Đo lường điện - Bài 4: Máy hiện sóng điện tử

© Mai Quốc Khánh - 04/2010 1/58 Bài 4 Máy hiện sóng điện tử (Oscilloscope) Mai Quốc Khánh Khoa Vô tuyến điện tử Học viện KTQS Môn học: Đo lường điện Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 2/58 Nội dung  Phần I: Nguyên lý xây dựng máy hiện sóng  Phần II: Sơ đồ cấu trúc và các chế độ làm việc của máy hiện sóng  Phần III: Vấn đề mở rộng đặc tính của máy hiện sóng  Phần IV: Máy hiện sóng số  Khái niệm chung về máy hiện sóng điện tử Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 3/58 Khái niệm chung  Máy hiện sóng (MHS) là thiết bị đo lường vạn năng dùng để quan sát dạng tín hiệu và đo các thông số của tín hiệu  Ứng dụng của MHS:  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)  Vẽ đặc tuyến tần số của các bộ khuếch đại, vẽ đặc tuyến từ trễ của lõi sắt từ  Làm chỉ thị cân bằng cho các cầu đo  Được sử dụng rất rộng rãi trong kỹ thuật VTĐ và các ngành KHKT khácBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 4/58 Phân loại MHS  Theo nguyên lý hoạt động:  MHS điện cơ  MHS điện tử  Phân loại MHS điện tử:  Theo số lượng tia điện tử:  MHS 1 tia; MHS 2 tia; MHS nhiều tia  Theo khả năng lưu ảnh:  MHS không lưu ảnh (tLA<0,1s); MHS lưu ảnh (tLA≥0,1s);  Theo chức năng:  MHS thông dụng; MHS chuyên dụng  Theo trường điều khiển tia điện tử:  MHS điều khiển bằng từ trường; MHS điều khiển bằng điện trường  Theo nguyên lý:  MHS tương tự; MHS số  Phân loại MHS số:  MHS số không có nhớ; MHS số có nhớBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 5/58 Phần I Nguyên lý xây dựng máy hiện sóng 1. Ống tia điện tử trong MHS 2. Nguyên lý quét trong MHS 3. Nguyên lý đồng bộ trong MHS Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 6/58 1.1 Ống tia điện tử trong MHS  Ống tia điện tử (Cathod Ray Tube – CRT)  Phương tiện vẽ dạng tín hiệu trong MHS, với:  “Bút” là tia điện tử  “Giấy” là màn huỳnh quang  Ống thuỷ tinh được hút chân không, có các điện cực sắp xếp theo một qui tắc nhất định Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 7/58 Cấu tạo của ống tia điện tử Chú thích: PĐ PN Y Y X X C R1 “độ sáng” K L A1 A2 A3 A3 M S Các điện cực chế tạo dưới dạng ống R2 “hội tụ” Nguyên lý vẽ ảnh của ÔTĐT + Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 8/58 Cấu tạo của ống tia điện tử  Súng phóng điện tử (electronic gun):  Chức năng: tạo chùm tia điện tử với các thông số cần thiết (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)  Bộ phận điều khiển:  Chức năng: tạo ra trường tĩnh điện điều khiển tia điện tử theo trục đứng và trục ngang  Bao gồm: cặp phiến lệch đứng (PĐ) và cặp phiến lệch ngang (PN)  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 và độ lưu ảnh)Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 9/58 Hoạt động của ống tia điện tử  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 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”)  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. Các cặp phiến phải không có điểm chung để điều khiển độc lập và được cấp điện đối xứng  Anốt đại cao áp A3 (10÷20KV) có chức năng khắc phục hiện tượng điện tử phát xạ thứ cấp từ màn huỳnh quang Mặt trước của MHS Điều khiển tia điện tử theo hai trục đồng thờiBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 10/58 Mặt trước của máy hiện sóng  Mặt trước của một MHS hai tia điển hìnhTỷ lệ xích biên độ Hội tụ Độ sáng Tỷ lệ xích đường quét Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 11/58 Độ nhạy của ống tia điện tử 2 . 2 . y y y y A l L Y U d U = UA2 dy ly Ly PĐ M Uy Y KN độ nhạy của ÔTĐT Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 12/58 Độ nhạy của ống tia điện tử 2 0 2 . 2 . . 2 . = = = §é lÖch cña tia ®iÖn tö theo trôc Y §é nh¹y cña èng tia ®iÖn tö theo trôc Y §é nh¹y cña èng tia ®iÖn tö theo trôc X y y y y A y y y y y A l L Y U d U l LYS U d U 0 2 . 2 . = = x xx x x A l LXS U d U  Độ nhạy của ống tia điện tử:  Độ dịch chuyển của điểm sáng trên màn với một đơn vị điện áp điều khiển đặt lên phiến làm lệch  Đơn vị mm/v Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 13/58 Độ nhạy của MHS  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  Độ nhạy của MHS phụ thuộc:  Độ nhạy của ÔTĐT  Hệ số khuếch đại của các BKĐ trong máy  Độ lệch của tia điện tử theo các trục Y và X, tương ứng với điện áp Uy và Ux đưa tới đầu vào 0 0 . . y y y x x x S K S S K S = = y y x x Y S U X S U = =Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 14/58 2.2 Nguyên lý quét trong MHS a) Nguyên lý tạo ảnh và khái niệm quét trong MHS b) Các chế độ quét trong MHS Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 15/58 a). Nguyên lý tạo ảnh trên màn MHS . . sinω =  = = = §é dÞch chuyÓn cña tia ®iÖn tö theo hai trôc X vµ Y NÕu vµ cã d¹ng bÊt kú th× h×nh ¶nh còng cã d¹ng bÊt kú Thùc tÕ, NÕu th× y y x x y x x y m Y S U X S U U U U k t U U t sin . sin ω ω =  = = Ω = Ω = HÖ ph­¬ng tr×nh nµy cã thÓ d­a vÒ d¹ng chÝnh t¾c íi y m x m m y m x Y S U t X S k t Y Y X Y S U v S kBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 16/58 Uy(t)Y Ux(t) X 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 1 2 X1 X2 0 0 0 t t Y1 Y2 Nguyên lý tạo ảnh trên màn MHS Điều khiển tia điện tử theo hai trục đồng thờiBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 17/58 Khái niệm về quét  Nhận xét: 1) Nếu t ∞ thì Ux∞  không thực tế vì màn hình có giới hạn. Do vậy, Ux cần có dạng răng cưa (“quét”), và Ux được gọi là điện áp quét 2) Cần đưa xung âm tới lưới điều khiển trong thời gian quét ngược để dập tắt đường quét ngược 3) Nếu điện áp quét không tuyến tính  hình ảnh sẽ méo dạng Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 18/58 Khái niệm về quét TQN TQT UX(t) t t UX(t) TQ t Đ/a quét lý tưởng Đ/a quét thực tế Dãy xung dập tắt tia quét ngược Ảnh có đường quét ngược Cơ chế hình thành tia quét ngược Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 19/58 b). Các chế độ quét  Quét thẳng: điện áp quét có dạng tuyến tính  Quét liên tục: điện áp quét răng cưa liên tục  Ứng dụng: nghiên cứu tín hiệu liên tục  Quét đợi: điện áp quét răng cưa rời rạc  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  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  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 ... Lissajous Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 20/58 Chế độ quét đợi UX1(t) t Uy(t) TQ t UX2(t) t t với Ux1(t) UX3(t) với Ux2(t) với Ux3(t) Chế độ quét đợi Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 21/58 1.3 Nguyên lý đồng bộ trong MHS a) Khái niệm về đồng bộ trong MHS b) Các chế độ đồng bộ trong MHS Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 22/58 a). Khái niệm đồng bộ trong MHS  Ảnh tín hiệu trên màn MHS là kết quả của sự xếp chồng của nhiều ảnh tương ứng với mỗi chu kỳ khác nhau của điện áp quét  Xét 4 trường hợp (1, 2, 3, 4)  Khi Tq = Ty thì hình ảnh đứng yên và phản ánh đúng dạng tín hiệu cần nghiên cứu  hình ảnh được “đồng bộ”  Tq = nTy được gọi là điều kiện đồng bộ 1 1 2 2 3 4 3 ; 4 5 ; 4 3 4 < < ≠ < < ≠ = = Tr­êng hîp 1: víi Tr­êng hîp 2: víi Tr­êng hîp 3: Tr­êng hîp 4: q y q y y q y q y y q y q y T aT T T T b T aT T T T b T T T T Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 23/58 UY tTY 0 t t t t Uq1 Uq2 Uq3 Uq4 Tq1 Tq2 Tq3 Tq4 0 0 0 0 3 (1) (2) (3) (4) Nguyên lý đồng bộ Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 24/58 Nguyên lý đồng bộ Không đồng bộ Không đồng bộ Đồng bộ Đồng bộ trong MHS Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 25/58 b). Các chế độ đồng bộ trong MHS  Hai cách đạt đồng bộ: (thực tế kết hợp cả hai cách này)  Điều chỉnh bằng tay điện áp quét tùy theo dạng ảnh nhận được  Điều khiển tự động điện áp quét (bằng một nguồn tín hiệu đồng bộ) sao cho luôn thoả mãn điều kiện đồng bộ (Tq= nTy)  Tín hiệu đồng bộ trích từ tín hiệu cần nghiên cứu (ngay trong máy)  đồng bộ trong  Tín hiệu đồng bộ lấy từ bên ngoài vào  đồng bộ ngoài  Tín hiệu lấy trực tiếp từ điện lưới (50 Hz)  đồng bộ từ lưới  Ở chế độ quét đợi, điều kiện đồng bộ luôn được thoả mãn  Ở chế độ khuếch đại, đồng bộ đạt được khi lissajous là ổn định x y f a f b =Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 26/58 Phần II Sơ đồ cấu trúc và các chế độ làm việc của máy hiện sóng 1. Sơ đồ cấu trúc của MHS 2. Các chế độ làm việc của MHS Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 27/58 2.1 Sơ đồ cấu trúc của MHS  Các thành phần chủ yếu trong sơ đồ cấu trúc của một MHS điển hình: Ống tia điện tử Tuyến lệch đứng: phân áp (PA), giữ chậm (GC), khuếch đại lệch đứng (KĐLĐ) Tuyến lệch ngang: khuếch đại đồng bộ (KĐĐB), tạo quét liên tục (TQLT) và tạo quét đợi (TQĐ); khuếch đại lệch ngang (KĐLN) Các chuyển mạch đồng bộ (CM1), chuyển mạch quét (CM2) Bộ ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 28/58 PĐ PN Y Y X X K L M PA GC HC KĐĐB KĐZ TQLT TQĐ KĐ LN KĐ LĐ 3 2 3 1 1 2 3 1 2 Y X Z 50Hz Nguồn HC 123 CM2 CM1 CM2 CM2 Tạo quét CM1 - chuyển mạch đồng bộ, CM2 - chuyển mạch quét CĐ đồng bộ CĐ quét CĐ quét Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 29/58 Tuyến lệch đứng  Phân áp  Mở rộng phạm vi quan sát về phía các tín hiệu lớn  Yêu cầu hệ số phân áp phải thay đổi được trong một dải tần rộng  Thường là phân áp điện trở - điện dung  Giữ chậm  Giữ chậm tín hiệu một khoảng thời gian bằng thời gian quá độ của bộ tạo quét để cân đối thời gian xuất hiện của tín hiệu trên cặp phiến lệch đứng với điện áp quét trên phiến lệch ngang  Khuếch đại lệch đứng  Khuếch đại tín hiệu đủ lớn cấp cho cặp PĐ (cấp đối xứng )  Quyết định (cùng với ÔTĐT) độ nhạy của MHS  Quyết định giải tần công tác của MHS  Quyết định trở kháng vào của MHS Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 30/58 Bộ giữ chậm trong tuyến lệch đứng Uq(t) t Uy(t) TQ t TQĐ Hình ảnh Uq(t) t TQ TGC Uy(t) t giữ chậm TGC=TQĐ chưa giữ chậm Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 31/58 Tuyến lệch ngang  Khuếch đại đồng bộ Khuếch đại tín hiệu đồng bộ để cấp cho bộ tạo quét làm việc Khuếch đại sơ bộ điện áp đưa tới đầu vào X khi MHS làm việc ở chế độ khuếch đại  Khuếch đại lệch ngang Khuếch đại điện áp quét hoặc điện áp đưa tới đầu vào X đến mức đủ lớn cấp cho cặp PN (cấp đối xứng) Bộ ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 32/58 2.2 Các chế độ làm việc của MHS  Các chế độ làm việc của MHS hình thành trên cơ sở:  Các chế độ quét  Các chế độ đồng bộ  Về nguyên tắc, MHS có thể có 9 chế độ làm việc là tổ hợp của 3 chế độ quét và 3 chế độ đồng bộ  Thực tế, chỉ có thể sử dụng được 5 chế độ làm việc.  Mỗi chế độ làm việc của MHS có nguyên lý và thể hiện những chức năng nhất định Chế độ quét Chế độ đồng bộ Quét liên tục Đồng bộ trong Quét đợi Đồng bộ ngoài Khuếch đại Đồng bộ từ lưới Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 33/58 Các chế độ làm việc của MHS  Chế độ quét liên tục - đồng bộ trong  Thiết lập các chuyển mạch CM11 và CM21  Chức năng: nghiên cứu tín hiệu điều hoà (quan sát và đo các thông số của tín hiệu)  Là chế độ thông dụng nhất  Chế độ quét liên tục - đồng bộ ngoài  Thiết lập các chuyển mạch CM12 và CM21  Chức năng: nghiên cứu tín hiệu điều hoà; nghiên cứu sự lan truyền của tín hiệu trong mạch điện; đo góc lệch pha (với MHS 1 tia)  Chế độ quét liên tục - đồng bộ từ lưới  Thiết lập các chuyển mạch CM13 và CM21  Chức năng: nghiên cứu các bộ chỉnh lưu, ổn áp Mặt trước của MHS CM1 - chuyển mạch đồng bộ, CM2 - chuyển mạch quét HAMEG HM203Bộ m ô L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 34/58 Các chế độ làm việc của MHS  Chế độ quét đợi - đồng bộ trong  Thiết lập các chuyển mạch CM11 và CM22  Chức năng: nghiên cứu tín hiệu không tuần hoàn hoặc dãy xung có độ hổng lớn (quan sát và đo các thông số của tín hiệu)  Chế độ khuếch đại - đồng bộ ngoài (còn gọi tắt là chế độ khuếch đại hoặc chế độ X-Y)  Thiết lập các chuyển mạch CM12 và CM23  Chức năng: đo tần số, góc lệch pha, đo điều chế, vẽ đặc tuyến biên độ- tần số, sử dụng làm chỉ thị v.v..  Là một trong hai chế độ thông dụng nhất của MHS  Các chế độ khác (CĐ quét đợi-đồng bộ ngoài; CĐ quét đợi-đồng bộ từ lưới; Khuếch đại-đồng bộ trong; Khuếch đại-đồng bộ từ lưới) ít sử dụng hoặc không có ý nghĩa, có thể bị loại trừ (vô hiệu hoá) trong chế tạo MHS Mặt trước của MHS CM1 - chuyển mạch đồng bộ, CM2 - chuyển mạch quét HAMEG HM203Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 35/58 Phần III Vấn đề mở rộng đặc tính của máy hiện sóng 1. Phương pháp quan sát đồng thời nhiều tín hiệu trên MHS 2. Mở rộng dải tần cho MHS Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 36/58 3.1 Phương pháp quan sát đồng thời nhiều tín hiệu trên MHS  Các phương pháp quan sát đồng thời nhiều tín hiệu trên MHS: ví dụ máy hiện sóng 2 tia Quan sát bằng ÔTĐT có nhiều súng phóng điện tử cùng tác động lên một màn huỳnh quang (dual-beam)  Quan sát được 2 tín hiệu độc lập về tần số Quan sát bằng ÔTĐT có một súng phóng điện tử kết hợp với một chuyển mạch điện tử để tách ra hai tia (dual-trace)  Chỉ quan sát được 2 tín hiệu có mối quan hệ tần số với nhauBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 37/58 Phương pháp quan sát nhiều tín hiệu đồng thời trên MHS  MHS dual-trace với ÔTĐT có một súng phóng điện tử và một chuyển mạch điện tử để chuyển mạch giữa 2 kênh lệch đứng 2 1 KĐ LĐ PĐ Y YY2 Y1 HAMEG HM203 Chuyển mạch điện tử Tín hiệu điều khiển Súng phóng điện tử Tiền KĐ Tiền KĐ Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 38/58 Phương pháp quan sát nhiều tín hiệu đồng thời trên MHS  MHS dual-trace chỉ có thể quan sát hai tín hiệu có quan hệ với nhau về tần số.  Hai chế độ làm việc cơ bản của MHS dual-trace Chế độ chia nhỏ (CHOP)  Chuyển mạch nhanh giữa 2 kênh ở tốc độ cao, sao cho 2 kênh có thể được hiển thị cùng một lúc  Chế độ này sử dụng để quan sát các tín hiệu biến đổi chậm Chế độ luân phiên (ALTERNATE)  Lần lượt quét từng kênh  Chế độ này sử dụng để quan sát các tín hiệu biến đổi nhanh Chop Mode & Alternate ModeBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 39/58 3.2 Më réng d¶i tÇn cho MHS  Các MHS thông thường chỉ sử dụng trong dải tần từ vài phần mười Hz đến vài trăm MHz (dải tần do bộ KĐLĐ quyết định)  Khi đo ở siêu cao tần (biên độ dao động nhỏ, dải tần vài ngàn MHz, độ rộng xung cỡ ns) cần thiết kế đặc biệt (giá thành đắt)  ÔTĐT đặc biệt  Bộ KĐLĐ đặc biệt  Bộ tạo quét đặc biệt  Giải pháp: dùng phương pháp hoạt nghiệm  MHS hoạt nghiệm  Nguyên tắc MHS hoạt nghiệm: phân tích biên độ nối tiếp nhau theo thời gian của tín hiệu cần nghiên cứu  làm chậm thang độ thời gian (mở rộng tỷ lệ xích thời gian) mà không gây ảnh hưởng tới tín hiệu cần nghiên cứuBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 40/58 Ph­¬ng ph¸p ho¹t nghiÖm  Bộ biến đổi hoạt nghiệm tạo ra dãy xung đánh dấu với biên độ tỷ lệ với trị số tức thời của tín hiệu cần nghiên cứu  Khi chu kỳ của 2 điện áp đầu vào bộ BĐHN khác nhau một lượng nhỏ, các xung đầu ra của bộ BĐHN sẽ có biên độ thay đổi Biến đổi hoạt nghiệm D·y xung ho¹t nghiÖm Bộ lọc Khuếch đại mở rộng xung Tíi MHS TÝn hiÖu cÇn nghiªn cøu Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 41/58 UY t T 0 t t UĐD 0 Nguyên lý đồng bộ ΔT 2ΔT a) TÝn hiÖu cÇn nghiªn cøu b) D·y xung ho¹t nghiÖm c) §Çu ra bé biÕn ®æi ho¹t nghiÖm d) Sau khi khuÕch ®¹i më réng xung t UBĐHN UKĐM R Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 42/58 Ph­¬ng ph¸p ho¹t nghiÖm 6 9 2 10 100 10 1 10.10 10000 10 (10 15) − − = = = ∆ = = = = ∆ × §é réng xung cÇn nghiªn cøu tÇn sè lÆp l¹i (hay ) Khi lÊy , hÖ sè biÕn ®æi cña thang ®o thêi gian: NÕu sö dông MHS th«ng th­êng víi mµn h×nh t ns f KHz T ms t ns Tn t mm , 15 1,5 / 10 1,5 0,15 / 10000 = = = = cÇn cã tèc ®é quÐt: NÕu sö dông ph­¬ng ph¸p ho¹t nghiÖm, chØ chØ cÇn tèc ®é quÐt: v mm ns v mm ns Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 43/58 Ph­¬ng ph¸p ho¹t nghiÖm Bộ lọc Bộ quétĐiện áp nghiên cứu Dãy xung đánh dấu ÔTĐTR  S¬ ®å nguyªn lý quan s¸t tÝn hiÖu xung b»ng ph­¬ng ph¸p ho¹t nghiÖm Bộ ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 44/58 Ph­¬ng ph¸p ho¹t nghiÖm UĐD t Ux t t UBĐHN  Giản đồ điện áp mô tả hoạt động của sơ đồ quan sát tín hiệu bằng phương pháp hoạt nghiệmBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 45/58 Phần IV Máy hiện sóng số 1. MHS số có nhớ 2. MHS số điều khiển bằng bộ vi xử lý 3. MHS cầm tay (Handheld Oscilloscope) 4. MHS trên cơ sở PC (PC-based Oscilloscope) Digital Storage OscilloscopeBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 46/58 4.1 MHS số có nhớ (DSO)  MHS số có nhớ làm việc theo một trong hai chế độ sau:  Chuyển mạch ở 1: MHS làm việc như MHS tương tự  Chuyển mạch ở 2: MHS làm việc với chức năng MHS có nhớ số Mạch vào ADC Bộ nhớ DAC 2 1 Bộ điều khiển KĐ LĐ Mạch đồng bộ Y X 1 2 KĐ LN Tạo quét 50Hz CM tới PĐ tới PN Digital Storage OscilloscopeBộ m ô L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 47/58 4.2 MHS số điều khiển bằng bộ vi xử lý  MHS có bộ tạo quét là bộ biến đổi DAC kênh X (kênh lệch ngang), được điều khiển từ bộ vi xử lý Mạch vào ADC Bộ nhớ DAC kênh Y 2 1 Bộ vi xử lý KĐ Y Mạch đồng bộ Y X KĐ X 50Hz CM tới PĐ tới PN DAC kênh X Digital Storage OscilloscopeBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 48/58 4.3 Handheld Oscilloscope  Handheld Oscilloscope (MHS cầm tay)  Nhỏ gọn, mang xách dễ dàng  Màn hình LCD  Có thể sử dụng PDA làm Oscilloscope MHS cầm tayBộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 49/58 4.4 PC-based Oscilloscope  PC-Based Oscilloscope (máy hiện sóng trên cơ sở PC)  Sử dụng cùng với PC  Phần cứng thường bao gồm một mạch giao diện, bộ biến đổi AD tốc độ cao, bộ nhớ đệm và có thể cả mạch DSP.  Dùng phần mềm chuyên dụng để điều khiển phần cứng thông qua PC  Kết nối với PC qua các phương thức sau  USB, parallel port, serial port, game port, PCI card, sound card  Dải tần đo được thường ≤ 100 MHz Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 50/58 PC-based Oscilloscope  Ưu điểm  Giá thành thấp nếu so với MHS thông thường  Có thể cất giữ dữ liệu thông tin đo lường một cách dễ dàng  Có thể điều khiển máy đo bằng phần mềm  Dễ dàng lưu giữ dữ liệu thông tin đo lường qua mạng  Màn hình độ phân giải cao  Dễ mang xách nếu dùng với laptop Bộ m ôn L TM -Đ L © Mai Quốc Khánh - 04/2010 51/58 PC-based Oscilloscope  Nhược điểm Cần phần mềm chuyên dụng Khó đạt được tốc độ do cao K