwójną podstawą czasu mają

standardowo trzy tryby pracy:

1. Pracuje tylko generator głównej podstawy

czasu MTB; jest to praca jak w zwykłym oscylosko−

pie.

2. Generator DTB podświetla (rozjaśnia) frag−

ment przebiegu generatora MTB − ten tryb służy do

przygotowania i wybrania z przebiegu na ekranie

potrzebnego małego fragmentu.

3. Na całej szerokości ekranu, przy wykorzysta−

niu DTB, rysowany jest wybrany wcześniej mały

fragment przebiegu.

Tryb pierwszy nie wymaga komentarza. Przykła−

dowy obraz na ekranie w tym trybie, układ połą−

czeń wewnętrznych i przebiegi napięć pokazano

na rysunku 22.

Po przełączeniu w tryb drugi, oznaczany A

INT(ensified by) B lub Á ïîäñâ(å÷ÿåò) À , rozjaśniony

zostaje zostaje fragment przebiegu na ekranie, jak

przedstawiono to na rysunku 23 . Używając wielo−

obrotowego potencjometru P, oznaczonego zwyk−

le DELAY (lub DEL’D POSITION) ew. çàäåðæêà ,

użytkownik może regulować położenie początku

rozjaśnionego fragmentu. Natomiast długość części

podświetlonej można regulować zmieniając prąd−

kość opóźnionej podstawy czasu; w niektórych os−

cyloskopach jest to oddzielne pokrętło, również

Rys. 23. Praca w trybie rozjaśniania fragmentu przebiegu.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97

Miernictwo

Rys. 24. Praca w trybie obrazowania fragmentu przebiegu.

Rys. 25. Obraz na ekranie i przebiegi na płytkach X i Y przy sumowaniu podstaw czasu.

wyskalowane w ms/działkę i µs/działkę, w innych

ustawia się to wyciągając gałkę pokrętła głównej

podstawy czasu.

Po przełączeniu w tryb oznaczony B, TRIG’D

B lub Á , na ekranie ukazuje się rozjaśniony po−

przednio fragment − teraz jest rozciągnięty i można

dokładnie obejrzeć szczegóły. Wygląd ekranu, po−

łączenia i przebiegi w torze X pokazuje rysunek

24 . Jak widać z podanego opisu, szybkość dodatko−

wej podstawy czasu (oznaczonej DTB) zawsze po−

winna być większa od szybkości głównej podstawy

czasu MTB.

Oczywiście ten sposób pracy może być stoso−

wany tylko przy badaniu przebiegów powtarzal−

nych, a nie jednorazowych, albowiem najpierw

z całego przebiegu trzeba wybrać interesujący

fragment do rozciągnięcia.

Tu można zadać Czytelnikom trudne pytanie:

czy przy wykorzystaniu opóźnionej podstawy cza−

su, można obserwować na ekranie jednocześnie

dwa przebiegi? Czy mogą to być przebiegi z obu

kanałów Y? A czy można jednocześnie uzyskać na

ekranie oba przebiegi z rysunków 23 i 24? Czy

można wykorzystać dwie podstawy czasu przy ba−

daniu przebiegów jednorazowych?

Odpowiedź nie jest jednoznaczna − wszystko

zależy od rozwiązań konstrukcyjnych przyjętych

przy budowie danego oscyloskopu. Oczywiście są

oscyloskopy, które mogą wyświetlać wspomniane

przebiegi.

Niektóre oscyloskopy mają jeszcze inne, nie wy−

mienione tu możliwości wykorzystania obu gene−

ratorów podstawy czasu, należy to sprawdzić

w oryginalnej instrukcji obsługi.

Na przykład rysunek 25a pokazuje obraz prze−

biegu w jeszcze innym rodzaju pracy. Najpierw

wybrany został potrzebny fragment (patrz rysunki

22, 23). Jednak potem, zamiast rysować tylko wy−

brany fragment przebiegu, rysowany jest cały prze−

bieg, z tym, że uprzednio wybrany fragment jest

rozciągnięty w stosunku do pozostałej części. Taki

niecodzienny rodzaj pracy powstaje przy zsumo−

waniu przebiegów obu podstaw czasu. Wypadko−

wy przebieg podany na płytki X ma kształt jak na

rysunku 25b . Dociekliwi Czytelnicy powinni do−

kładnie przeanalizować wszystkie rysunki i upew−

nić się, czy wszystko jest dla nich jasne. Pomoże to

w przyszłości rozumnie wykorzystać nieocenione

zalety oscyloskopu z podwójną podstawą czasu.

Opóźniona podstawa czasu radykalnie rozsze−

rza możliwości pomiarowe oscyloskopu, niestety

zwiększa też znacznie jego cenę. Konstruktor elek−

tronik dość często napotyka sytuacje, w których

wykorzystanie opóźnionej podstawy czasu znako−

micie pomaga ustalić przyczynę błędnego działa−

nia układu.

W wielu wypadkach, rozumiejąc opisane zasa−

dy, można zbudować przystawkę do oscyloskopu −

układ opóźniająco−synchronizujący, który przy

wykorzystaniu trybu wyzwalania zewnętrznego

umożliwi oglądanie wybranych, niewielkich frag−

mentów badanych przebiegów impulsowych. Naj−

pierw przy synchronizacji wewnętrznej należy

zobrazować na ekranie cały przebieg, potem zmie−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97

Miernictwo

rzyć potrzebne opóźnienie i nastawić takie opóź−

nienie w układzie zewnętrznej przystawki. Potem

trzeba przełączyć oscyloskop na wyzwalanie ze−

wnętrzne i zwiększyć szybkość podstawy czasu.

Uproszczony, blokowy schemat takiej przystaw−

ki pokazany jest na rysunku 26 . Pokazany układ

opóźniający nie musi generować przebiegu piłok−

ształtnego − wystarczy, że będzie to cyfrowy układ

opóźniający z wykorzystaniem uniwibratora.

Większym problemem jest budowa dobrego układu

synchronizującego, pracującego w szerokim zakre−

sie sygnałów wejściowych. Tu właśnie pomysłowy

elektronik ma duże możliwości rozszerzenia moż−

liwości swojego w miarę prostego oscyloskopu.

(red)

Rys. 26 Idea przystawki opóźniającej do oscyloskopu.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: