9zip.ru Инструкции Особенности осциллографирования колебаний сверхвысоких частот. Скоростные осциллографы.

Основными факторами, определяющими зависимость поведения электронно-лучевых трубок от частоты, являются время пролета электронов вдоль отклоняющих пластин и между парами пластин и резонансные явления, обусловленные ёмкостью пластин и индуктивностью выводов и соединительных проводов.

Чтобы ослабить влияние времени пролета электронов и резонансных явлений, уменьшают длину отклоняющих пластин (доводя её в некоторых типах трубок до 0,5 мм), выводы от них делают прямо сквозь стекло колбы, а не через цоколь, и повышают скорость движения электронов, увеличивая ускоряющие напряжения. Эти меры дают возможность расширить диапазон частот исследуемых напряжений до 2-3 Ггц. Однако при этом резко ухудшается чувствительность трубки и уменьшаются размеры осциллограммы. Правда, с помощью специальной электронной оптики удаётся получить хорошую фокусировку и пятно весьма малого размера В результате получается чёткая осциллограмма, но настолько малых размеров, что наблюдать её можно только после оптического увеличения. Осциллографы, построенные на подобных трубках, называют микроосциллографами. Они сложны, громоздки, неудобны в эксплуатации и в практике радиотехнических измерений не применяются.

Другой способ расширения частотного диапазона электроннолучевых трубок — это применение так называемых трубок с бегущей волной. Одна из конструкций подобных трубок характеризуется тем, что одна из пластин К-отклонения делается разрезной; отдельные элементы этой пластины, обладающие ёмкостью С, соединяются между собой индуктивностями L, выбранными так, что фазовая скорость распространения электромагнитной волны вдоль отклоняющей системы равна скорости движения электронов луча.

Величины элементов образованной таким образом искусственной линии выбираются так, чтобы её волновое сопротивление было равно волновому сопротивлению кабеля, подводящего исследуемое напряжение. На другом своём конце линия нагружается на сопротивление, равное волновому. В результате в линии имеет место только бегущая волна, и так как скорость движения электронов луча равна скорости распространения волны в искусственной линии, то поле между пластинами действует на электроны луча в одной и той же фазе вдоль всей отклоняющей системы. Это приводит к тому, что все элементарные отклонения складываются и таким образом компенсируется эффект пролёта электронов между пластинами. Такие трубки имеют очень широкую полосу пропускания (до 2000 Мгц) и дают возможность осциллографировать однократные процессы. При этом осциллографируемое напряжение подаётся непосредственно на вертикально отклоняющие пластины, без усиления. Однако вследствие небольшой чувствительности трубки осциллографирование импульсов с малыми амплитудами сильно затруднено, так как осциллограмма получается весьма незначительной по размерам и наблюдать её приходится через лупу. Кроме того, яркость осциллограммы при исследовании импульсов с малым коэффициентом заполнения получается слабой. Недостатками такой трубки являются также необходимость производить согласование источника сигнала с искусственной линией трубки и принимать защитные меры против рентгеновского излучения. Все это сильно осложняет использование такой трубки.

Другим фактором, сильно ограничивающим полосу пропускания осциллографа, является полоса пропускания усилителя вертикально отклоняющего напряжения. При недостаточно широкой полосе пропускания этого усилителя высшие гармоники исследуемого сигнала не проходят через усилитель, что ведёт к искажённому воспроизведению формы сигнала на экране трубки При исследовании импульсных сигналов эти искажения проявляются, главным образом, в уменьшении крутизны фронта импульсов.

Понравилась статья? Пётр I говорит: поделись с друзьями!