10049 IMG�39 (2)

wiedniego pod zakresu pomiarowego¹ Odwrotność tego współczynnika jest czułością oscyloskopu na danym podzakresie Nic stosuje się współczynnika odchylania pionowego większego mZ 5 V/cm. a najmniejsza wartość współczynnika wynosi zazwyczaj 10 m V/cm² Gdy potrzebny jest większy pod zakres pomiarowy mZ S V/cm. stosuje się wtedy dzielniki (tłumiki) zewnętrzne (tzn łączone do obwodu zewnętrznego oscyloskopu) Dzielniki takie dla lepszych oscyloskopów stanowią jego wyposażenie Takie zewnętrzne tłumiki nazywane są sondami.

Niekalibrowany współczynnik odchylania pionowego oznacza wybór nieokreślonego wzmocnienia wzmacniacza wstępnego, nastawianego za pomocą potencjometru, w którym nastawione położenie suwaka jest nieokreślone

W oscyloskopie dwukanałowym badane przebiegi napięcia doprowadzone do obu kanałów mogą być równocześnie obserwowane na ekranie tej samej lampy oscyloskopowej na zasadzie podziału czasu Osiąga się to albo w trybie „pracy siekanej (czoperowej)", albo w trybie „pracy alternatywnej”, co oznacza wybór sposobu sterownia kluczem przełączającym kanały (komutacja kanałów, patrz rysunek) W trybie pracy alternatywnej jest tworzony kolejno cały obraz przebiegu na przemian z jednego kanału, a następnie z drugiego Oznacza to, ze w rytmie wynikającym z czasu trwania obrazu jednego przebiegu przełączane są kanały kluczem przez układ „sterowania komutacją kanałów” Oczywiście przełączanie jest zsynchronizowane z podstawą czasu (ale takiego sprzężenia na rysunku me pokazano). Z trybu pracy alternatywnej korzystamy, gdy badamy przebiegi napięcia o dużej częstotliwości, bo wówczas tworzenie obrazu jednego przebiegu może trwać krótko, ich przełączanie może zachodzić z dużą częstotliwością³ W trybie pracy siekanej (czoperowej) kanały są przełączane z częstotliwością kilkaset kiloherców, obraz każdego przebiegu tworzony jest na przemian z odcinków. a w skrajnym przypadku z punktów, które odpowiadają „próbkom napięcia" chwilowego, pobranym na przemian z łączonych kanałów Jest to potrzebne przy tworzeniu obrazów wolnozmiennych przebiegów napięcia równocześnie z obu kanałów na ekranie tej samej lampy, bo w takim przypadku korzystamy z wolnej podstawy czasu Wówczas tworzenie każdego obrazu przebiegu trwa długo i w trybie alternatywnym obraz całości • czyli obu przebiegów - migotałby na ekranie albo nawet widzielibyśmy obraz każdego przebiegu oddzielnie

Napięcia z każdego kanału przechodzą następnie przez tę samą wspólną linię o-póżmąjącą Opóźnienie jest potrzebne, ponieważ w osobnym układzie w tym samym czasie wytwarzane jest napięcie odchylania poziomego, które jest opóźnione, więc trzeba też opóźnić odpowiednio przebieg napięcia badanego, żeby do płytek odchylania X-X i Y-Y oba przebiegi trafiły równocześnie Wspólny dla obu kanałów jest też wzmacniacz końcowy, na którego wyjściu potrzebna jest amplituda napięcia rzędu np 10 V, Zęby przy czułości lampy np 0 4 cm/V otrzymać wysokość obrazu amplitudy 4 cm, tj wysokość sięgającą brzegu ekranu

Zauważmy, ze dokładność realizaqi przekładni dzielników, wzmocnienia wzmacniaczy, stałej lampy wyznaczają dokładność realizacji wybranego współczynnika odchylania pionowego, czyli dokładność napięciową oscyloskopu, bo przez wartość takiego współczynnika mnożymy odczytywane np odchylenie na osi Y-Y, zęby otrzymać wartość napię-' W metrologu dla innych nil oscyloskop przyrządów współczynnik odchylania nazywany byłby stalą przyrządu, ale dla oscyloskopu (tradycyjnie) stosowana jest inna terminologia (lokalna, „środowiskowa").

‘ Przeliczając lę najmniejszą wartość współczynnika na czułość otrzymamy 100 cm/V. a to jest ponad dwieście razy więcej mz (podana przez nas) typowa czułość lampy oscyloskopowej Z tego przeliczenia wynika, jakie jest potrzebne wzmocnienie napięcia na podzakresie 10 mV/cm. Oferuje się leż oscyloskopy o jeszcze większej czułości.

' Potrzebna jest cztsloUiwotć np co najmniej taka jak w kinie (w telewizji), czyli około 25 obrazów na sekundę, żeby me występowało migotanie obrazu

cia Ważna jest jednak przede wszystkim stałość wielkości, bo oscyloskop wzorcowany jest jako całość I wartość współczynnika odchylania jest wyznaczana doświadczalnie Gdy wartość rzeczywista współczynnika nie zgadza się z nominalną, to współczynnik danego kanału oscyloskopu moZe być adiustowany (zmieniane są nastawy) Stałość współczynnika odchylania, niezależnie od wielkości wzmacnianego napięcia, oznacza liniowość przetwarzania toru pomiarowego oscyloskopu, a liniowość nie jest doskonała Dominująca jest nieliniowość lampy oscyloskopowej, a jej skutki nazywane są zniekształceniami nieliniowymi obrazu oscyloskopowego

Oczywiście dokładność wyniku pomiaru napięcia zawierać będzie jeszcze błąd odczytu długości na ekranie oscyloskopu Na błąd odczytu można popatrzeć dwojako - z punktu widzenia typowego pomiarowca i z punktu widzenia konkretnego pomiarowca Typowy pomiarowiec popełnia błąd odczytu mieszczący się w znormalizowanych granicach. dopuszczalnych ze względu na daną konstrukcję urządzeń odczytowych, a taki błąd dopuszczalny odczytu powinien być zawarty w błędzie dopuszczalnym przyrządu (oscyloskopu) Warunki odczytywania wskazań w oscyloskopach są takie, że dopuszczalny błąd odczytu jest względnie duży i stanowi dominującą składową całkowitego błędu dopuszczalnego

Błąd odczytu indywidualnego pomiarowca wynika z jego indywidulnęj charakterystyki, która może być lepsza lub gorsza od typowej.

W przedstawionej analizie dokładności jest luka - pominięta została całkowicie zależność współczynnika odchylania od częstotliwości badanego napięcia, a oscyloskop me jest przeznaczony do pomiarów napięcia o jednej częstotliwości, lecz w dość szerokim paśmie częstotliwości Nie można zapominać, że wartość współczynnika odchylania będzie się zmieniać w funkcji częstotliwości, bo jego charakterystyka amplitudowo-częstotliwo-ściowa me .jest płaska" Z tego powodu powstanie błąd częstotliwościowy współczynnika odchylania Do zagadnienia powrócimy.

Położenie plamki na ekranie w stosunku do środka ekranu warto widzieć jako złożenie niezależnego odchylenia (superpozycją) promienia w kierunku X-X i w kierunku Y-Y.

Obserwowanie obrazu przebiegu napięcia w funkcji czasu będzie możliwe, gdy jednostajny bieg czasu będzie odwzorowywany (na bieżąco) na proporcjonalną drogę przemieszczania plamki wzdłuż osi X-X, a dla każdego położenia plamki na tej osi nastąpi równoczesne przemieszczenie plamki w kierunku osi Y-Y, proporcjonalne do napięcia odpowiadającego danej chwili. Droga na osi X-X będzie odwzorowywać jednostajny bieg czasu tylko wtedy, gdy plamka będzie się poruszać ze stałą prędkością, czyli powinno być x - w, gdzie v oznacza stałą prędkość plamki wzdluz osi X-X. Wiemy, że położenie plamki jest proporcjonalne do napięcia, czyli x = kju, gdzie k, jest współczynnikiem (napięciowym) odchylania płytek X-X Różniczkując drogę x = k,u względem czasu otrzymamy:

dx __v ^ du

i podstawiając otrzymaną zależność na prędkość v do zależności x » W otrzymamy

x = k —i = kt, gdzie*-*,— oraz /-**, a *1=7-    (3 33)

dt    dt    k

Współczynnik k, jest nazywany współczynnikiem czasu podstawy czasu (mówi się też o nim „współczynnik podstawy czasu"). Wyznacza on skalę czasu na osi X-X, czyli de jednostek czasu przypada na jednostkę długości drogi Współczynnik ten byłby stały, gdyby napięcie doprowadzone do płytek X-X zmieniało się liniowo w funkcji czasu (pochodna jest wtedy stałą'). Jednak długość osi X-Xjest skończona, a czas jest praktycznie nieskończony Dla przebiegów okresowych bieg czasu można wydłużyć powtarzając cykl odwzo-

157