Осциллограф (Oscilloscope)

Виртуальный осциллограф, который имитируется программой Electronіcs Workbench, представляет собой аналог двухлучевого запоминающего осциллографа и имеет две модификации: простую и расширенную. Из-за того, что расширенная модель занимает много места на рабочем поле, рекомендуется начинать исследования с простой моделью, а расширенную модель использовать для подробного исследования сигналов. На схему выводится уменьшенное изображение осциллографа, общее для обеих модификаций (рис. 9).

Это изображение имеет четыре входных клеммы: 1 ‑ общая; 2 ‑ вход синхронизации (его назначение будет рассмотрено далее); 3 ‑ вход канала А (channel А) и 4 ‑ вход канала В (channel В).

Рисунок 9 ‑ Осциллограф

Клемму 1 называют общим выводом, так как потенциал на ней есть общей точкой схемы, относительно которой осциллограф измеряет напряжение. Обычно этот вывод заземляют, чтобы осциллограф измерял напряжение относительно нуля. Поэтому на панели осциллографа эту клемма обозначена «Ground». Двойным нажатием ЛКМ по уменьшенному изображению открывается изображение передней панели простой модели осциллографа с кнопками управления, информационными полями и экраном (рис. 10).

Рисунок 10 ‑ Передняя панель простой модели осциллографа

Для проведения измерений осциллограф нужно настроить, для чего следует задать:

- расположение осей, по которым откладывается сигнал;

- необходимый масштаб развертки по осям;

- сдвиг начала координат по осям;

- режим работы по входу: закрытый или открытый;

- режим синхронизации: внутренний или внешний.

Настройка осциллографа проводится с помощью полей управления, расположенных на панели управления. Панель управления имеет общий для обеих модификаций осциллографа вид и разделена на четыре поля управления:

1 - поле управление горизонтальной разверткой (масштабом времени);

2 - поле управление синхронизацией (запуском);

3 - поле управление каналом А;

4 - поле управление каналом В;

Поле (1) управления горизонтальной разверткой (масштабом времени) служит для задания масштаба по горизонтальной оси осциллографа при наблюдении напряжения на входах каналов А и В в зависимости от времени. Временной масштаб задается в с/дел (s/dіv), мс/дел (ms/dіv), мкс/дел (ms/dіv), нс/дел (ns/dіv). Временной эквивалент одного деления может быть установлен от 0,1 нс до 1 с.

Масштаб можно дискретно уменьшать на один шаг при нажатии мышкой на кнопку или увеличивать при нажатии на кнопку на поле управления горизонтальной разверткой . Чтобы получить удобное для наблюдения изображение на экране осциллографа, установите масштаб времени таким образом, чтобы расстояние между двумя делениями на горизонтальной оси составляло, приблизительно, половину периода исследуемого сигнала. С помощью кнопки можно дискретно смещать начало осциллограммы по горизонтальной оси. В этом же поле расположенные три кнопки: Y/T, А/B, B/А, которые разрешают задавать вид зависимости отображаемых сигналов. При нажатии на кнопку Y/T по вертикальной оси откладывается напряжение, по горизонтальной - время, при нажатии на кнопку А/В по вертикальной оси откладывается амплитуда напряжения на входе канала А, по горизонтали - канала В, а при нажатии на кнопку В/А- наоборот. При этом масштаб осей определяется установками соответствующих каналов. В режимах А/В и В/А можно наблюдать частотные и фазовые сдвиги (фигуры Лиссажу), петли гистерезиса, вольт - амперные характеристики и т.д. Две нижние части панели осциллографа (см. рис 10, поля 3, 4) являются полями управления отображением сигналов, поданных на входы каналов А и В соответственно. Поле позволяет управлять масштабом оси отображаемого напряжения по вертикальной или горизонтальной оси. Цена деления может дискретно устанавливаться от 10 mV/dіv до 5 KV/dіv. Масштаб для каждой оси устанавливается в отдельности. Чтобы получить удобное для работы изображение на экране осциллографа, перед началом эксперимента установите масштаб, который соответствует ожидаемому напряжению.

Ниже расположено поле, которое позволяет дискретно сдвигать ось Х вверх или вниз. Для того, чтобы отделить изображение в каналах А и В, воспользуйтесь сдвигом по оси Y (Y Posіtіon) для одного или двух каналов. Три нижних кнопки реализуют разные режимы работы осциллографа относительно входа. Режим работы осциллографа с закрытым входом устанавливается нажатием на кнопку АС. В этом режиме на вход не пропускается постоянная составляющая сигнала. При нажатии на кнопку DC осциллограф переходит в режим с открытым входом. В этом режиме на вход осциллографа пропускается как постоянная, так и переменная составляющая сигнала.

При нажатии на кнопку 0 вход осциллографа соединяется с общим выводом осциллографа.

Верхнее правое поле управления (рис 10, поле 2) Trіgger определяет момент начала отображения осциллограммы на экране осциллографа. Кнопки в строке Edge задают момент запуска осциллограммы по переднему или по заднему фронту импульса на входе синхронизации. Поле Level разрешает задавать уровень, при превышении которого происходит запуск осциллограммы. Значение уровня можно сдвинуть на три деления вниз или вверх.

Осциллограф имеет четыре режима синхронизации:

1) автоматический режим (Auto) - запуск осциллограммы проводится автоматически при подключении осциллографа к схеме ли при ее включении (если «луч» доходит до конца экрана, осциллограмма снова прописывается с начала экрана (новый экран));

2) режимы запуска по входу «А» или «В», в которых запускающим сигналом является сигнал, который поступает на соответствующий вход;

3) режим «Внешний запуск» (Еxt -external), в котором сигналом запуска является сигнал, который подается на вход синхронизации.

Нажатие клавиши на простой модели осциллографа открывает окно расширенной модели осциллографа (рис. 11).

Панель управления расширенной модели осциллографа расположена под экраном и дополнена тремя информационными табло, на которые выводятся результаты измерений. Кроме того, непосредственно под экраном находится линейка прокрутки, которая разрешает наблюдать любой временной отрезок процесса от момента включения до момента выключения схемы.

В сущности, расширенная модель осциллографа это совсем другой прибор, который обеспечивает более удобный и точный анализ процессов. На экране осциллографа расположены два курсора, которые обозначаются цифрами 1 и 2 (рис. 11), с их помощью можно измерять мгновенные значения напряжений в любой точке осциллограммы. Для этого просто перетяните мышью курсоры за треугольники в их верхней части в необходимое положение. Координаты точек пересечения первого курсора с осциллограммами отображаются на левом табло, координаты второго курсора - на среднем табло. На правом табло отображаются значение разности между соответствующими координатами первого и второго курсоров.

Рисунок 11 ‑ Расширенная модель осциллографа

Чтобы возвратиться к предыдущему изображению осциллографа - нажмите клавишу , расположенную в правом нижнем углу.