Практикум по электричеству и магнетизму - 38 стр.

UptoLike

38
Другим важным элементом электронно-лучевого осциллографа
является генератор развертки.
Генератор развертки
представляет собой радиотехническое устройство, позволяющее
перемещать электронный луч вдоль горизонтальной оси с постоянной
скоростью (V=const.) Предположим, что в момент времени t
0
к
горизонтально отклоняющим пластинам П
х
(в электронно-лучевой трубке
они расположены вертикально ) приложено напряжение, линейно
изменяющееся со временем . Тогда светящееся пятно будет двигаться по
экрану со скоростью V=const в этом же направлении. Это напряжение
называют напряжением развертки U
р.
Если в этот же момент времени t
0
к вертикально отклоняющим
пластинам П
у
(в электронно-лучевой трубке они расположены
горизонтально) подключить исследуемое переменное напряжение U(t), то на
экране получится кривая зависимости напряжения от времени в интервале
времени от t
1
до t
2
. Где t
2
-момент времени, когда пятно достигает края
экрана. Так как U(t) -периодическая функция с периодом T=t
1
-t
0
, то на экране
будет виден один период изменения величины U(t) (рис.3).
Если заставить луч в момент времени t
1
мгновенно возвратиться в
исходное состояние (точку А, соответствующую времени t
0
) и повторить
развертку с V=const до точки В (соответствующей времени t
1
), мы увидим на
экране второй период изменения величины U(t).
Таким образом, смещая луч от точки А до точки В вдоль
горизонтальной оси с V=const, а потом мгновенно возвращая его от В в А и
повторяя такую развертку многократно, мы сможем увидеть на экране
неподвижную картину U(t) в течение одного периода, если T=t
1
-t
0
. Если же
nT=t
1
-t
0
, где n-целое число, то на экране мы получим n периодов изменения
величины U(t).
После всего сказанного следует , что график изменения во времени
напряжения развертки Up должен иметь
вид , изображенный на рис.4.
Для получения такого напряжения в
осциллографе смонтирован генератор
пилообразного напряжения.
Итак, для получения
неподвижного изображения
исследуемого периодического напряжения U(t) на экране осциллографа
необходимо, чтобы t
1
-t
0
=nT, где n-целое число.
Если же n-число дробное, то изображение на экране будет
передвигаться , что затруднит наблюдение за этим изображением .
Но даже если период исследуемого напряжения и период
пилообразного напряжения равны и кратны, нельзя ручаться за сохранение
указанного равенства и в дальнейшем . Причина - возможная нестабильность
частоты генератора развертки. Поэтому колебания генератора развертки
синхронизируются с другими, более стабильными колебаниями. Для этой
U
t
0
t
1
t
Рис.4
                                               38
       Д ру гим       ва ж н ым    элем ен т ом элект рон н о-лу чевого осциллогра ф а
я вля ет ся генератор раз      вертк и.
                                   Генератор развертк и
 п ред ст а вля ет      собой ра д иот ех н ическое         у стройст во,      п озволя ю щ ее
п ерем ещ а т ь элект рон н ый лу ч вд оль горизон т а ль н ой оси с п ост оя н н ой
скорост ь ю (V=const.) П ред п олож им , что в м ом ен т врем ен и                       t0 к
горизон т а ль н о отклон я ю щ им п ла ст ин а м П х (в элект рон н о-лу чевой тру бке
он и ра сп олож ен ы верт ика ль н о ) п рилож ен о н а п ря ж ен ие, лин ейн о
изм ен я ю щ ееся со врем ен ем . Т огд а свет я щ ееся п я т н о бу д ет д вига ть ся п о
экра н у со скорост ь ю V=const в эт ом ж е н а п ра влен ии. Эт о н а п ря ж ен ие
н а зыва ю т н а п ря ж ен ием ра зверт ки U р.
        Е сли в эт от ж е м ом ен т врем ен и t0 к верт ика ль н о отклон я ю щ им
п ла ст ин а м П у        (в элект рон н о-лу чевой т ру бке он и ра сп олож ен ы
горизон т а ль н о) п од клю чит ь исслед у ем ое п ерем ен н ое н а п ря ж ен ие U(t), то н а
экра н е п олу чит ся крива я за висим ост и н а п ря ж ен ия от врем ен и в ин т ерва ле
врем ен и от t1 д о t2. Гд е t2-м ом ен т врем ен и, когд а п я т н о д ост ига ет кра я
экра н а . Т а к ка к U(t) -п ериод ическа я ф у н кция с п ериод ом T=t1-t0, т о н а экра н е
бу д ет вид ен од ин п ериод изм ен ен ия величин ы U(t) (рис.3).
        Е сли за ст а вит ь лу ч в м ом ен т врем ен и t1 м гн овен н о возвра т ит ь ся в
исх од н ое состоя н ие (точку А, соот вет ст ву ю щ у ю врем ен и t0) и п овт орит ь
ра зверт ку с V=const д о точки В (соот вет ст ву ю щ ей врем ен и t1), м ы у вид им н а
экра н е второй п ериод изм ен ен ия величин ы U(t).
        Т а ким обра зом , см ещ а я лу ч от точки А д о точки В вд оль
горизон т а ль н ой оси с V=const, а п от ом м гн овен н о возвра щ а я его от В в А и

п овт оря я т а ку ю ра зверт ку м н огокра т н о, м ы см ож ем у вид ет ь н а экра н е
н еп од виж н у ю ка рт ин у U(t) в т ечен ие од н ого п ериод а , если T=t1-t0. Е сли ж е
nT=t1-t0, гд е n-целое число, то н а экра н е м ы п олу чим n п ериод ов изм ен ен ия
величин ы U(t).
         П осле всего ска за н н ого след у ет , чт о гра ф ик изм ен ен ия во врем ен и
                                                 н а п ря ж ен ия ра зверт ки Up д олж ен им ет ь
  U                                              вид , изобра ж ен н ый н а рис.4.
                                                    Д ля п олу чен ия т а кого н а п ря ж ен ия в
                                                 осциллогра ф е см он т ирова н ген ера тор
                                                 п илообра зн ого н а п ря ж ен ия .
   t0        t1 Рис.4                      t              Ита к,         д ля          п олу чен ия
                                                 н еп од виж н ого                   изобра ж ен ия
исслед у ем ого п ериод ического н а п ря ж ен ия U(t) н а экра н е осциллогра ф а
н еобх од им о, чтобы t1-t0=nT, гд е n-целое число.
         Е сли ж е n-число д робн ое, то изобра ж ен ие н а экра н е бу д ет
п еред вига т ь ся , чт о за т ру д н ит н а блю д ен ие за эт им изобра ж ен ием .
         Н о д а ж е если п ериод исслед у ем ого н а п ря ж ен ия и п ериод
п илообра зн ого н а п ря ж ен ия ра вн ы и кра т н ы, н ель зя ру ча т ь ся за сох ра н ен ие
у ка за н н ого ра вен ст ва и в д а ль н ейшем . П ричин а - возм ож н а я н ест а биль н ост ь
ча ст от ы ген ера т ора ра звертки. П оэт ом у колеба н ия ген ера т ора ра зверт ки
син х рон изиру ю т ся с д ру гим и, более ст а биль н ым и колеба н ия м и. Д ля эт ой