Transcript of 1. Cursuri 1,2,3,4,5
Curs 1. Osciloscopul catodic Este un aparat electronic de laborator
destinat masurarii tensiunilor momentane si a
intervalelor de timp. Cu osciloscopul obisnuit se pot masura numai
semnale periodice. Exista si osciloscoape
speciale cu memorie digitala cu care se pot masura si semnala
aperiodice.
Fig.1
- axa z este in lungul tubului - Z = amplificator de stingere; el
intra pe catod si moduleaza intensitatea fascicolului - a =
atenuator calibrat; este un comutator gradat in volt / diviziune. -
y = amplificator pt. deflexie pe verticala; are intrari si iesiri;
este un amplificator
diferentiat degenerat cu mai multe eta!e. "a una dintre intrarile
in amplificatorul diferentialse aduce semnalul util iar la cealalta
se
aduce o tensiune contiuna prin care se deplaseaza imaginea pe
verticala. - x = amplificator pentru deflexie pe verticala. "a
intrarea de semnal se aduce un semnal de
blocul baza de timp sau un semnal exterior. - #inc$s% = bloc
de sincronizare. &reia semnalul de la calea y sau de la de la
borna #incro
ext. si produce un impuls de sincronizare pe perioada. 'locul de
sincronizare are un comutator pt. alegerea frontului si un
potentiometru notat
nivel regla!ul nivel permite alegerea momentului sincronizarii. -
'( = blocul baza de timp ) este un generator de semnal in dinte de
fierastrau. *cest
semnal are trei etape+- cursa directa; - cursa inversa; - cursa de
asteptare. Cursa directa comanda deplasarea spotului de la stanga
la dreapta cu viteza constanta. Cursa inversa comanda revenirea
spotuuli in pozitie initiala iar timpul de asteptare este
Curs. Amplificatorul de deflexie
ezistentele din emitor limiteaza amplificarea. ' 10 = tranzistorul
de frecventa degenerarea = scaderea amplificarii.
Circuitul de deflexie este facut din+ doua amplificatoare
diferentiale conectate in cascada. &rimul amplificator are la
intrare semnalul din calea y trecut prin atenuatorul calibrat si
semnalul de 2- 34 cules de la potentiometrul de la deplasarea pe
verticala. *l doilea eta! diferential este in conexiunea
cascada.
#uccesiunea de tranzistoare emitor comun baza comuna are doua
avanta!e+- amplificare foarte mare; - banda de fracvente
larga.
Cb poate fi interpretata ca o reactie negativa si reactia negativa
duce la scaderea amplificarii. Cele doua eta!e diferentiale sunt
degenerate ceea ce asigura o zona de liniaritate mai mare si
amplificare mai stabila in timp.
Atenuatorul calibrat 5omeniul de baza al osciloscopului este cel
mai mic domeniu inscris in dreptul
atenuatorului. &e acest domeniu atenuatorul nu intervine pe
calea de semnal. (oate celelate domenii se obtin intercaland
atenuatoare pe calea de semnal.
Exista doua categorii de atenuatoare + - pentru generatoare; -
pentru aparate de masura cu impedante de intrare foarte mare.
Fig.4
Exista doua tipuri de atenuatoare. "a generatoarele de semnal se
folosesc atenuatoare construite pe impedante caracteristica a
aparatului respectiv adica 678pentru aparatele de uz general.
Divizorul compensat *re sc9ema urmatoare+
uc= 1/ :i$t% dt 2 uc7 5aca aplica transformata "aplace in
conditii initiale nule avem+c$s% = 1/ sc<,$s%
onda cu atenuator #e foloseste in scopul maririi imepedantei de
intrare si micsorarii capacitatii. ,n cazul
urmaririi unor semnale digitale cu tact peste 1>z utilizarea
sondei cu atenuator este obligatorie.
Fig. !
Constructiv exista doua tipuri de sonde+ sonde in care se a!usteaza
capacitatea C 1 si sonde in care se a!usteaza capacitatea C .
ezistentele nu se a!usteaza.
Fig. "# Fig. $
%urs 3
%alculul atenuatorului calibrat *tenuatorul ec9ilibrat poate avea
urmatoarele valori fixe+ 1/177; 1/17; 1/6; 1/. *tenuatorul calibrat
intotdeauna se inc9ide pe impedanta standard de intrare a
Fig. &
Este foarte greu sa reglez si C1 si C? ca sa obtin la iesire
o capacitate de 7p. 5in exemplul anterior se stie ca C1 are o
valoare foarte mica si rezulta 1 era de 17 ori mai mare si C1de @
ori mai mic. #i atunci ec9ivalam sc9ema anterioara cu sc9ema
clasica+ Fig. 1'
#trategia de reglare 1. #e calculeaza 1 si din atenuarea in cc. .
#e sorteaza o rezistenta pt. 1 0. #e regleaza atenuarea in cc dand
la intrare de exemplu 174 si masurAnd la iesire 4e cu
un voltmetru digital de cc. 3. #e da la intrare un semnal
dreptung9ilar de 1B>z si se regleaza C pana cAnd
atenuatorul
se compenseaza. &entru regla!ul lui Ci se conecteaza inaintea
atenuatorului aflat sub regla! un atenuator care este
compensat corect.
,n varf are un amplificator de curent alternativ. Fig. 11
,n capul de masura exista un condensator care separa calea de c.c
de calea de ca si un amplificator de c.a. ,n cutia de la borna de
intrare a osciloscopului se gasesc+ un amlif. de c.c; un amplif. de
c.a; un comutator de c.c ) c.a care permite insumarea celor doua
semnale.
(locul de sincronizare al osciloscopului
Componentele de baza ale unui bloc de sincronizare sunt+ n eta!
diferential care compara semnalul de intrare cu o tensiune reglata
din
potentiometrul nivel n circuit basculant #mitc9 n
derivator
'locul de sincronizare functioneaza corect daca circuitul basculant
#mic9t este proiectat corectadica daca CD C1
5igrama de semnal este urmatoarea+ Fig. 13
#emnalul de intrare este scazut din semnalul de nivel si in
colectorul tranzistoarelor din diferential apar tensiunile+ 4i )
nivel; nivel ) 4i.
*legerea frontului cu care se face sincronizarea se face prin
comutarea colectorului tranzistorului. &ragurile circuitului
basculant #mic9t sunt destul de apropiate. "a depasirea
pragului de sus avem un front crescator pe iesire iar la
coborarea pragului de iesire va fi un front descrescator.
%urs 4
Osciloscopul cu esantionare &oate masura semnale de frecventa
foarte mare care pot a!unge pana la zeci de >z.la
aceste frecvente vizulizarea formei de unda nu are rost. ,n cazul
semnalelor armonice vizualizarea formei de unda nu aduce
informatii
t r = 6ns; t r= timpul de crestere al impulsului; t f = 17ns =
timpul de cadere al impulsului; t &>"= timpul de propagare
de nivelul 9ig9t la nivelul loG; t&"> =timpul de propagare
de la nivelul loG la 9ig9.
(impii de front depind de constuctia eta!ului de iesire constructie
care este acceasi la ma!oritatea portilor logice.
(impii de propagare depind de sc9ema interna a circuitului
respectiv sc9ema care difera la functiile logice diferite. Exista o
familie de circuite numita EC" la care timpii de propagare sunt
intre 1- ns. ,n logica EC" bistabilele obisnuite pot comuta la o
frecventa de tact de 67>z. ,n principiu integratele EC" se pot
conecta intre ele c9iar daca sunt din familii diferite
)ricipiul osciloscopului cu estantinare Fsiloscoapele cu
esantionare se compun dintr-un oscilator de relaxare cu dioda
(unel.
5ioda (unel are o caracteristica care are o zona de rezistenta
negativa caracteristica asemanatoare cu cea a tranzistorului
uni!onctiune. 5ioda tunel are urmatoarea caracteristica+
5aca dreapta statica de sarcina intersecteaza zona de rezistenta
negativa atunci functionarea circuitului din figura este
aseamnatoare cu functionarea tranzistorului uni!onctiune iar
punctul de functionare parcurge urmatorul traseu+ incarcarea
condensatorului ) amorsare ) descarcarea condensatorului prin
dioda ) blocare. Caracteristic diodei tunel este generarea
unor impulsuri de energie foarte mare cu factor de umplere f.
mic.
*l doilea circuit important este poarta de esantionare care este
facuta cu a!utorul unor diode.
%urs 5
Fig. 15# 1!
se ia un impuls pe perioada; se considera 7 de esantioane pe
perioada nr de esantioane poate varia in functie de cum este reglat
aparatul. 5aca osciloscopul cu esantionare ia un impuls pe perioada
si daca de exemplu divizeaza
o perioada de esantionare atunci frecventa semnalului de iesire
4e$t% se reduce de 7 de ori. +asurarea tensiunilor 5e obicei la
inalta frecventa nu se fac masuratori co osciloscopul
deorece+
semnalul este puternic perturbat din cauza sondei osciloscopului si
foarte rar semnalul se abate de la un semnal armonic; 5e obicei
este un semnal modulat. #emnalul radio este aproape intotdeauna
semnal armonic modulat iar un voltmetru de
Hatmatrul de radiofrcventa $% se fo;osesc pentru masurarea puterii
in emisie a unei statii radio. Hatmetrul se compune dintr-o
rezistenta de sarcina si un voltmetru care are detector de
valoare de varf. 5e obicei rezistenta de sercina este de 67 o9mi
deci putera este + & = /
Fig. 1"
%aracterisici generale ale voltmetrelor Cea mai importanta este
sensibilitatea
1. #ensibilitatea este domeniul cel mai mic pe care il are un
aparat de masura. (oate celelalte voltmetre electronice de c.a au
domeniul cel mai mic de la cel putin 17 m4. "a aparatele
electronice sensibilitatea poate fi coborata pana cabd zgomotul
ineaca semnalul util.
. &recizia este de doua feluri+ clasa de precizie 2 rezolutie
la aparatele digitale; - clasa de precizie la aparatele
analogice.
0. Erorile sa depinda cat mai putin de frecventa de lucru a
aparatului. 3. (impul de stabilizare ) trebuie sa fie mic