Что такое двухканальный осциллограф?

Двухканальный осциллограф

Определение: В двухканальном осциллографе один электронный луч генерирует два следа, которые отклоняются двумя независимыми источниками. Для создания этих двух отдельных следов используются два основных метода: чередующийся режим и режим нарезки. Эти методы также называются двумя операционными режимами переключателя.

Тогда возникает вопрос: почему такой осциллограф необходим?

При анализе или изучении нескольких электронных цепей сравнение их напряжений является крайне важным. Один из вариантов для проведения таких сравнений — использование нескольких осциллографов. Однако синхронное запускание сканирования каждого осциллографа представляет собой сложную задачу.

Вот тут-то и приходит на помощь двухканальный осциллограф. Он использует один электронный луч для предоставления двух следов.

Блок-схема и принцип работы двухканального осциллографа

На рисунке ниже показана блок-схема двухканального осциллографа:

Принцип работы двухканального осциллографа

Как видно из приведенной выше схемы, двухканальный осциллограф имеет два независимых вертикальных входных канала, а именно канал A и канал B.

Два входных сигнала поступают в предварительные усилители и аттенюаторы отдельно. Выходы этих двух независимых предварительных усилителей и аттенюаторов затем передаются в электронный переключатель. Этот электронный переключатель передает входной сигнал только одного канала в вертикальный усилитель в определенный момент времени.

Цепь также оснащена переключателем выбора триггера, который позволяет запускать цепь по входу канала A, входу канала B или внешнему сигналу.

Сигнал от горизонтального усилителя может подаваться на электронный переключатель через генератор развертки или от канала B через переключатели S0 и S2.

Таким образом, вертикальный сигнал от канала A и горизонтальный сигнал от канала B подаются на катодно-лучевую трубку (КЛТ) для обеспечения работы осциллографа. Это X-Y режим осциллографа, который позволяет проводить точные измерения X-Y.

На самом деле, режим работы осциллографа зависит от выбора управления на передней панели. Например, требуется ли форма сигнала канала A, форма сигнала канала B или формы сигналов каналов A или B отдельно.

Как мы уже обсуждали, существует два режима работы двухканального осциллографа. Далее мы подробно рассмотрим эти два режима.

Чередующийся режим двухканального осциллографа

Когда активируется чередующийся режим, это позволяет подключать два канала поочередно. Переключение между каналом A и каналом B происходит в начале каждого следующего сканирования.

Кроме того, существует синхронизация между частотой переключения и частотой сканирования. Это позволяет отображать форму сигнала каждого канала за одно сканирование. Например, форма сигнала канала A будет отображаться в первом сканировании, а в следующем сканировании на катодно-лучевой трубке (КЛТ) будет отображаться форма сигнала канала B.

Таким образом, реализуется чередующееся подключение двухканального входа к вертикальному усилителю.

Электронный переключатель переключается с одного канала на другой во время периода обратного хода. Во время периода обратного хода электронный луч невидим, поэтому можно произвести переключение каналов.

Поэтому полное сканирование отобразит сигнал от одного вертикального канала на экране, а следующее сканирование отобразит сигнал от другого вертикального канала.

На следующем рисунке показана выходная форма сигнала осциллографа, работающего в чередующемся режиме:

Принцип работы двухканального осциллографа

Как видно из приведенной выше схемы, двухканальный осциллограф оснащен двумя независимыми вертикальными входными каналами, а именно каналом A и каналом B.

Два входных сигнала подаются в предварительные усилители и аттенюаторы соответственно. Выходы этих двух отдельных предварительных усилителей и аттенюаторов затем передаются в электронный переключатель. Этот электронный переключатель передает входной сигнал только одного канала в вертикальный усилитель в определенный момент времени.

Цепь также оснащена переключателем выбора триггера, который позволяет запускать цепь по входу канала A, входу канала B или внешнему сигналу.

Сигнал от горизонтального усилителя может подаваться на электронный переключатель либо через генератор развертки, либо от канала B через переключатели S0 и S2.

Таким образом, вертикальный сигнал от канала A и горизонтальный сигнал от канала B подаются на катодно-лучевую трубку (КЛТ) для обеспечения работы осциллографа. Это X-Y режим осциллографа, который позволяет проводить точные измерения X-Y.

На самом деле, режим работы осциллографа зависит от выбора управления на передней панели. Например, требуется ли форма сигнала канала A, форма сигнала канала B или формы сигналов каналов A или B отдельно.

Как уже упоминалось, существуют два режима работы двухканального осциллографа. Далее мы подробно рассмотрим эти два режима.

Чередующийся режим двухканального осциллографа

Когда активируется чередующийся режим, это позволяет подключать два канала поочередно. Переключение между каналом A и каналом B происходит в начале каждого сканирования.

Кроме того, существует синхронизация между частотой переключения и частотой сканирования. Это позволяет отображать форму сигнала каждого канала за одно сканирование. Например, форма сигнала канала A будет отображаться в первом сканировании, а в следующем сканировании на катодно-лучевой трубке (КЛТ) будет отображаться форма сигнала канала B.

Таким образом, реализуется чередующееся подключение двухканального входа к вертикальному усилителю.

Электронный переключатель переключается с одного канала на другой во время периода обратного хода. Во время периода обратного хода электронный луч невидим, что позволяет производить переключение каналов.

Поэтому полное сканирование отобразит сигнал от одного вертикального канала на экране, а следующее сканирование отобразит сигнал от другого вертикального канала.

На следующем рисунке показана выходная форма сигнала осциллографа, работающего в чередующемся режиме:

В этом режиме электронный переключатель работает свободно на очень высокой частоте, которая составляет примерно от 100 кГц до 500 кГц. Кроме того, частота электронного переключателя не зависит от частоты генератора развертки.

Таким образом, небольшие участки двух каналов могут быть непрерывно подключены к усилителю.

Когда частота нарезки выше, чем частота горизонтальной развертки, отдельные нарезанные участки будут объединяться и рекомбинироваться, образуя исходные формы сигналов каналов A и B на экране катодно-лучевой трубки (КЛТ).

Однако, если частота нарезки ниже, чем частота развертки, это приведет к разрывам в отображении. Поэтому в таком случае более подходящим является чередующийся режим.

Двухканальный осциллограф позволяет выбирать соответствующие режимы работы через переднюю панель прибора.