Универсальный генератор колебаний (генератор функций)

Универсальный генератор колебаний (рис. 1.10) является идеальным источником напряжения (т.е. имеет нулевое внутреннее сопротивление). Он может вырабатывать сигналы синусоидальной, треугольной или прямоугольной формы. На увеличенном изображении прибора можно выполнить настройки частоты (Frequency) и амплитуды (Amplitude) колебаний, задать уровень постоянного напряжения в вольтах в составе сигнала (Offset).

Рис. 1.9. Две формы отображения генератора функций

Для импульсных сигналов можно установить коэффициент заполнения (Dutycycle) в процентах. Для прямоугольных импульсов это отношение длительности импульса к периоду повторения -величина, обратная скважности, а для треугольных сигналов -соотношение между длительностями переднего и заднего фронта. Прибор имеет три вывода, вывод Common – средняя точка. Если необходимо чтобы уровень сигнала изменялся от нуля в сторону увеличения, то два проводника подключают к выводам + и Common. Если же требуется, чтобы выходной сигнал генератора не имел постоянной составляющей, проводники подключают к крайним выводам.

Осциллограф

Осциллограф – прибор, показывающий уровень напряжения исследуемого сигнала на специальном экране. Экран имеет градуировку, благодаря которой можно не только увидеть форму изменяющегося напряжения, но и измерить его величину и длительность. Это один из самых универсальных приборов в практике разработчика электронных схем. Существует несколько видов осциллографов. В EWB используется двухканальный цифровой запоминающий осциллограф (рис. 1.10, 1.11). Прибор имеет четыре вывода, подключение к которым выполняется на малом изображении осциллографа (рис. 1.10). Два нижних вывода –входы каналов А и В, работающих независимо друг от друга.

Рис. 1.10. Две формы отображения осциллографа в программе EWB

Верхний вывод справа – заземление, как правило, именно относительно этого вывода отсчитывается напряжение на входных зажимах, поэтому подключение заземления необходимо для правильной работы осциллографа. Нижний вывод справа – вход для сигнала внешней синхронизации (блок Trigger на рис. 1.10).

Обычно осциллограф работает в режиме внутренней синхронизации, в этом случае в блоке синхронизации установлен режим Auto, а на вывод синхронизации не подается никакого сигнала.

Скорость движения электронного луча осциллографа, формирующего изображение на экране (скорость развертки), задается установками в блоке Timebase(блок развертки). Шкала, нанесенная на экран осциллографа, по горизонтали имеет чуть больше 14 делений, в блоке Time base устанавливается время, за которое электронный луч проходит одно деление. Установки являются общими для двух каналов, т.е. по горизонтальной оси всегда откладывается время в одних и тех же единицах, как для канала А, так и для канала В. Если измерения должны начинаться не с момента включения питания, можно установить сдвиг по оси времени на соответствующее число делений, задав X position. Кроме того, здесь же можно кнопками задавать режим развертки луча. В режиме Y/T (обычный режим, включен по умолчанию) по вертикали откладывается напряжение сигнала, по горизонтали -время. В режимах В/А и А/В напряжение в одном канале управляет разверткой по горизонтали, а напряжение в другом канале отклоняет луч по вертикали, в режиме В/А по вертикали откладывается напряжение в канале В, а по горизонтали -в канале А; в режиме А/В наоборот.

Амплитуда наблюдаемого напряжения определяется установками, заданными в блоках А и В (ChannelA, ChannelB, рис. 1.10), амплитуда напряжения, также, как и в случае развертки, задается на одно деление вертикальной шкалы (всего вертикальная шкала имеет около 7 делений), причем в отсутствие входного сигнала луч проходит ровно посередине шкалы. Это сделано для того, чтобы одинаково отображались как положительное, так и отрицательное напряжения.

При отрицательном значении напряжения луч отклоняется вниз от средней линии, при положительном значении – вверх. Величина максимальной наблюдаемой амплитуды при этом уменьшается вдвое от полного размера экрана по вертикали. Регулировка амплитуды наблюдаемого напряжения выполняется для каждого канала отдельно и независимо. В случае наблюдения только одного напряжения, второй канал вообще не подключается к схеме. Если необходимо добавить к измеряемому сигналу определенный уровень постоянного напряжения, это можно сделать, задав смещение по вертикальной оси на соответствующее число делений в окне Y position. Внизу блока того и другого канала расположены три кнопки, управляющие режимом работы входного зажима. Режим DC (открытый вход) позволяет выполнять измерения постоянного и переменного сигнала, режим AC (закрытый вход) пропускает на вход осциллографа только переменный сигнал, отсекая постоянную составляющую (в этом режиме входной сигнал проходит через конденсатор), в режиме 0 входной зажим принудительно замыкается на «землю», показывая на экране осциллографа положение нулевого уровня напряжения.

Наличие двух независимых каналов для входного сигнала позволяет одновременно выполнять измерение напряжения в двух различных точках схемы, сравнивая их между собой. Это значительно облегчает анализ работы сложных электронных схем, работающих с изменяющимися во времени сигналами.

Нажатие кнопки Expand на увеличенной модели осциллографа (рис. 1.10) открывает режим цифрового двухканального осциллографа (рис. 1.11). В этом режиме на панели осциллографа появляются три цифровых шкалы, показания которых определяются положением вертикальных меток Т1 и Т2. Метки могут перетаскиваться курсором мышки при нажатой левой кнопке. Первая шкала показывает уровень напряжения для обоих каналов и положение метки на оси времени для метки Т1, вторая – такие же показания для метки Т2, третья шкала отображает разность первых двух показаний. Кроме того, под экраном появляется линейка прокрутки, позволяющая наблюдать любой временной отрезок от момента включения до момента выключения схемы. В этом режиме измерения, выполненные с помощью осциллографа, могут быть очень точными. Три управляющие клавиши в правом нижнем углу лицевой панели осциллографа выполняют следующие функции:

1. Reduce – возвращает режим простого двухканального осциллографа (рис. 1.10);

2. Reverse – обращает цвет фона изображения (черный вместо белого);

3. Save – позволяет сохранить отображаемую осциллограмму во внешний файл специального типа *.SCP.

Рис. 1.11. Третья форма отображения осциллографа – цифровой осциллограф