Схема, обеспечивающая развертку по диагональной оси любого осциллографа
Ланц, Станфордский университет (Станфорд, шт. Калифорния)
Разработана схема, которая позволяет получить отклонение по диагонали независимо от существующих каналов отклонения по вертикали и горизонтали. В результате с помощью любого осциллографа вместо обычных двухкоординатных осциллограмм в плоскости Х-Y можно получить действительно трехмерное изображение. Результирующий трехкоординатный индикатор с осями X, Y, Z создает удивительный эффект трехмерного изображения без какой-либо доработки осциллографа. Новый прибор позволяет исследовать трехпараметрические кривые и трехчастотные фигуры Лиссажу, получить трехмерные изображения знаков, а также может применяться в различных визуальных индикаторах.
Для отклонения по диагонали входной сигнал диагонального отклонения одновременно подается на входы усилителей вертикального и горизонтального отклонения. В результате получается известная фигура Лиссажу для синфазных сигналов, а именно линия под углом 45°. Операционные усилители А1 и А2 развязывают вход сигнала диагонального отклонения от входов сигналов вертикального и горизонтального отклонения, а операционные усилители А3 и А4 суммируют компоненты сигнала диагонального отклонения с входными сигналами вертикального и горизонтального отклонения соответственно. Коэффициенты усиления операционных усилителей A1 и А2 регулируются определенным образом, поскольку угол наклона диагональной оси прямо пропорционален их отношению. Регулировкой трех входных цепей обеспечивается раздельное управление чувствительностью всех трех каналов.
РИС. 1. Четыре операционных усилителя обеспечивают отклонение луча по диагонали и создают эффект глубины на экране обычного осциллографа. Два усилителя служат для развязки входа сигнала диагонального отклонения от входов вертикального и горизонтального отклонения, а два других суммируют эти компоненты сигналов для управления отклонением луча.
Все четыре операционных усилителя должны иметь идентичные характеристики и одинаковые схемы компенсации, особенно при работе на высоких частотах. В противном случае, например, если фазовые сдвиги в двух плечах канала диагонального отклонения не равны, диагональная линия преобразуется в эллипс. Очевидно, лучшим способом для получения идентичных характеристик является применение счетверенного операционного усилителя. Кроме того, поскольку сигнал со схемы подается на внешний вход усилителя горизонтального отклонения осциллографа, сигнал от внутреннего генератора развертки по горизонтали (если это требуется) необходимо подать с выходного гнезда осциллографа на новый вход сигнала горизонтального отклонения.
РИС. 2. Трехмерная индикация (вверху слева) иллюстрирует три
плоскости отклонения луча: Х-Y, Y-Z и Х - Z. Вверху справа
показана двумерная фигура Лиссажу в форме круга, внизу ее
трехмерное изображение в форме цилиндра. Квадратный растр
при развертке по диагонали преобразуется в куб (в середине
слева). Два синусоидальных колебания при развертке по третьей
координате (по вертикали) образуют две волнистные поверхности
в плоскостях Х - Z и Х - У соответственно (в середине справа).
Объемные изображения фигур Лиссажу сложной формы (внизу).
К. Lanz. Circuit adds diagonal axis to any scope, p. 126.
(ЭЛЕКТРОНИКА N 19, 1974 г.)