Bài giảng môn Đo lường điện: Bài 4 - Mai Quốc Khánh

Chia sẻ: Trần Văn Thắng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST

Báo xấu

262
lượt xem 90
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Đo lường điện: Bài 4 giới thiệu về Máy hiện sóng điện từ do Mai Quốc Khánh biên soạn nhằm giúp người học nắm vững các nội dung về: Khái niệm chung về máy hiện sóng điện từ, nguyên lý xây dựng máy hiện sóng, sơ đồ cấu trúc và các chế độ làm việc của máy hiện sóng, vấn đề mở rộng đặc tính của máy hiện sóng, máy hiện sóng số

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Đo lường điện: Bài 4 - Mai Quốc Khánh

Môn học: Đo lường điện L -Đ Bài 4 Máy hiện sóng điện tử M (Oscilloscope) LT ôn m Mai Quốc Khánh Khoa Vô tuyến điện tử ộ Học viện KTQS B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 1/58
Nội dung L -Đ  Khái niệm chung về máy hiện sóng điện tử M Phần I: Nguyên lý xây dựng máy hiện sóng LT   Phần II: Sơ đồ cấu trúc và các chế độ làm việc của máy hiện sóng ôn  Phần III: Vấn đề mở rộng đặc tính của máy hiện sóng m  Phần IV: Máy hiện sóng số ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 2/58
Khái niệm chung L -Đ  Máy hiện sóng (MHS) là thiết bị đo lường vạn năng dùng để quan M sát dạng tín hiệu và đo các thông số của tín hiệu  Ứng dụng của MHS: LT  Quan sát dạng tín hiệu  Đo các thông số của tín hiệu (biên độ, tần số, chu kỳ, góc lệch pha giữa hai tín hiệu) ôn  Vẽ đặc tuyến tần số của các bộ khuếch đại, vẽ đặc tuyến từ trễ của lõi sắt từ m  Làm chỉ thị cân bằng cho các cầu đo  Được sử dụng rất rộng rãi trong kỹ thuật VTĐ và các ngành ộ KHKT khác B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 3/58
Phân loại MHS L Theo nguyên lý hoạt động: -Đ   MHS điện cơ  MHS điện tử M  Phân loại MHS điện tử:  Theo số lượng tia điện tử: LT  MHS 1 tia; MHS 2 tia; MHS nhiều tia  Theo khả năng lưu ảnh:  MHS không lưu ảnh (tLA
Phần I Nguyên lý xây dựng máy hiện sóng L -Đ M LT 1. Ống tia điện tử trong MHS 2. Nguyên lý quét trong MHS ôn 3. Nguyên lý đồng bộ trong MHS m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 5/58
1.1 Ống tia điện tử trong MHS L -Đ  Ống tia điện tử (Cathod Ray Tube – CRT) Phương tiện vẽ dạng tín hiệu trong MHS, với: M   “Bút” là tia điện tử LT  “Giấy” là màn huỳnh quang  Ống thuỷ tinh được hút chân không, có các điện cực sắp xếp theo một qui tắc nhất định ôn m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 6/58
Cấu tạo của ống tia điện tử L Y X M -Đ M A3 L A2 PĐ PN K A1 S LT C A3 ôn R1 R2 + m “độ sáng” “hội tụ” Y X ộ Chú thích: Các điện cực chế tạo dưới dạng ống B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 Nguyên lý vẽ ảnh của ÔTĐT 7/58
Cấu tạo của ống tia điện tử L -Đ  Súng phóng điện tử (electronic gun):  Chức năng: tạo chùm tia điện tử với các thông số cần thiết M (động năng, độ hội tụ)  Bao gồm: sợi đốt (S), katot (K), lưới điều khiển (L), các anot hội tụ (A1) và anot tăng tốc (A2) LT  Bộ phận điều khiển:  Chức năng: tạo ra trường tĩnh điện điều khiển tia điện tử theo trục đứng và trục ngang ôn  Bao gồm: cặp phiến lệch đứng (PĐ) và cặp phiến lệch ngang (PN) m  Màn ảnh:  Chức năng: hiển thị hình ảnh khi có tia điện tử bắn tới,  Bao gồm: màn huỳnh quang M (chất liệu phụ thuộc màu sắc ộ và độ lưu ảnh) B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 8/58
Hoạt động của ống tia điện tử L -Đ  Chùm tia điện tử đi qua các điện trường giữa L-A1 và A1-A2 được hội tụ thành một tia mảnh bắn vào màn hình, gây phát sáng tại điểm M tiếp xúc với chất huỳnh quang trên màn  Thay đổi độ hội tụ bằng cách thay đổi điện thế trên A1 (chiết áp R2 - chiết áp “hội tụ”) LT  Thay đổi độ sáng bằng cách thay đổi điện thế trên lưới điều khiển L (chiết áp R1 - chiết áp “độ sáng”) Các cặp phiến PĐ và PN “lái” tia điện tử theo các trục tương ứng.  ôn Các cặp phiến phải không có điểm chung để điều khiển độc lập và được cấp điện đối xứng m  Anốt đại cao áp A3 (10÷20KV) có chức năng khắc phục hiện tượng điện tử phát xạ thứ cấp từ màn huỳnh quang ộ B Điều khiển tia điện tử theo hai trục đồng thời Mặt trước của MHS © Mai Quốc Khánh - 04/2010 9/58
Mặt trước của Hội tụ máy hiện sóng L Độ sáng -Đ M LT ôn Tỷ lệ xích đường quét m ộ  Mặt trước của một MHS hai tia điển hình Tỷ lệ xích biên độ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 10/58
Độ nhạy của ống tia điện tử L -Đ M Uy M UA2 PĐ Y LT dy ôn Ly ly m l y .Ly Y= Uy ộ 2d y .U A 2 B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 KN độ nhạy của ÔTĐT 11/58
Độ nhạy của ống tia điện tử L -Đ §é lÖch cña tia ®iÖn tö theo trôc Y  Độ nhạy của ống tia điện tử: M l y .Ly Y= Uy 2d y .U A 2  Độ dịch chuyển của điểm sáng trên màn LT §é nh¹y cña èng tia ®iÖn tö theo trôc Y với một đơn vị điện Y l y .Ly áp điều khiển đặt S= 0y = lên phiến làm lệch U y 2d y .U A 2 ôn §é nh¹y cña èng tia ®iÖn tö theo trôc X  Đơn vị mm/v X lx .Lx S= = m 0x U x 2d x .U A 2 ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 12/58
Độ nhạy của MHS L -Đ  Độ nhạy của MHS: độ dịch chuyển của điểm sáng trên màn dưới tác dụng của một đơn vị điện áp đầu vào của MHS M  Độ nhạy của MHS phụ thuộc:  Độ nhạy của ÔTĐT LT  Hệ số khuếch đại của các BKĐ trong máy ôn S y = K y .S0 y S x = K x .S0 x  Độ lệch của tia điện tử theo các trục Y và X, tương ứng với điện m áp Uy và Ux đưa tới đầu vào Y = S yU y ộ X = S xU x B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 13/58
2.2 Nguyên lý quét trong MHS L -Đ M a) Nguyên lý tạo ảnh và khái niệm quét LT trong MHS b) Các chế độ quét trong MHS ôn m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 14/58
a). Nguyên lý tạo ảnh trên màn MHS L -Đ §é dÞch chuyÓn cña tia ®iÖn tö theo hai trôc X vµ Y Y = S yU y M   X = S xU x LT NÕu U y vµ U x cã d¹ng bÊt kú th× h×nh ¶nh còng cã d¹ng bÊt kú = Thùc .t. NÕu U y U m sin ωt th× tÕ, U x k= Y = S yU m sin ωt ôn   X = S x k .t = HÖ ph¬ng tr×nh nµy cã thÓ da vÒ d¹ng chÝnh t¾c Y Ym sin ΩX m Ym = S yU m  víi  ω ộ Ω = S x k B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 15/58
Y 2 Uy(t) Y2 1 3 L Y1 8 -Đ X 4 0 0 1 2 t M 7 5 6 X1 X2 LT 0 1 Ux(t) 2 Nguyên lý tạo ảnh ôn trên màn MHS m ộ t B Điều khiển tia điện tử theo hai trục đồng thời © Mai Quốc Khánh - 04/2010 16/58
Khái niệm về quét L -Đ  Nhận xét: M 1) Nếu t ∞ thì Ux∞  không thực tế vì màn hình có giới hạn. LT Do vậy, Ux cần có dạng răng cưa (“quét”), và Ux được gọi là điện áp quét ôn 2) Cần đưa xung âm tới lưới điều khiển trong thời gian quét ngược để dập tắt đường quét ngược m 3) Nếu điện áp quét không tuyến tính  hình ảnh sẽ méo dạng ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 17/58
Khái niệm về quét L Ảnh có đường quét ngược -Đ UX(t) M Đ/a quét lý tưởng LT t UX(t) TQ Đ/a quét ôn thực tế t m Dãy xung TQN TQT dập tắt t ộ tia quét ngược B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 Cơ chế hình thành tia quét ngược 18/58
b). Các chế độ quét L -Đ  Quét thẳng: điện áp quét có dạng tuyến tính  Quét liên tục: điện áp quét răng cưa liên tục M  Ứng dụng: nghiên cứu tín hiệu liên tục  Quét đợi: điện áp quét răng cưa rời rạc LT  Ứng dụng: nghiên cứu dãy xung tuần hoàn có “độ hổng lớn” hoặc dãy xung không tuần hoàn  Khuếch đại: điện áp quét có dạng Ux=φ(t)  hình ảnh là Lissajous ôn  Quét sin (còn gọi là chế độ X-Y): điện áp quét có dạng hình sin  Quét e-lip: hình ảnh nhận được hình e-lip m  Quét tròn: hình ảnh nhận được hình tròn  Quét xoắn ốc: hình ảnh nhận được hình xoắn ốc  Ứng dụng: đo tần số, góc lệch pha, vẽ đặc tuyến tần số ... ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 Lissajous 19/58
Chế độ quét đợi L Uy(t) -Đ t với Ux1(t) M TQ UX1(t) LT t UX2(t) ôn với Ux2(t) t UX3(t) m t ộ với Ux3(t) B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 Chế độ quét đợi 20/58