Для чего нужна синхронизация в осциллографе

что такое внутренняя, внешняя и синхронизация от сети? и для чего каждая? в осциллографе.

Для получения неподвижного изображения на экране каждые последующие траектории движения луча по экрану в циклах развёртки должны пробегать по одной и той же кривой. Это обеспечивает схема синхронизации развёртки, запускающая развёртку на одном и том же уровне и фронте исследуемого сигнала.
Поэтому, схема синхронизации имеет как минимум две настройки, доступные оператору:
Уровень запуска: задаёт напряжение исследуемого сигнала, при достижении которого запускается развёртка.
Тип запуска: по фронту или по спаду.
Правильная настройка этих органов управления обеспечивает запуск развёртки всегда в одном и том же месте сигнала, поэтому изображение сигнала на осциллограмме выглядит стабильным и неподвижным.
Во многих моделях осциллографов имеется ещё один орган управления схемой синхронизации, ручка «СТАБИЛЬНОСТЬ» , изменением её положения изменяют чувствительность синхронизации к запускающему событию, меняя её положение можно «загрубить» или, наоборот, облегчить чувсвительность к запуску и даже перевести в автоматический режим развёртки.
Как было сказано, почти всегда предусмотрен вход синхронизации, при этом имеется переключатель запуска развёртки «ВНЕШНИЙ/ВНУТРЕННИЙ» , при положении «ВНЕШНИЙ» на вход схемы синхронизации подаётся не исследуемый сигнал, а напряжение со входа синхронизации.
Часто имеется переключатель на синхронизацию от питающей сети (в европейских странах и России — 50 Гц, в некоторых странах — 60 Гц) , при синхронизации от сети на вход схемы синхронизации подаётся напряжение с частотой сети. Такая синхронизация удобна для наблюдения сигналов с частотой сети, или кратных этой частоте, например, сетевых помех, измерении параметров сетевых фильтров, выпрямителей и др.

Остальные ответы

Внутрення — от измеряемого сигнала
Самая простая, ничего кроме сигнала не нужно, но и самая неустойчивая, особенно ести сигнал мал и с шумами
Внешняя — от внешнего генератора. очень удобна, когда вы исследуете не сигнал, а систему его преобразования или передачию Например — усилитель: на вход синхронизации подаётся синхросигнал (большой) от того же генератора, от которого сигнал (маленький) подаётся на вход исследуемого четырёх полюсника

От сети удобна, когда вы измеряете устройства, использующие напряжение сети.. . Или наводки 🙂 от той же сети, от которой питается и осциллограф.

внутренняя и внешняя соответственно от внутреннего/внешнего источника синхронизации (ГИ) . от сети опорный импульс берётся от эл. сети 50 гц.

Внутренняя синхронизация (в осциллографе) это исследуемый сигнал синхронизируется от генератора развёртки осцил., а внешняя — это синх. по фронту или спаду самого ислед. сигнала. Нужно это для того чтобы как можно точней и лучше увидеть и исследовать сигнал на осцил.

Какие виды синхронизации применяются в осциллографах?

В автоколебательном режиме выполнения условия кратности периодов частот развертки и исследуемого сигнала добиваются изменением коэффициента развертки с помощью регулировок на передней панели. Однако непрерывное поддержание выполнения этого условия вручную практически весьма сложно из-за нестабильностей частот генератора развертки и сигнала. Поэтому для поддержания стабильности настройки используется цепь синхронизации, на которую подается входной сигнал. Из входного сигнала цепь синхронизации формирует короткие импульсы с периодом этого сигнала, к которым привязывается начало развертки.

При ждущей развертке генератор не работает до тех пор, пока не приходит запускающий, т.е. синхронизирующий импульс, который обычно формируется из исследуемого сигнала. Запуск ждущей развертки исследуемым сигналом приводит к некоторой задержке начала развертки относительно начала импульса и, следовательно, к потере изображения части переднего фронта сигнала. Для исключения этого явления исследуемый сигнал задерживается с помощью линии задержки, расположенной в канале вертикального отклонения. Ждущий режим используется для наблюдения импульсных сигналов с большой и переменной скважностью. В остальных случаях могут использоваться как ждущий, так и автоколебательный режимы. Имеются осциллографы, у которых переход от автоколебательного режима к ждущему осуществляется автоматически. После включения осциллографа генератор развертки работает в автоколебательном режиме (на экране ЭЛТ видна горизонтальная линия), а с появлением запускающего импульса внутренней или внешней синхронизации генератор развертки автоматически переводится в ждущий режим.

Рассмотренная синхронизация в автоколебательном режиме и запуск развертки в ждущем от входного сигнала (из канала Y) носят название внутренней синхронизации. Однако в осциллографах предусматривается также внешняя синхронизация от внешнего источника и внешняя синхронизация от сетевого напряжения (50 Гц).

1. Объясните назначение линии задержки в канале вертикального отклонения.

При ждущей развертке генератор не работает до тех пор, пока не приходит запускающий, т.е. синхронизирующий импульс, который обычно формируется из исследуемого сигнала. Запуск ждущей развертки исследуемым сигналом приводит к некоторой задержке начала развертки относительно начала импульса и, следовательно, к потере изображения части переднего фронта сигнала. Для исключения этого явления исследуемый сигнал задерживается с помощью линии задержки, расположенной в канале вертикального отклонения.

1. Как с помощью осциллографа измерить напряжение, период и частоту?

Измерение напряжений и временных интервалов с помощью ЭО осуществляется весьма просто с использованием координатной сетки, которой снабжен экран. Для этого надо подать на вход Y осциллографа исследуемое напряжение и получить на экране его устойчивое изображение. Погрешности измерения амплитуды сигнала и его периода будут наименьшими, если их изображения максимальны. Это достигается регулировкой коэффициента отклонения (ось y) и коэффициента развертки (ось x). Результаты измерения амплитуды и периода будут соответствовать: U = = K_откл∙N_y и Т = K_разв N_x, где N_y и N_x – число делений шкалы, занимаемое изображениями амплитуды и периода соответственно. Погрешности измерения амплитуды и периода определяются из технического описания используемого осциллографа.

1. Какие новые возможности появляются в двухканальных осциллографах по сравнению с одноканальными?

Двухканальные осциллографы применяют для одновременного наблюдения на экране одной ЭЛТ изображений двух синхронных сигналов, например при измерении фазового сдвига. Такие осциллографы содержат два канала Y, выходы которых с помощью коммутатора попеременно подключаются к отклоняющим пластинам Y электронно-лучевой трубки. Обычно предусматриваются следующие режимы работы двухканального осциллографа:

1) одноканальный режим, при котором работает либо первый, либо второй канал;

2) попеременный режим, при котором происходит поочередное подключение каналов после каждого хода развертки;

3) прерывистый режим, при котором работают оба канала, но за время рабочего хода развертки переключение каналов производится с высокой частотой.

«Попеременный» режим используется для наблюдения быстрых процессов, а «прерывистый» – для относительно медленных процессов по сравнению со временем переключения каналов.

1. Как измерить разность фаз с помощью двухканального осциллографа? Одноканального?

Сложнее выглядит процесс измерения фазового сдвига. Пусть даны два напряжения одинаковой частоты, но сдвинутые по фазе:

Если напряжение U₂ отстает по фазе от U₁ на угол φ, то перед φ надо поставить знак «минус». φ = – arctgω RC = – arctg(2πfRC). Если 2πfRC = 1, то фазовый сдвиг будет равен π/4, т.е. 45 о . При указанных значениях R и C примерно такой сдвиг по фазе будет при частоте напряжения U₁, равной 50 Гц.

Если осциллограф двухканальный, то напряжения U₁ и U₂ следует подать на входы Y₁ и Y₂ соответственно, запуск генератора развертки производить внешним сигналом U₁. При устойчивом изображении на экране будут видны U₁ и U₂. Их взаимное расположение дает искомый сдвиг .

Если осциллограф одноканальный, то по-прежнему необходимо использовать внешнюю синхронизацию развертки напряжением U₁. На вход Y подают сначала напряжение U₁, отмечая на экране положение некоторой опорной точки периода. Затем, оставляя на входе синхронизации по-прежнему напряжение U₁, на вход Y подают напряжение U₂, сдвинутое по фазе относительно U₁. При этом ручки синхронизации обязательно должны оставаться в том же положении, при котором была отмечена опорная точка на экране. Отмечают вторую опорную точку на экране . Измерив по координатной сетке отрезок X между опорными точками и длину периода X₀, рассчитывают фазовый сдвиг, как и ранее, по формуле .

Внешний сигнал синхронизации

В современном мире электронная техника развивается семимильными шагами. Каждый день появляется что-то новое, и это не только небольшие улучшения уже существующих моделей, но и результаты применения инновационных технологий, позволяющих в разы улучшить характеристики.

Не отстает от электронной техники и приборостроительная отрасль – ведь чтобы разработать и выпустить на рынок новые устройства, их необходимо тщательно протестировать, как на этапе проектирования и разработки, так и на этапе производства. Появляются новая измерительная техника и новые методы измерения, а, следовательно – новые термины и понятия.

Для тех, кто часто сталкивается с непонятными сокращениями, аббревиатурами и терминами и хотел бы глубже понимать их значения, и предназначена эта рубрика.

Синхроимпульс, который является внешним по отношению к измерительному прибору (осциллографу, генератору, логическому анализатору и т.п.) и обычно синхронизируется с тестируемой системой.

Анимация ниже демонстрирует синхронизацию входного синусоидального сигнала с помощью сигнала синхронизации, подключенного ко входу внешней синхронизации EXT TRIG осциллографа АКТАКОМ.

Материалы по теме:

• Расширение возможностей осциллографов АКТАКОМ серии ADS-6ххх с помощью дополнительных опций
• Tektronix: analog+digital+RF = неожиданное решение. Один удивительный осциллограф
• Специалисты FLUKE расскажут о своих осциллографах

Для чего нужна синхронизация в осциллографе

На рисунке приведено основное окно программы при работе в режиме осциллографа. В центре окна находится рабочий экран на котором отображаются осциллограммы, красная осциллограмма соответствует каналу А, а синяя каналу В. Слева от рамки рабочего экрана расположена шкала по напряжению канала A (красный шрифт), справа от рамки — шкала по напряжению канала B (синий шрифт). Размерность обоих шкал по напряжению всегда Вольты. Снизу рабочего экрана расположена ось времени (развертка).

Слева и справа от рабочего экрана находятся 2 указателя, позволяющих смещать нуль канала A и канала B соответственно. Смещение нуля целесообразно проводить, если сигналы обоих каналов чересчур накладываются друг на друга, что затрудняет их анализ. Для установки одной из 9-ти стандартных позиций нуля необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши над соответствующем указателем, после чего из появившегося всплывающего меню выбрать одно из возможных значений положения нуля.

Над рамкой рабочего экрана расположены два маркера, предназначенные для точного измерения временных интервалов и значений амплитуд напряжений каждого из каналов. Маркеры можно передвигать с помощью мыши, для этого необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши над треугольником, после чего не отпуская левою кнопку передвигать мышь влево или вправо. При передвижении маркера по рабочему экрану будут отображаться соответствующие данные на панели «параметры сигнала под маркером».

Для задания уровня синхронизации используются два горизонтальных маркера A и B. Маркер A задает уровень (амплитуду) напряжения канала A который используется при включенной синхронизации (абсолютной) по каналу A. Маркер B аналогично задает уровень, используемый при включенной синхронизации по каналу B.

Для перемещения осциллограмм внутри рабочего экрана предназначена стандартная линейка прокрутки. Под линейкой прокрутки находится небольшая кнопка позволяющая скрыть панель настроек осциллографа, что обеспечивает больше места для рабочего экрана.

Кроме того имеется возможность перемещения осциллограмм по вертикали и горизонтали путем перетаскивания соответствующих осей (горизонтальной — вправо-влево, вертикальных — вверх-вниз)

Задать размах шкалы напряжения канала A/B возможно на панели «Канал A/B (В/дел)». Размах задается с помощью ручки настройки (подробнее). Необходимо отметить, что USB осциллограф DiSco аппаратно поддерживает два диапазона входных сигналов 0-2 В и 2-20 В. Из этого следует, что для того чтобы получить наиболее достоверную осциллограмму амплитуда которой находится в диапазоне ±2 В целесообразно выбрать размах ±0.2 Вольт/деление или ниже. Так как ошибка кантования при размахе ±0.2 Вольт/деление и ниже будет составлять 4В / 1024 = 0,0039 В (разрядность 10 бит), в то время как при размахе ±0,5 Вольт/дел и выше ошибка кантования будет в 10 раз больше 40В / 1024 = 0,039 В. У осциллографа DiSco2 поддиапазонов 12, поэтому ошибка квантования менее заметна.

На этих же панелях расположены кнопки включения / выключения каналов. Если при анализе устройства не требуется анализировать одновременно два аналоговых сигнала, то целесообразно будет выключить один из каналов, что позволит увеличить максимальную частоту дискретизации с 100 кГц до 200 кГц.

При работе с осциллографом DiSco2 рядом кнопкой включения/выключения канала появляется кнопка открытого/закрытого входа с символами [ — ] и [~], включающая установленное в приборе микрореле, замыкающее выводы внутреннего конденсатора, предназначенного для фильтрации постоянной составляющей сигнала.

Панель «Период» позволяет задавать развертку с которой происходит отображение входного аналогового сигнала. Частота дискретизации подбирается автоматически. В правом нижнем углу панели «Период» располагается кнопка переключения режима чтения: buf — чтение с использованием внутреннего буфера прибора, pipe — потоковое чтение данных в компьютер (в несколько раз увеличивается размер буфера отсчетов но ужесточаются требования предъявляемые к компьютеру (подробнее о режимах чтения)).

Все управляющие элементы синхронизацией, за исключением маркеров, расположены на панели «Синхронизация» . Кнопка «Включена/Выключена» позволяет включить или выключить синхронизацию. Кнопки «A» и «B» выбирают канал и соответствующий маркер, сигнал с которого будет использоваться в качестве источника синхронизации. Кнопка «Ext» указывает что источником синхронизации будет внешний источник подключаемый к каналу B.1 логического анализатора, который работает как вход (внешняя синхронизации доступна только при чтении через буфер).

Кнопки выбора фронта определяют, по какому фронту сигнала (нарастающему или спадающему) будет абсолютная синхронизация, по какому перепаду сигнала (положительному или отрицательному) будет дифференциальная синхронизация и по какому фронту внешнего синхросигнала (нарастающему или спадающему) будет внешняя синхронизация. Две кнопки расположенные внизу панели определяют тип синхронизации: абсолютная или дифференциальная. Поле, расположенное возле кнопки задания дифференциальной синхронизации определяет разницу между соседними отсчетами сигнала при превышении, которой будет выполнение условия синхронизации. Необходимом отметить, что при задание параметров синхронизации которые не могут быть выполнены, например задан уровень 5 В, а максимальная амплитуда сигнала не превышает 2 В, прибор все время будет находится в ожидании выполнения условия синхронизации, т.е. одна из кнопок запуска измерения будет красной. В данном случае совсем не обязательно останавливать измерения нажимая кнопку «Сброс», так как при измерения любых условий синхронизации они автоматически будут переданы в устройство.

На панели «Параметры сигнала под маркерами» отображаются, положение каждого маркера на оси времени и амплитуда сигнала обеих каналов под каждым маркером. Также вычисляется разница времени маркеров и амплитуд сигналов, при этом цвет результата разницы будет определяться цветом того маркера соответствующие значение, которого больше.

На панели «Общие параметры сигнала» отображаются вычисленные значения постоянной и переменной составляющей напряжения и если возможно, то и значение частоты по каждому каналу.

Панель «Фильтрация» обеспечивает подключение, и расчет цифровых фильтров для каждого канала. Для включения фильтрации по каналу сначала необходимо рассчитать фильтр открыв окно задания параметров фильтра нажав кнопку «…», после чего установить галочку «Вкл.» для выбранного канала.

Для того, чтобы произвести измерение необходимо нажать кнопку «Однокр.» или «Цикл.» на панели «Управление» . Кнопка » Однокр.» инициализирует только одно измерение (оцифровка и накопление отсчетов микроконтроллером, а затем передача их оболочке при работе через буфер) после чего на рабочем экране отображаются только что считанные осциллограммы. Кнопка » Цикл.» выполняет аналогичные действии за исключением того, что после окончания измерения автоматически запускается новое измерение. После нажатия на одну из кнопок запуска она меняет свое название на «Сброс» красного цвета, нажатие на такую кнопку вызовите немедленный сброс устройства и прекращение ожидания результатов измерения. Кнопка «Сброс» может оказаться единственным средством останова измерения, например, когда задан уровень синхронизации который ни когда не может быть достигнут.

Группа выбра режима в группе «Вид» предназначена для переключения из обычного режима с временной разверткой (T) в режим XY.

В этом режиме канал A используется для задания координаты по горизонтальной оси. канал B — для задания координат по вертикальной оси. Индикаторы нуля изменяют свой вид и появляются дополнительные горизонтальные маркеры. Так ка в этом режиме не предполагается работа с временной осью. то параметры сигнала, отображаемые в панели «Параметры сигнала под маркерами», показывают значения напряжения по горизонтальной (A) и вертикальной (B) осям, а также их разницу.

Ручка управления «Период» в режиме XY служит лишь для задания параметров дискретизации и определяет количество данных, обрабатываемых в одном кадре. Чем больше период дискретизации, тем больший промежуток времени будет обработан для отображения сигнала.