Raqamli vattmetrlar

Kirish Y I


h
I
I
У


[“KanaTZ


[ Kanal X
I
Г* pereklyuchateli ♦


L


Kuchaytirgich
cheklagich


Nur yorug ligini
boshqarish

L

Ishga tushirish qurilmasi

••••>

Yoyish generator!

Oxirgi kuchaytirgich

Kuchaytirgich
x


I :
I :
I :
I ^:
I :
I :
I ;
I ^:
I :
I ; "T"'


6.4. Elektron ostsillograf yoyishlarining turlari


Yoyishning arrasimon kuchlanishning qilinishini ta'minlaydigan eng sodda ishlashi kondensatorning


hosil
J generatorning
J zaryadlanishi va razryadlanishiga asoslangan qurilmadir. Ma'lumki, kondensatorning zaryadlanishida va razryadlanishida kuchlanish eksponentsial qonun bo'yicha o'zgaradi. ENT da nurning og'ishi bu holda notekis tezlik bilan amalga oshadi. Ostsillogramma buzilishlarini baholash uchun ushbu nochiziqlilik koeffitsienti aniqlanadi:

в = (tgai - tga2)/tgai, (6.4) bu yerda tgai va tga2 - yoyish kuchlanishi egri chizig'iga to'g'ri yo'l boshi va oxiriga mos a va b nuqtalarda o'tkazilgan urinmalarning og'ish burchaklari (6.9-rasm). Ideal holda, ya'ni yoyish kuchlanishi chiziqli o'sganida tgai = tga2 va в = 0 bo'ladi. в ni hisoblashda urinmaning og'ish burchaklari tangenslarini funksiyani differentsiallash, mazkur holda ushbu ifodani differentsiallash yo'li bilan topish mumkin: (6.5) (6.5) formula o'zgarmas tok manbai E dan R qarshilikli rezistor orqali zaryadlanadigan S sig'imli kondensatorda kuchlanishning o'zgarish qonunini tavsiflaydi. (6.5) dan olingan (6.6) hosila tgai va tga2 ni aniqlash imkonini beradi. t = 0 bo'lganda , RC yoki t = rto’g’ bo'lganda, quyidagini hosil qilamiz:

в = [(1 - exp(-Tto'g'/^C)] -100%. (6.7)

T_to'g' - yoyilish to'g'ri yo'lining davomiyligi (i0.9-rasm). tga_i va tga₂ ning olingan qiymatlarini (i0.4)ga qo'ysak,


(6.7) va (6.5) dan nochiziqlilik koeffitsienti в va ta'minot manbai kuchlanishi E dan foydalanish koeffitsienti z = U_yo/E orasidagi bog'liqlikni aniqlash mumkin, bu yerda U_yo - yoyish kuchlanishining shakllangan qulochi. Agar U_yo ni zaryad kondensatoridagi U_s kuchlanishning ^Tto'g' oxirida erishadigan maksimal qiymatiga teng deb, ya'ni Uy_o = U_smax deb qabul qilinsa, u holda (6.5) ga muvofiq


Z = Uyo/E = 1 - exp(-Tto'g'/^C)


(6.8)


bo'ladi. Bu olingan ifodani (6.7) bilan taqqoslab, в ⁼ Z = Uy_o/E ni, taqriban bir xil в va Z ni hosil qilamiz. Bundan kelib chiqadiki, yoyilmaning nochiziqlilik koeffitsienti 5% tartibida bo'lishiga erishish uchun ta'minot manbaidan foydalanish koeffitsienti 5% dan ortiq bo'lmasligi zarur. Agar, masalan, E = i00 V, в = 5% bo'lsa, u holda yoyish kuchlanishi bor- yo'g'i Uy_o = E_x = 100^0,05 = 5 V ni tashkil etadi. Shunday qilib, arrasimon kuchlanishni shakllantirish uchun eksponentadan foydalanilganda yuqori chiziqlilikni faqat boshlang'ich uchastkada, ya'ni kichik z larda hosil qilish mumkin. Agar U_yo kuchlanish zaruriy kuchlanishdan kichik bo'lsa, u holda ta'minot manbasi kuchlanishini oshirish kerak. Bu holat ostsillografni loyihalashda noqulaylik tug'diradi. Shu sababli amaliyotda og'diruvchi kuchlanish shaklini to'g'rilash (chiziqlashtirish)ning turli usullariga murojaat qilinadi.
Yoyish arrasimon tebranishlarini chiziqlashtirishning bir necha usullari ma'lum. Ulardan eng ko'p tarqalgani kon- densator zaryad tokini uning to'g'ri yurishida stabillash bilan ta'minlash mumkin. Zaryad tokini va, demak, yoyish arrasimon kuchlanishini chiziqlashtirish chiziqli tok stabillovchi ikki qutbliliklarni yoki manfiy teskari aloqani qo'llanishi bilan amalga oshiriladi. Bunday qurilmalarning ish printsiplari impuls texnikasiga oid darsliklarda batafsil yoritiladi.
Sinusoidal yoyishda ostsillografning X kirishiga keltiriladigan kuchlanish ushbu sinusoidal qonun bo'yicha o'zgaradi:
U_x = w_misinrot. (6.9)


Bunda ENT ekranidagi shu'lalanuvchi dog' notekis tezlik bilan ko'chadi, bu esa ostsillogrammalar shaklining buzilishiga olib keladi. Y kirishiga ham U_x ga nisbatan faza bo'yicha ф burchakka surilgan ushbu
Uy = Um2sin(rot + ф)
sinusoidal signal berilgandagi sinusoidal yoyish katta qiziqish uyg'otadi.
Nurning U_x ta'sirida ko'chishi ushbu munosabat bilan aniqlanadi:
x = ^KxSx^Ux = ^Kx^ex^Um1^sin®^t>


(6.10)


(i0.ii) bu yerda K_x - gorizontal og'dirish kanalining kuchaytirish koeffitsienti, s_x - ENT ning gorizontal yo'nalishda og'dirish bo'yicha sezgirligini xarakterlovchi koeffitsienti bo'lib, millimetr/volt o'lchamiga ega.
Nurning vertikal yo'nalishda ko'chishi yuqoridagiga o'xshash formula bilan aniqlanadi:


y = K_ySyUy = K_ySyUyU_m2sin(rot + ф).
Bu ifodani ma'lum trigonometrik formula asosida quyidagi ko'rinishda yozish mumkin:


y = XySyUyU_m2[sinrot cos ф + sin ф cosrot)].


(i0.i2)


(6.ii)


(6.ii) ga asosan

sinrof va cosrof ning qiymatlarini qo'yib, quyidagini hosil qilamiz:

(6.12)

(6.13) xil, ya'ni


(6.13) tenglama ellips tenglamasidan iborat. Agar K_x va K_y ni formuladagi maxrajlar bir K_xE_xU_mi= Ky£yU_m2= R bo'ladigan qilib tanlansa, u holda aylana tenglamasini hosil qilamiz:
X² + Y ² = R.


Ф = 90° bo'lganda tenglama ancha soddalashadi:
(6.14) Shunday qilib, ekranda ellips yoki aylanani hosil qilish uchun ostsillograf kirishlariga bir xil chastotali sinusoidal shakldagi, biroq faza bo'yicha 90° ga siljigan signallar berish zarur. Odatda, doiraviy yoyishni amalga oshirish uchun generatordan olinayotgan sinusoidal kuchlanish fazalar siljishi ф = 90° ni ta'minlaydigan faza burgichdan o'tkaziladi. Fazaaylantirgich va uning ostsillografga ulanish sxemasi 6.10-rasmda ko'rsatilgan.
Doiraviy yoyishning o'lchashlar uchun muhim xususiyatlarini qayd etib o'tamiz. Shu'lalanuvchi dog' aylanani T = 2n/ro vaqt ichida chizadi, ya'ni bir aylanish davri gene- ratordan olinayotgan yordamchi kuchlanish davriga teng. Agar generator stabil chastotali signalni shakllantirayotgan bo'lsa, u holda shu'lalanuvchi dog'ning aylana bo'ylab aylanish davri ham stabildir. Shu'lalanayotgan dog'ning aylanish yo'nalishi fazalar siljishi burchagining ishorasiga teng. Agar Y kirishga berilayotgan sinusoidal signal fazasi X kirishga berilayotgan signal fazasidan 90° ilgari ketayotgan bo'lsa, u holda aylanish soat strelkasiga teskari bo'ladi. Agar signallarning o'rinlari almashtirilsa, aylanish yo'nalishi o'zgaradi. Bunga dog'ning ostsillograf ekranidagi harakat traektoriyasini 6.6-rasmdagi kabi yasash bilan, faqat endi arrasimon yoyish kuchlanishini sinusoidal yoyish kuchlanishi bilan almashtirib va ф = 90° ni kiritib ishonch hosil qilish mumkin.
Doiraviy yoyishni spiral yoyishga aylantirish mumkin. Spiral yoyishni hosil qilish printsipi (6.14) formuladan kelib chiqadi. Aylana radiusi R=K_xs_xU_mi=KySyU_m2. Agar U_mi va U_m2 larni, masalan, ikki marta kamaytirilsa, tenglik buzilmaydi, ammo aylana radiusi ikki marta kamayadi. Agar U_m1 va U_m2 amplitudalarni ravon kamaytirilsa, aylana radiusi sekin-asta kichrayadi va ostsillograf ekranida spiral tasviri hosil bo'ladi (6.11-a rasm). Spiral yoyilmani hosil qilish uchun zaruriy boshqaruvchi kuchlanish 6.11-b rasmda ko'rsatilgan. X kirishga beriladigan signal amplitudasi U_m1 dan U_m2 gacha chiziqli qonun bo'yicha o'zgaradi. Y kirishga beriladigan signalning amplitudasi ham shunga o'xshash o'zgarishi lozim. Bunday signallarni amplitudaviy modulyator yordamida hosil qilish mumkin. Mazkur holda eltuvchi signal sinusoidadan, modulyatsiyalovchi signal esa arrasimon shakldagi kuchlanishdan iboratdir. Spiralli yoyish davri T_c modulyatsiyalovchi arrasimon kuchlanish davri bilan aniqlanadi. Spiral o'ramlari soni m davr T_c = 2n/ro_c ning sinusoidal tebranish davri T = 2n/ro ga nisbatiga teng, ya'ni m = ro/ro_c

.

Shuni qayd etish kerakki, aylana radiusining o'zgarishiga qaramasdan, shu'lalanuvchi nuqtaning har bir aylanishi bir xil vaqt ichida amalga oshadi, bu esa o'lchashlar uchun spiralli yoyishdan foydalanishda ma'lum qulayliklar yaratadi.

5. 
   Ostsillograf yoyishlarini sinxronlash
   

Yuqorida (6.4-band) qayd etilganidek, qo'zg'almas ostsillogrammani hosil qilish uchun yoyishning bir davrida sig- nalning butun sondagi davrlari aniq joylashishi lozim. Bu shartning bajarilishi yoyish generatorini tadqiq qilinayotgan signal bilan sinxronlash orqali ta'minlanadi. Bunda yoyish uzluksiz rejimda ishlaydi. Buning farqli xususiyati shundaki, yoyish generatori sinxronlash signali uzib qo'yilganidan keyin ham ishini davom ettiradi. Yoyishni sinxronizmga kiritilishi ikki bosqichda o'tkaziladi. Dastlab, yoyish generatorining xususiy tebranishlari davri (sinxronlash signalisiz), keyin esa sinxronlash signali toki ostsillogrammaning turg'un holati hosil bo'lguniga qadar, tanlanadi

.

O datda, razryadlovchi kaskad ishini boshqaruvchi qurilma sifatida avtotebranish rejimida ishlaydigan multivibra- tordan foydalaniladi. Bunday multivibrator sxemasi 6.12-a rasmda keltirilgan. Multivibrator T₁ va T₂ tranzistorlarda yig'ilgan. Teskari aloqa S₁ va S₂ kondensatorlar orqali amalga oshiriladi. Manfiy qutbli T_sinxr davrli sinxronlash impulslari T₂ ning bazasiga kondensator S₃ va diod D orqali keladi. Kuchlanish shakli 6.12-v rasmda ko'rsatilgan. f_n uchastkada U_b2 kuchlanish eksponentsial qonun bo'yicha o'zgaradi. Sinxronlovchi signallar bo'lmaganida U_b2 kuchlanish eksponenta bo'yicha nolgacha kamayadi va momentda relaksatsion jarayon yuzaga keladi (shtrixli chiziq). Agar ?2 momentda T₂ ning bazasiga tik frontli manfiy qutbli impuls kelsa, u holda nol potentsialga f₂ momentda erishiladi va multivibra- torning tebranishlar davri qisqaradi va sinxronlovchi signallarning kelish davri T_sinxr ga teng bo'ladi. Shunday qilib, sinxronlanish hosil bo'lishi uchun multivibratorning xususiy tebranishlar davri sinxronlash impulslarining kelish davridan biroz ortiq bo'lishi zarur. T_sinxr va T_xus davrlar orasidagi zaruriy farq multivibrator davri T_xus ni eksperimental o'zgartirish yo'li bilan tanlanadi, shu bilan birga T_xus ni to'g'ri tanlanganlik kriteriysi bo'lib, ENT ekranidagi ostsillogrammaning turg'unligi xizmat qiladi.
T_sinxr va T_xus davrlar munosabatining sinxronlash turg'unligiga ta'siri 6.13-rasmda tushuntirilgan. Odatda, multivibrator sinxronlash impulslari ichki va tashqi sabablarga ko'ra kelib chiqadigan xalaqitlar bilan birga keladi. Bu xalaqitlar shovqin xarakterida ham, impuls xarakterida ham bo'lishi mumkin.
Agar multivibratorning xususiy tebranishlar davri T_xus sinxroimpulslar kelish davri T_sinxr dan sezilarli katta bo'lsa, u holda sinxronlash impulsli kelish momentida Wb2 hali etarlicha katta va relaksatsion jarayonni yuzaga kelishi uchun AU orttirma zarurdir. Bu holda xalaqit sinxronlashtirishni buzishga qodir emas. T_xus endi T_sinxr ga yaqin bo'lganida (6.13-b rasm) sinxronlash impulsining kelish vaqti juda kichik U_b2 kuchlanishga to'g'ri keladi va multivibratorni relaksatsiya jarayoniga o'tkazilishi uchun AU' qulochli impuls etarlidir.
Usinxr