Osciloskop
Ovaj elektroni
č
ki mjerni ure
đ
aj služi za brzi dvodimenzionalni prikaz signala. Osciloskop
se naj
č
eš
ć
e koristi za prikaz vremenske ovisnosti nekog mjernog signala
` = =YA[
, gdje se
vodoravna (X-os) podrazumijeva kao vremenska os. Alternativno se osciloskop može koristiti
za prikaz funkcijske ovisnosti dva signala (takozvani X-Y na
č
in rada), gdje se na Y-os
osciloskopa dovodi jedan od mjernih signala, dok se na X-os dovodi signal u
č
ijoj funkciji
želimo promatrati signal doveden na Y-os.
Osciloskop se sastoji od katodne cijevi s grijanom katodom (negativnom elektrodom)
kao izvorom snopa elektrona, poja
č
ala mjernog signala (poja
č
alo za okomitu os), poja
č
ala za
vodoravni otklon (vodoravnu os) i generatora pilastog napona (vremenske baze),
fluorescentnog zaslona katodne cijevi i raznog dodatnog sklopovlja.
Slika 1.26. Katodna cijev analognog osciloskopa.
Katodna cijev sadrži skup anoda za ubrzavanje elektrona u smjeru zaslona i fokusiranje
tako dobivenog elektronskog snopa (tzv. „elektronski top“), te dva para otklonskih plo
č
ica, od
kojih je jedan postavljen vodoravno, a drugi okomito. Princip rada osciloskopa je sljede
ć
i:
•
Ukoliko na vodoravno postavljeni par plo
č
ica (Y-os) primijenimo napon razli
č
it
od nule, uslijed djelovanja elektrostatske sile snop elektrona
ć
e se otkloniti u
okomitom smjeru u odnosu na os katodne cijevi.
•
Napon doveden na okomito postavljeni par plo
č
ica (X-os) uzrokovati
ć
e
otklanjanje snopa elektrona u vodoravnom smjeru.
Dolaskom brzih elektrona na fluorescentni zaslon katodne cijevi dolazi do pretvorbe
njihove kineti
č
ke energije u svjetlost
č
ime je omogu
ć
en prikaz signala. Napon s vremenske
baze (pilasti napon) dovodi se na odgovaraju
ć
e poja
č
alo na
č
ijem se izlazu nalaze otklonske
plo
č
ice za X-os. Linearni porast napona pilastog signala omogu
ć
uje da se snop elektrona
prethodno otklonjen otklonskim plo
č
icama Y-osi pomi
č
e po ekranu proporcionalno s
proteklim vremenom. Kao rezultat toga dobije se prikaz u realnom vremenu mjerenog signala
dovedenog na poja
č
alo Y-osi.
Za stabilan prikaz vremenske ovisnosti signala dovedenog na Y-os potrebno je podesiti
okidanje, odnosno iznos i vremensku derivaciju signala kod kojih se signal po
č
inje prikazivati
na zaslonu (tzv. trigger LEVEL and SLOPE), tako da iscrtavanje signala uvijek po
č
inje u istoj
to
č
ki signala (što je vrlo bitno kod prikaza periodi
č
kih signala).
Osciloskop
1
Slika 1.27. Izgled upravlja
č
ke plo
č
e analognog osciloskopa.
Slika 1.27. prikazuje upravlja
č
ku (prednju) plo
č
u tipi
č
nog osciloskopa s katodnom cijevi.
Na zaslonu katodne cijevi nalazi se raster koji u pravilu ima 10 podjeljaka (DIV) po
vodoravnoj osi i 8 podjeljaka po okomitoj osi.
Osciloskopi se obi
č
no izvode s barem dva ulaza (kako bi se ostvario istovremeni prikaz
dva ili više signala). Za svaki ulazni naponski signal odre
đ
uje se okomita rezolucija u
a:
⁄
koja se za osciloskop na slici 1.27. može nalaziti u rasponu od
5 * a:
⁄
do
10 a:
⁄
. Na
primjer, ukoliko se želi preko cijelog okomitog raspona ekrana prikazati sinusni mjerni signal
vršne vrijednosti
40
(napon koji se mijenja od
−40
do
Z40
), odabrat
ć
emo okomitu
rezoluciju od
10 a:
⁄
. S druge strane, da bismo mogli uo
č
iti bitne zna
č
ajke vremenskih
promjena mjernog signala potrebno je na odgovaraju
ć
i na
č
in podesiti vremensku bazu (X-
os). Podešavanje vremenske baze obavlja se kota
č
i
ć
em TIME/DIV
č
iji raspon za dani
osciloskop može i
ć
i od
0,5 b2 a:
⁄
do
0,5 2 a:
⁄
, što dogovara vremenskom intervalu u
kojem promatramo signal (preko cijele širine ekrana) u rasponu
5 b2
do
5 2
.
Princip rada analognog osciloskopa
Svaki analogni osciloskop ima tri osnovna dijela koji omogu
ć
uju prikaz signala koga
gledamo. To su:
•
X-otklonski sustav ili vremenska baza,
•
Y-otklonski sustav,
•
Okidni (trigerski) sustav.
Na sva tri navedena sustava možemo dovoditi signal sa vanjskog izvora dok X otklonski
sustav (vremenska baza) i trigerski sustav, ve
ć
inom koriste interne izvore. Obi
č
no,
osciloskopom promatramo vremenski promjenjive signale i to periodi
č
ne signale. U tom
slu
č
aju na Y otklonski sustav dovodima naponski signal koji promatramo, a X otklonski
sustav služi kao vremenska baza.
Pretpostavimo da na ulaz dovodimo sinusni signal amplitude A i frekvencije f. Ako
koristimo XY prikaz a na X ulaz nismo doveli nikakav signal odnosno
cYA[ = 0
prikaz na
osciloskopu
ć
e biti okomita duž od to
č
ke (0, -A) do to
č
ke (0, +A) (slika 1.24.).
2
