Microsoft Word - Pt4.doc

Väljavõte

1 4 OSTSILLOGRAAF 4.1 STRUKTUUR Ossillograaf seade elekrivõnkumise (pinge) ajalise kuju jälgimiseks ja mõõmiseks. Liigius: analoogossillograafid ja digiaalossillograafid. a) Analoogossillograaf S CRT S&K Laousgen - ja - plaadid Uuriava signaali sisend : sisendseade S, võimendi, sümmeerilise väljundiga lõppvõimendi. Sisend ( sünkrosignaal riggering): sünkroniseerimis- ja käiviusseade S&K, laousgeneraaor, sümm. väljundiga lõppvõimendi. Kaoodkiireoru CRT elekronkahur, - ja -plaadid, luminofoor. b) Digiaalossillograaf S&H ADC Mälu Digi. monior Sünkro + juhimine Sisendsignaal läheb peale võimendamis hoidikule S&H ning analoog-digiaalmuundurile ADC. Signaali salvesamis mälusse, öölemis ja monioril esiamis juhib prosessor. Kuna signaal säiliaakse mälus digiaalkujul, on selle aasamine ja kujuise saamine lihsam kui pideva ööamisega analoogseadmes. Digiaalossillograafi kasuamisel on ema välised omadused põhimõelisel samasugused kui analoogoimega ossillograafil.

2 4.2 TÖÖPÕHIMÕTE, SÜNKRONISEERIMINE Tööpõhimõe Analoogseade: lineaarsel ajas muuuv laouspinge agab kujuispunki lineaarse liikumise ajas; kui korduvad laouspinge käigud on sisendsignaaliga sünkroniseeriud, ekkib monioril paigalseisev kujuis. Digiaalseade: paigalseisev kujuis ekkib mälus aasaava signaali osana; sünkroniseerimine on vajalik mälu sisu perioodiliseks uuendamiseks. Tüüpilised sünkroniseerimismeeodid a) Perioodiline sisendsignaal, käivius sisendsignaaliga U S&K Laousgen. reguleeriav käiviusnivoo U lao Signaal U - käivius - T lao b) Käivius sünkrosignaaliga, mis kaasneb sisend-impulsssignaaliga Impulsssignaal Sünkroimpulss Laouspinge Laouspinge - käivius - T lao

3 c) -sisendie kasuamine (laousgeneraaor välja lüliaud) Sisendsignaalid: sama sagedusega siinused, kui mõõdeakse faasinihe, - erineva sagedusega siinused, kui mõõdeakse sageduse suhe Lissajous' kujundie abil 4.3 SIGNAALI SISEND (-KANAL) -kanalisse siseneb uuriav signaal. Selle jälgimiseks on vajalik ema võimendamine, vajaduse korral aga ka eelnev nõrgendamine aenuaaori abil. Võimendi sageduskarakerisik peab olema väga sabiilne võimalikul laias sagedusalas. K = cons 0 f max = MHz f Sisendakisus Madalamael sagedusel on sisendakisus määraud prakilisel ühendusjuhme mahuvusega: Z sis 1 = 1/ R + j ω C Näieks sagedusel 1 MHz C = 40 pf Z C 4 kω, 10 MHz juures aga ainul 400 Ω.. Sisendakisuse õsmiseks kasuaakse pingejaguriga (10:1 või 100:1) sisendkaableid. Pingejagur 10:1 9 M Pingejaguri reguleerimine: väike C parim liiga suur C K U = 0,1 Z sis-pj = 10*Z sis 10 p 1 M 90 p

4 Akiivne FET-sisend kasuab sisendkaabli ee osa paiguaud FET-võimendi. Selle pingevõimendus on 1, kuid sisendakisus 100 MΩ 3 pf. Sobiaud sisendakisus kõrgeel sagedusel Tavalisel on kasuusel süseemid, milles kõigi seadmee unnusakisus (laineakisus) ρ on võrdne 50 Ω (mõnikord ka 75 Ω). See agab olukorra, kus peegeldunud laine süseemis puudub ja edasaav võimsus on maksimaalne. Ka ossillograafi sisendakisus (s ühenduskaabli sisendakisus) on sama suur. R sis = ρ = 50 Ω R k = 50 Ω 4.4 OSTSILLOGRAAFI ERIKUJUD Üldosarbelisel ossillograafil on palju lisavõimalusega variane: - mimekanalised ja mimekiirelised ossillograafid mime signaali üheaegseks jälgimiseks; Kommuaaor elevisiooniossillograafid; - sroboskoop-ossillograafid (sampling scopes). Signaali ajalisel diskreeimisel on vaja jälgida, e oleks äideud Nyquis-Koelnikovi eoreemis ulenev nõue: diskreeimissamm d <= 1/(2f max ), kus f max on maksimaalne sagedus jälgiava signaali spekris. Vasaval sellele peab diskreeimissagedus f d = = 1/ d olema vähemal 2 korda suurem maksimaalses sageduses f max. Korduvae kiireoimelise signaalide jälgimiseks saab kasuada signaali ajamasaabi sroboskoopilis muundamis, mis võimaldab palju korda õsa efekiivse sagedusriba

5 laius. See muundamine on uav kino- ja videoehnikas, kus kiirelliikuva auo raad kas pöörlevad aeglasel edasi- või agasisuunas, samui võivad ka hoopis seisma jääda. Ajas lineaarsel kasvava sammuga muundamise põhimõe korduv lühike sisendsignaal srobeerimisheked muundaud sisendsignaali kujuis Juhuslikul muuuva sammuga (random sampling) muundamine on kasuusel digiaalses sroboskoop-ossillograafis. Sünkrosignaali suhes hilisuva sammu suuruse ekiab juhusliku arvu generaaor. Sama arv määrab mälus signaali punki aadressi ( k ). Teaud aja jooksul ekkib mälusse küllal signaalipunke, mis võimaldab aasada (inerpoleerides) signaali ajalise kuju. signaal k -signaal ADC Mälu moniorile sünkro NG aadress k k Juhusliku nihke generaaor k Kui signaali ühekordse kujuise saamiseks on vaja N sisendsignaali öölemine, siis suureneb ekvivalenne sagedusala laius samui N korda.