Що таке осцилограф з подвійним слідом?

Двотрасовий осцилограф

Визначення: у двотрасовому осцилографі одна електронна стрілка генерує дві траекторії, які відхиляються за допомогою двох незалежних джерел. Для створення цих двох окремих траекторій використовуються два основні методи: черговий режим і розрізний режим. Ці методи також називаються двома операційними режимами комутатора.

Тоді виникає питання: чому потрібен такий осцилограф?

При аналізі або вивченні багатьох електронних схем важливо порівнювати їх напруги. Одним зі способів для проведення таких порівнянь є використання кількох осцилографів. Однак, синхронне запускання розсміття кожного осцилографа є складною задачею.

Ось тут на допомогу приходить двотрасовий осцилограф. Він використовує одну електронну стрілку для надання двох траекторій.

Блок-схема та принцип роботи двотрасового осцилографа

Нижче представлена блок-схема двотрасового осцилографа:

Принцип роботи двотрасового осцилографа

Як видно з вищевказаного малюнка, двотрасовий осцилограф має два незалежні вертикальні вхідні каналу, а саме Канал A та Канал B.

Два вхідні сигнали поступають окремо до етапів попереднього підсилювача та аттенюатора. Виходи цих двох незалежних етапів попереднього підсилювача та аттенюатора потім передаються до електронного комутатора. Цей електронний комутатор передає вхідний сигнал лише одного каналу до вертикального підсилювача в певний момент.

Схема також обладнана переключником вибору тригеру, який дозволяє запускати схему за допомогою входу Каналу A, входу Каналу B або зовнішнього сигналу.

Сигнал від горизонтального підсилювача може бути поданий до електронного комутатора через генератор розсміття або від Каналу B через перемикачи S0 та S2.

У цьому випадку, вертикальний сигнал від Каналу A та горизонтальний сигнал від Каналу B надаються катодно-променевій трубі (КПТ) для забезпечення роботи осцилографа. Це X-Y режим осцилографа, який дозволяє точні X-Y вимірювання.

Насправді, режим роботи осцилографа залежить від вибору контролю на передній панелі. Наприклад, чи потрібна хвиля Каналу A, хвиля Каналу B, або хвилі Каналу A або B окремо.

Як ми вже обговорили, існують два операційні режими для двотрасового осцилографа. Далі ми детально розглянемо ці два режими відповідно.

Черговий режим двотрасового осцилографа

Коли активується черговий режим, це дозволяє підключати два канали чергово. Ця чергова зміна або комутація між Каналом A та Каналом B відбувається на початку кожного наступного розсміття.

Крім того, існує синхронізаційна взаємозв'язок між швидкістю комутації та швидкістю розсміття. Це дозволяє відобразити хвилю кожного каналу за один розсміт. Наприклад, хвиля Каналу A буде відображена в першому розсмітті, а в наступному розсмітті, катодно-променева труба (КПТ) відобразить хвилю Каналу B.

Таким чином, реалізується чергове підключення двоканального входу до вертикального підсилювача.

Електронний комутатор переключається з одного каналу на інший під час періоду повернення. Під час періоду повернення, електронна стрілка невидима, тому може відбуватися переключення каналів.

Отже, повне розсміття відобразить сигнал від одного вертикального каналу на екрані, а в наступному розсмітті, сигнал від іншого вертикального каналу буде відображено.

Нижче показано вихідну хвилю осцилографа, який працює в черговому режимі:

Принцип роботи двотрасового осцилографа

Як видно з вищевказаної діаграми, двотрасовий осцилограф обладнаний двома незалежними вертикальними вхідними каналами, а саме Каналом A та Каналом B.

Два вхідні сигнали поступають окремо до етапів попереднього підсилювача та аттенюатора. Виходи цих двох окремих етапів попереднього підсилювача та аттенюатора потім передаються до електронного комутатора. Цей електронний комутатор передає вхідний сигнал лише одного каналу до вертикального підсилювача в певний момент.

Схема також обладнана переключником вибору тригеру, який дозволяє запускати схему за допомогою входу Каналу A, входу Каналу B або зовнішнього сигналу.

Сигнал від горизонтального підсилювача може бути поданий до електронного комутатора через генератор розсміття або від Каналу B через перемикачи S0 та S2.

У цьому випадку, вертикальний сигнал від Каналу A та горизонтальний сигнал від Каналу B надаються катодно-променевій трубі (КПТ) для забезпечення роботи осцилографа. Це X-Y режим осцилографа, який дозволяє точні X-Y вимірювання.

Насправді, режим роботи осцилографа залежить від вибору контролю на передній панелі. Наприклад, чи потрібна хвиля Каналу A, хвиля Каналу B, або хвилі Каналу A або B окремо.

Як вже згадувалось, існують два операційні режими для двотрасового осцилографа. Далі ми детально розглянемо ці два режими відповідно.

Черговий режим двотрасового осцилографа

Коли активується черговий режим, це дозволяє підключати два канали чергово. Ця чергова зміна або комутація між Каналом A та Каналом B відбувається на початку кожного сканування.

Крім того, існує синхронізаційна взаємозв'язок між швидкістю комутації та швидкістю сканування. Це дозволяє відобразити хвилю кожного каналу за одне сканування. Наприклад, хвиля Каналу A буде відображена в першому скануванні, а в наступному скануванні, катодно-променева труба (КПТ) відобразить хвилю Каналу B.

Таким чином, реалізується чергове підключення двоканального входу до вертикального підсилювача.

Електронний комутатор переключається з одного каналу на інший під час періоду повернення. Під час періоду повернення, електронна стрілка невидима, тому може відбуватися переключення каналів.

Отже, повне сканування відобразить сигнал від одного вертикального каналу на екрані, а наступне сканування відобразить сигнал від іншого вертикального каналу.

Нижче показано вихідну хвилю осцилографа, коли він працює в черговому режимі:

У цьому режимі електронний комутатор працює вільно на дуже високій частоті, що становить приблизно від 100 кГц до 500 кГц. Більше того, частота електронного комутатора не залежить від частоти генератора розсміття.

Таким чином, маленькі сегменти двох каналів можуть бути безперервно підключені до підсилювача.

Коли частота розрізки вища за горизонтальну частоту розсміття, окремо розрізані сегменти будуть об'єднані та знову поєднані, формуючи первинні хвилі Каналу A та Каналу B на екрані катодно-променевої труби (КПТ).

Однак, якщо частота розрізки нижча за частоту розсміття, це точно призведе до розриву відображення. Тому, в такому випадку, черговий режим є більш придатним.

Двотрасовий осцилограф дозволяє вибирати відповідні операційні режими через передню панель приладу.