Осциллограф С1-92 принципиальная схема, фото и параметры

Принципиальная схема осциллографа С1-92 и его электронных блоков, параметры измерительного прибора и внешний вид, фото.

Осциллограф универсальный двухканальный С1-92, в дальнейшем именуемый «прибор», предназначен для исследования формы непрерывных электрических сигналов в диапазоне напряжений от 20 мВ до 200 В и в диапазоне временных интервалов от 20 нс до 0,5 с и однократных электрических сигналов со скоростью записи не менее 200 км/с.

Основными областями применения осциллографа являются электро- и радиоизмерения в различных областях науки и техники и проведение исследовательских и испытательных работ в лабораторных и производственных условиях.

Прибор соответствует требованиям ГОСТ 22261-76 в части метрологических характеристик, ГОСТ 23158-78, ГОСТ 22737-77.

Технические параметры

Условия эксплуатации прибора:

а) рабочие:

температура окружающей среды от 278 до 313 К (от 5 до 40°С);
относительная влажность воздуха до 95% при температуре 303 К (30°С);
напряжение питающей сети 220±22В с частотой 50±0,5 Гц;

б) предельные:

температура окружающей среды от 223 до 333 К (от—50 до 60°С);

Электрические параметры и характеристики.

Рабочая часть экрана ЭЛТ прибора равна:

по горизонтали 120мм (10 делений);
по вертикали 100мм (8 делений).

Ширина линии луча не более 1,0 мм. Скорость записи при фотографировании однократных сигналов не менее 200 км/с. Коэффициент отклонения устанавливается ступенями от 5 мВ/дел до 5 В/дел соответственно ряду чисел 1, 2, 5.

Основная погрешность коэффициентов отклонения не должна быть более:

при непосредственном входе — 4%;
при непосредственном входе при размере изображения 6 делений — 3%;
при работе с выносным делителем 1 : 10 — 7%;
при работе с выносным делителем 1 : 10 при размере изображения 6 делений — 6%.

Погрешность коэффициентов отклонения в рабочем диапазоне влияющих факторов не должна быть более:

при непосредственном входе —-5%;
при непосредственном входе при размере изображения 6 делений — 4%;
при работе с выносным делителем 1 : 10 — 8%;
при работе с выносным делителем при размере изображения 6 делений — 7%.

Плавное регулирование коэффициента отклонения должно обеспечивать изменение коэффициента отклонения не менее чем в 2,5 раза, а регулировка КОРР. — не менее чем на ±10% от номинального значения.

Время нарастания переходной характеристики (ПХ) каждого канала:

в положении «100» переключателя ПОЛОСА МГц при непосредственном входе не более 3,5 нс, а при работе с выносным делителем 1 : 10 — не более 4,5 нс;
в положении «20» переключателя ПОЛОСА МГц при непосредственном входе 17,5*2,5 нс.

Выброс и неравномерность ПХ на участке установления не более 5%. Время установления ПХ каждого канала не более 15 нс. Неравномерность ПХ каждого канала не более 2%. Спад вершины переходной характеристики в точке через 1,0 же от ее начала при закрытых входах не более 5%.

Дрейф лучей на экране ЭЛТ прибора не более:

кратковременный — 2,5мм (Отделения);
долговременный — 12,5мм (1 деление).

Смещение луча на экране ЭЛТ не более:

из-за входного тока и от переключения переключателей V/ДЕЛ — 12,5мм (1 деление);
при изменении полярности исследуемого сигнала в канале II — 25мм (2 деления).

Пределы перемещения луча по вертикали не менее ±8 делений (±100 мм) относительно середины рабочей части экрана.

Параметры входов каналов I (X) и II (Y) прибора:

а) при непосредственном входе:

входное активное сопротивление 1 ±0,03 МОм;
входная емкость 20±2 пФ;

б) с выносным делителем 1 : 10:

входное активное сопротивление 10±0.5 МОм;
входная емкость в пределах от 8 до 11 пФ.

Допустимое суммарное значение постоянного и переменного напряжений на закрытых входах не более 200 В.

Максимальная амплитуда исследуемого сигнала при максимальном коэффициенте отклонения на открытых входах, В, не более:

при непосредственном входе — 100;
с выносным делителем 1:10 — 200.

Коэффициент развязки между каналами в диапазоне частот до 30 МГц пои коэффициенте отклонения канала источника помех 5 В/ДЕЛ должен быть не менее 5000. а в диапазоне частот до 100 МГц при коэффициенте отклонения канала источника помех 1 В/ДЕЛ не менее 1000.

Разность фаз между каналами вертикального и горизонтального отклонения в полосе частот от 0 до 50 кГц не более 3°.

Коэффициент ослабления синфазных сигналов в диапазоне частот от 50 Гц до 5 МГц в режиме суммирования в положении «5 mV» переключателей V/ДЕЛ при амплитуде синфазных сигналов 0,02 В не менее 20. Задержка изображения сигнала в тракте вертикального отклонения обеспечивает просмотр фронта импульса на рабочей части развертки.

Прибор обеспечивает следующие режимы работы:

I — работает только канал I;
II — работает только канал II;
Е — работают одновременно каналы I и II(суммирование);
-> -> — каналы коммутируются поочередно с частотой следования развертки;
... — каналы коммутируются с постоянной частотой, независимой от развертки;
X—Y — канал II подключен к вертикальному, а канал I — к горизонтальному трактам (режим X—Y).

Прибор обеспечивает следующие режимы работы разверток:

А — работает только развертка А;
Б — работает только развертка Б:
А и Б — работают развертки А и Б одновременно;
А+Бз — развертка Б подсвечивает развертку А и синхронизируется исследуемым сигналом;
Бз — развертка А запускает через схему задержки развертку Б и развертка Б синхронизируется исследуемым сигналом.

Коэффициенты разверток на рабочем участке разверток должны устанавливаться ступенями от 50 нс/дел до 50 мс/дел соответственно ряду чисел 1; 2; 5.

Должна быть растяжка коэффициентов разверток в 10 раз.

Основные погрешности коэффициентов разверток не должны быть более:

в диапазоне от 5нс/дел. до 50мс/дел — 4%;
в диапазоне от 5 нс/дел до 50мс/дел при размере изображения 8 делений — 3%;
в диапазоне от 50 нс/дел до 50 мс/дел при использовании растяжки х 10 — 7%;
в диапазоне от 50 нс/дел до 50 мс/дел при использовании растяжки Х10 при размере изображения 8 делений — 6%.

Погрешности коэффициентов разверток в рабочем диапазоне влияющих факторов не должны быть более:

в диапазоне от 5 нс/дел до 50 мс/цел — 5%;
в диапазоне от 5 нс/дел до 50 мс/дел при размере изображения 8 делений — 4%;
в диапазоне от 50нс/дел до 50мс/дел при использовании растяжки х10 — 8%;
в диапазоне от 50 нс/дел до 50 мс/дел при использовании растяжки х10 при размере изображения 8 делений — 7%.

Регулировки КОРР. А и КОРР. Б должны обеспечивать изменение коэффициентов разверток не менее 5% от номинальной величины.

Задержка развертки Б относительно начала развертки А регулируется в диапазоне значений от 5мкс до 0,5 с. Основная погрешность установки величины регулируемой задержки не более 2%. Нестабильность задержки не более 0,05%.

Перемещение луча по горизонтали обеспечивает совмещение начала и конца рабочей части развертки с центром экрана ЭЛТ. Коэффициенты отклонения горизонтального тракта в режиме X—Y устанавливаются ступенями от 5иВ/дел до 5 В/дел соответственно ряду чисел 1, 2, 5.

Основная погрешность коэффициента отклонения горизонтального тракта не более 20%. Полоса пропускания усилителя горизонтального отклонения не менее 1 МГц.

Прибор обеспечивает следующие виды синхронизации:

внутреннюю;
внешнюю.

Параметры внутренней синхронизации:

диапазон частот от не более 20 Гц до не менее 100 МГц при размере изображения 2 деления;
минимальный уровень изображения 0,8 деления в диапазоне частот от 20 Гц до 20 МГц и 0,5 деления при синхронизации импульсным сигналом любой полярности длительностью 10 нс и более;
максимальный уровень изображения 8 делений в диапазоне частот от 20 Гц до 100 МГц и при синхронизации импульсным сигналом любой полярности длительностью от 10 нс и более;
синхронизация напряжением питающей сети;
нестабильность изображения сигнала не превышает 0,08 Р+0,6 нс, где Р — показания переключателя ВРЕМЯ/ДЕЛ.

Параметры внешней синхронизации:

диапазон частот синхронизации от не более 20 Гц до не менее 100 МГц при величине напряжения амплитудой 0,5В;
минимальный уровень 0,4 В в диапазоне частот от 20 Гц до 20 МГц и при синхронизации импульсным сигналом любой полярности длительностью 10 нс и более;
максимальный уровень в диапазоне частот от 20 Гц до 20 МГц и при синхронизации импульсным сигналом любой полярности длительностью 10 нс и более: в положении «1:1» входного делителя не более 4 В; в положении «1:10» входного делителя не более 10 В;
нестабильность изображения сигнала не превышает 0,08 Р+0,6 нс, где Р — показания переключателя ВРЕ-МЯ/ДЕЛ.

Калибратор амплитуды и времени (калибратор) выдает на выходе положительные импульсы прямоугольной формы амплитудой 0,6В, частотой 1 кГц и скважностью 2. Основная погрешность напряжения и частоты импульсов калибратора не более ±1%, скважностью 2±0,4. Допустимая нагрузка должна быть сопротивлением 1±0,2 МОм.

Геометрические искажения на горизонтальных и вертикальных границах шкалы ЭЛТ не более 2,5%. Отклонение луча по осям X и Y ортогональное. Погрешность ортогональности не более 0,25 градусов. Прибор обеспечивает модуляцию яркости луча. Напряжение входного модулирующего сигнала в канале Z должно быть положительной полярности.

Минимальная амплитуда напряжения, обеспечивающая модуляцию яркости, должна быть не менее 1 В, а максимальная — не более 4 В, диапазон частот от 20 Гц до 10 МГц. Входное активное сопротивление входа Z 1±0,5МОм, параллельная емкость не более 50 пФ.

При нажатии кнопки ПОИСК ЛУЧА обеспечивается появление луча на рабочей части экрана ЭЛТ. Электрическая изоляция цепи вилка шнура питания — корпус прибора выдерживает без пробоя испытательное напряжение постоянного тока 2100 В.

Сопротивление изоляции указанной цепи прибора относительно корпуса не менее:

в нормальных условиях 50 МОм;
при повышенной относительной влажности 5 МОм;
при повышенной температуре 5 МОм.

Прибор обеспечивает свои технические характеристики после времени самопрогрева, равного 15 мин. Осциллограф С1-92 сохраняет свои технические характеристики при питании его от сети переменного тока напряжением 220 ±22 В, частотой 50±0,5 Гц.

Мощность, потребляемая прибором от сети при номинальном напряжении, не более 160 ВА. Прибор допускает непрерывную работу в рабочих условиях в течение 8 ч. при сохранении своих технических характеристик.

Напряжение индустриальных радиопомех, дБ, не более:

80 — на частотах от 0,15 до 0,5 МГц;
74 — на частотах от 0,5 до 2,5 МГц;
66 — на частотах от 2,5 до 30 МГц.

Напряженность поля радиопомех, дБ, не более:

60 — на частотах от 0,15 до 0,5 МГц;
54 — на частотах от 0,5 до 2,5 МГц;
46 — на частотах от 2,5 до 300 МГц.

Наработка на отказ прибора не менее 1000 ч.

80-процентный срок службы 10 лет.
80-процентный ресурс 10000 ч.
50-процентный срок сохраняемости прибора в отапливаемом хранилище — 7 лет, в неотапливаемом — 5 лет.

Габаритные размеры прибора не более 220Х 354Х Х508 мм. Габаритные размеры укладочного ящика с ЗИП не превышают 175x265x450 мм.

Структурная схема

Рис. 2. Структурная схема осциллографа С1-92.

Принцип работы прибора и взаимодействие основных его узлов поясняет структурная схема, изображенная на рис. 2.

Прибор состоит из:

а) индикаторного устройства;

б) устройства режимов работы вертикального тракта прибора, в которое входят:

переключатель полосы пропускания и полярности;
переключатель режима работы;
переключатель режима синхронизации;

в) предварительного усилителя, в который входят:

входные делители;
предварительный усилитель канала I;
предварительный усилитель канала II;

г) коммутатора каналов и коммутатора синхронизации и согласующих каскадов;

д) линии задержки;

е) устройства управления режимами работы прибора;

ж) оконечного усилителя Y;

з) оконечного усилителя X;

и) оконечного усилителя Z;

к) устройства запуска и формирования пилообразного напряжения, в которое входят:

устройство переключения сигналов синхронизации развертки А;
устройство переключения сигналов синхронизации развертки Б;
синхронизатор развертки А;
синхронизатор развертки Б;
развертка А;
развертка Б;

л) коммутатора разверток А и Б;

м) низковольтного источника питания;

н) высоковольтного преобразователя,

Устройство режимов работы вертикального тракта прибора предназначено для обеспечения режима работы коммутатора (канал 1, канал II, поочередное переключение каналов с частотой развертки, прерывистое переключение каналов с независимой частотой и суммирование), выбора сигнала синхронизации, переключения полосы пропускания вертикального тракта и изменения полярности сигнала в канале II.

Входные делители предназначены для ослабления исследуемых сигналов и обеспечивают калиброванные коэффициенты отклонения от 5мВ/деление до 5В/деление.

Предварительные усилители каналов I и II совместно с оконечными усилителями Y предназначены для усиления исследуемых сигналов и обеспечения их измерения методом калиброванной шкалы.

Коммутатор каналов предназначен для обеспечения одноканального и двухканального режимов работы прибора; Коммутатор синхронизации предназначен для обеспечения внутренней синхронизации одной из разверток сигналами канала 1 или канала II в одноканальном режиме и внутренней синхронизации разверток А и Б в двухканальном режиме;

Согласующий каскад предназначен для согласования выхода коммутатора каналов со входом линии задержки. Линия задержки предназначена для обеспечения наблюдения начала исследуемого сигнала на линейном участке быстрых разверток.

Оконечный усилитель Y предназначен для усиления напряжения исследуемых сигналов до величины, достаточной для наблюдения изображения сигнала на экране ЭЛТ.

Оконечный усилитель X предназначен для обеспечения требуемой амплитуды пилообразного напряжения. Оконечный усилитель Z предназначен для обеспечения подсвета луча на экране ЭЛТ во время рабочего хода развертки. Импульсы подсвета поступают иа модулятор ЭЛТ.

Устройство запуска и формирования пилообразного напряжения предназначено для запуска генераторов разверток А и Б синхронно с исследуемым сигналом, а также для создания временных разверток А и Б на экране ЭЛТ.

Устройство переключения сигналов синхронизации развертки А обеспечивает выбор:

вида синхронизации (от сети, внешним или исследуемым сигналом);
полярности синхронизации (положительным или отрицательным наклоном синхронизирующего сигнала);
делителя входа синхронизации (1:1 или 1:10);
режима генератора развертки (автоколебательный, ждущий, однократный);

Устройство переключения сигналов синхронизации развертки Б обеспечивает выбор:

вида синхронизации (от сети, внешним или исследуемым сигналом);
полярности синхронизации (положительным или отрицательным наклоном синхронизирующего сигнала);
делителя входа синхронизации (1:1 или 1:10);
режимов работы развертки (автоколебательный, ждущий).

Синхронизатор развертки А предназначен для усиления сигналов до величины, обеспечивающей устойчивую работу ГЛИН. Синхронизатор развертки Б предназначен для усиления сигналов до величины, обеспечивающей устойчивую работу ГЛИН.

Коммутатор разверток А и Б обеспечивает одновременное наблюдение на экране ЭЛТ двух сигналов с разными временными масштабами в двухканальном режиме коммутатора.

Развертка А обеспечивает формирование пилообразного напряжения, предназначенного для создания временной развертки на экране ЭЛТ. Развертка Б обеспечивает формирование пилообразного напряжения, предназначенного для создания временной развертки на экране ЭЛТ.

Устройство управления режимами работы прибора предназначено для:

коммутации каналов и выбора синхронизации;
подключения поочередно разверток А и Б к каналу X;
формирования импульса подсвета прямого хода разверток А и Б;
формирования импульса подсвета специальной формы для подсвета прямого хода развертки А и яркостной метки на время работы задержанной развертки Б;
формирования импульса гашения луча на экране ЭЛТ в момент переключения каналов с независимой частотой;
чередования импульсов подсвета прямого хода развертки синхронно с подключением разверток А и Б в поочередном режиме коммутатора;
чередования импульсов для подсвета прямого хода развертки А и для подсвета прямого хода задержанной развертки Б синхронно с поочередным подключением разверток к каналу X при поочередном режиме работы коммутатора.

Низковольтный источник питания предназначен для питания схем прибора. Он выдает стабилизированные напряжения величиной 5, 15, 48, 150, минус 15, минус 48 В и нестабилизированные напряжения величиной 350 я минус 250 В.

Высоковольтный преобразователь предназначен для питания ЭЛТ. Он выдает стабилизированные напряжения величиной 12,5; 3,1; минус 1,35; минус 2,5; минус 2,73 кВ.