Що таке осцилограф з подвійним слідом? Визначення, принцип роботи та режими пояснені

Що таке двотрасовий осцилограф?

Визначення

Двотрасовий осцилограф використовує одну електронну бічку для створення двох окремих траєкторій, кожна з яких відхиляється незалежним джерелом входу. Для створення цих двох траєкторій він в основному використовує два режими роботи — черговий режим і розрізаний режим — керування якими здійснюється за допомогою перемикача.

Мета двотрасового осцилографа

При аналізі або вивченні кількох електронних схем часто важливо порівняти їх характеристики напруги. Якщо використовувати кілька осцилографів для таких порівнянь, синхронізація запуску стрижня кожного пристрою є дуже складною. Двотрасовий осцилограф вирішує цю проблему, створюючи дві траєкторії за допомогою однієї електронної бічки, що дозволяє зручний і точний одночасний аналіз.

Блок-схема та принцип роботи двотрасового осцилографа

Блок-схема двотрасового осцилографа показана нижче:

Як показано на малюнку вище, осцилограф має два незалежні вертикальні входи, позначені A і B. Кожен вхід окремо підключається до попереднього підсилювача та етапу згортки. Виходи з цих двох етапів потім направляються до електронного перемикача, який дозволяє пройти лише входу одного каналу до вертикального підсилювача в будь-який заданий момент. Схема також містить перемикач вибору тригеру, що дозволяє тригерування через канал A, канал B або зовнішній сигнал.

Горизонтальний підсилювач поставляє сигнали до електронного перемикача, з джерела, визначеного перемикачами S0 і S2 — або генератора стрижня, або каналу B. Ця конфігурація дозволяє відправляти вертикальні сигнали з каналу A і горизонтальні сигнали з каналу B на CRT, що дозволяє роботу в режимі X-Y для точних вимірювань X-Y.

Режими роботи осцилографа вибираються за допомогою контролів на передній панелі, що дозволяє користувачам відображати траєкторії лише з каналу A, лише з каналу B, або обидва канали одночасно. Як було зазначено раніше, двотрасові осцилографи працюють у двох ключових режимах:

Черговий режим

Коли активується черговий режим, електронний перемикач чергово переключається між двома каналами, змінюючи канал на початку кожного нового стрижня. Частота переключення синхронізована з частотою стрижня, що гарантує, що траєкторія кожного каналу відображається в окремих стрижнях: траєкторія каналу A з'являється в першому стрижні, а траєкторія каналу B — в наступному.

Переключення між каналами відбувається під час періоду повернення стрижня, коли електронна бічка невидима — це запобігає будь-яким видимим перервам в траєкторіях. Це призводить до відображення повного сигналу стрижня з одного вертикального каналу, а потім повного стрижня з іншого каналу в наступному циклі.

Форма виводу осцилографа, що працює в черговому режимі, показана на малюнку нижче:

Цей режим зберігає правильне фазове співвідношення між сигналами каналів A і B. Однак, у нього є недолік: відображення показує два сигнали, як які відбуваються в різні моменти, хоча вони насправді одночасні. Крім того, черговий режим не підходить для відображення сигналів низької частоти.

Розрізаний режим

У розрізаному режимі електронний перемикач швидко чергово переключається між двома каналами кілька разів протягом одного стрижня. Переключення є настільки швидким, що навіть мініатюрні сегменти кожного сигналу відображаються, створюючи ілюзію безперервних траєкторій для обох каналів. Форма виводу в розрізаному режимі показана на малюнку нижче:

У розрізаному режимі електронний перемикач працює в режимі свободного бігу на високій частоті (зазвичай від 100 кГц до 500 кГц), незалежно від частоти генератора стрижня. Це швидке переключення гарантує, що малих сегментів сигналів обох каналів неперервно подаються на підсилювач.

Коли частота розрізання перевищує горизонтальну частоту стрижня, розрізані сегменти безперервно зливаються на екрані CRT, реконструюючи оригінальні форми сигналів каналів A і B. Навпаки, якщо частота розрізання нижча за частоту стрижня, відображення покаже розриви — у такому випадку черговий режим більш придатний. Користувачі можуть вибирати бажаний режим роботи за допомогою контролів на передній панелі.