Ing. Miroslav Púpala

1. Aktivita 8Príprava učebných textov v predmetoch základy elektrotechniky, rozvody elektrickej energie, využitie elektrickej energie, elektrické stroje a prístroje, elektrotechnické materiály pre učebný odbor elektromechanik. Ing. Miroslav Púpala Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

2. Elektronické osciloskopy - je to prístroj, ktorý používame na: - vizuálne sledovanie - záznam rôznych elektrických ale aj neelektrických signálov. - meranie rôznych parametrov Parametrami môžu byť tvar, veľkosť, frekvencia, fázové pomery medzi signálmi a iné. Je potrebné, aby sme neelektrické veličiny mohli najskôr premeniť na elektrické napätie. Podľa princípu činnosti môžeme osciloskopy rozdeliť na: - analógové; - digitálne. Má všetky výhody elektronických prístrojov: - veľký vstupný odpor; - vysoká citlivosť; - malá zotrvačnosť; - veľmi široký frekvenčný rozsah. Každý elektronický osciloskop sa skladá z týchto základných častí: - obrazová elektrónka; - vertikálny kanál; - horizontálny kanál; - napájač. Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

3. Bloková schéma elektronického osciloskopu: VDN vertikálny delič napätia VZ vertikálny zosilňovač OV oneskorovacie vedenie KVZ koncový vertikálny zosilňovač synchrónny zosilňovač SZ GČZ generátor časovej základne horizontálny zosilňovač HZ KHZ koncový horizontálny zosilňovač NZ napájací zdroj a) Obrazová elektrónka a jej napájanie Obrazovky osciloskopov využívajú na vytvorenie anódového prúdu (elektrónového lúča) termoelektrickú emisiu elektrónov a pre jeho zaostrenie a vychyľovanie elektrostatické pole. Anódový prúd má tvar tenkého zväzku elektrónov, ktoré dopadajú na tienidlo. Obrazovka je vlastne vákuová elektrónka, ktorá pozostáva z týchto častí: - katóda so žeraviacim vláknomK - po zohriatí vlákna prechodom prúdu emituje (uvoľňuje) elektróny; Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

4. - Wehneltov valecW - v ňom sa emitované elektróny sústreďujú do úzkeho zväzku. Zmenou jeho napätia ovládame množstvo elektrónov elektrónového lúča, čím nastavujeme jas. - zaostrovacia anódaA1 - zaostruje lúč zmenou napätia, čím sa nastavuje veľkosť bodu. - urýchľovacia anódaA2 - udeľuje elektrónom konečnú rýchlosť, ktorou dopadajú na tienidlo. - vychyľovacie platničky - pomocou elektrostatického poľa umožňujú posúvať obraz vo vertikálnom aj horizontálnom smere. - tienidlo - má na vnútornej strane nanesenú tenkú vrstvu luminofóru, na ktorý keď dopadnú elektróny, uvoľňuje sa svetelné žiarenie. - zberná elektródaG - je tvorená grafitovou vrstvou a jej úlohou je priťahovať sekundárne elektróny. Zároveň slúži ako elektrostatické tienenie proti vonkajším, rušivým elektrickým poliam. Špeciálne druhy obrazoviek: - dvojlúčová, ktorá má dva samostatné elektródové systémy; - pamäťová, ktorá umožňuje uchovať obrázok na dni alebo týždne; - penetračná, umožňuje sledovanie priebehu niekoľkými farbami. Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

5. b) Vertikálny vychyľovací systém Účel jednotlivých častí, z ktorých pozostáva vertikálny kanál: - vertikálny delič napätia - je na vstupe a jeho úlohou je upraviť úroveň vstupného signálu na takú hodnotu, aby obraz pokryl celú plochu tienidla obrazovky. - vertikálny zosilňovač - zosilňuje vstupné napätie, ktoré môže byť rádovo v mV so zosilnením minimálne 103, pretože priemerná citlivosť obrazovky je 0,25 mm.V-1. - oneskorovacie vedenie - umožňuje sledovať na tienidle aj zobrazenie začiatku signálu, pretože signál príde na vychyľovacie dosky neskôr ako začne vychyľovanie v horizontálnom smere. - koncový symetrický zosilňovač - používa sa vtedy, keď je vstup vertikálneho vychyľovacieho systému nesymetrický. Na súčasné zobrazenie dvoch a viac signálov sa používajú osciloskopy: Dvojkanálový osciloskop: - obsahuje obrazovku s jedným vychyľovacím systémom a jednou elektródovou sústavou Má dva samostatné vstupné vertikálne predzosilňovače, ktorých činnosť je ovládaná elektronickým prepínačom. Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

6. Dvojlúčový osciloskop: - obrazovka má dva samostatné elektrónové lúče, ktoré sa vyrábajú v dvoch samostatných systémoch. Horizontálny vychyľovací systém je väčšinou spoločný. c) Horizontálny vychyľovací systém Prostredníctvom generátora časovej základne zabezpečuje vychyľovanie elektrónového lúča rovnomernou rýchlosťou v horizontálnom smere zľava doprava. Generátor časovej základne pre tento účel vyrába lineárne narastajúce napätie, nazývané – pílovité napätie. Počas nárastu pílového napätia vykonáva elektrónový lúč činný beh zľava – doprava. Pri poklese pílového napätia na nulu vykoná tento lúč spätný beh. Tento pohyb nemôže byť na tienidle viditeľný. Pohyb elektrónového lúča je zložený z dvoch pohybov – vertikálneho (amplitúda meranej veličiny) a horizontálneho (pílovité napätie). Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

7. Sledovanie priebehu veličín s rôznou frekvenciou nám umožňuje zmena frekvencie generátora časovej základne. Príklady priebehov pri niektorých meraniach: - jednosmerné napätie - striedavé napätie - nesínusový priebeh - frekvencie - impulzov - fázového posunu Časová základňa pracuje v dvoch základných režimoch: - voľne kmitajúca - používa sa pri sledovaní periodických neprerušovaných signálov, periodickej postupnosti impulzov a pod. Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

8. - spúšťaná - používa sa najmä pri sledovaní neperiodických priebehov impulzov s krátkym časom trvania alebo ojedinelých impulzov a pri meraní krátkotrvajúcich procesov. Na sledovanie priebehov, ktorých frekvencia je omnoho vyššia ako horná hraničná frekvencia vertikálneho zosilňovača, sa používajú vzorkovacie osciloskopy, ktoré sa nazývajú aj stroboskopické osciloskopy. d) Napájač osciloskopu Obsahuje zdroj žeraviaceho napätia a zdroj vysokého napätia pre obrazovku. Na výrobu vysokého napätia sa používajú násobiče napätia alebo frekvenčné meniče s usmerňovačom, pretože zdroj vysokého napätia má malý výkon. Napájač ďalej obsahuje aj zdroj nízkeho napätia na napájanie polovodičových prvkov a integrovaných obvodov. Porovnanie analógových a digitálnych osciloskopov: - analógový zobrazuje signál spojite, preto sa neuplatňujú extrémne krátke výpadky signálov, ktoré môžu vznikať pri snímaní. - digitálny sníma určitý okamih meraný signál a potom sa zobrazuje na obrazovke. Snímaný priebeh sa najskôr uloží do pamäte a potom sa prenesie na obrazovku. Takto je možné zobraziť aj tie časti priebehu, ktoré trvajú len veľmi krátku dobu alebo sa vyskytujú len občas. Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.