BÀI GIẢNG QUAN SÁT VÀ ĐO LƯỜNG TÍN HIỆU

Chương 5
QUAN SÁT VÀ ĐO LƯỜNG
DẠNG TÍN HIỆU
Chương 5: Quan sát và đo lường dạng tín hiệu
5.1. Khái niệm chung về quan sát và đo lường
dạng tín hiệu.
5.2. Ống tia điện tử trong máy hiện sóng.
5.3. Hiện hình dạng sóng.
5.4. Bộ tạo gốc thời gian của máy hiện sóng.
5.5. Nguyên lý cấu tạo của máy hiện sóng 2 tia,
máy hiện sóng có nhớ, máy hiện sóng số
5.6. Công dụng của máy hiện sóng.
5.7. Hình Lissajou
2 NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu
5.1. Khái niệm chung về quan sát và đo
lường dạng tín hiệu
3
5.1.1 Khái niệm chung
Để quan sát, ghi lại một quá trình, thông thường
không chỉ đo các đại lượng vật lý khác nhau mà
còn ghi lại quá trình thay đổi theo thời gian của
giá trị của các đại lượng đó. Để thực hiện nhiêm
vụ đó người ta sử dụng các dụng cụ tự ghi khác
nhau.
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu
5.1.2 Phân loại
4

- Theo cấu tạo:
- Loại dụng cụ một kênh:
- Loại dụng cụ nhiều kênh:
- Theo hình thức ghi: có thể phân biệt thành
dụng cụ tự ghi trên băng giấy, băng từ hay in
số
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu
5
- Theo sơ đồ cấu trúc: có thể phân thành 2
nhóm:
- Dụng cụ đo biến đổi thẳng:
- Dụng cụ đo biến đổi kiểu bù:
Dụng cụ tự ghi thường được sử dụng để ghi lại
các tín hiệu thay đổi theo thời gian. Cũng có thể
là loại dụng cụ tự ghi hai tọa độ cho phép ghi lại
quan hệ hàm giữa hai đại lượng điện phụ thuộc
nhau.
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu
5.1.2 Phân loại
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu6
7
Về mặt tần số tín hiệu: tuỳ thuộc vào cấu trúc và
nguyên lý của dụng cụ đo mà có thể phục vụ các
loại tín hiệu có tần số khác nhau.

- Loại dụng cụ tự ghi cơ điện thông thường: tín hiệu
vào thường có tần số trong khoảng 0 150 Hz.
- Loại dao động kí ánh sáng : tần số của tín hiệu đo có
thể đến 25kHz.
- Loại tự ghi bằng băng từ, đĩa từ: tần số của tín hiệu
đo có thể đạt đến hàng chục MHz.
- Loại dao động kí điện tử: có thể sử dụng chi tín hiệu
có tần số đến 10GHz.
Các loại thiết bị tự ghi và quan sát ngày nay được
cài đặt μP để điều chỉnh qúa trình đo.
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu
5.1.3. Dao động ký điện tử (electronic
oscilloscope).
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu8
a. Mục đích, vai trò của dao động ký điện tử
 Quan sát dạng tín hiệu là một trong những yêu
cầu cơ bản trong đo lường điện tử.
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu9
b. Đặc điểm của dao động ký điện tử
 Trở kháng vào lớn
 Độ nhạy cao
 Quán tính nhỏ
 Chỉ thị bằng ống tia điện tử…
 Nên có khả năng đo và vẽ dạng tín hiệu điện

theo thời gian
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu10
c. Phân loại
 ôxilô tương tự (analog) vạn năng thông dụng: quan
sát tín hiệu biến đổi liên tục hay tín hiệu xung, với tần
số lặp lại tương đối cao, và chỉ cần các thông số chính
của chúng là biên độ, độ rộng.
 Ôxilô nhiều kênh: đo lường, quan sát đồng thời hai
hay nhiều tín hiệu, để có thể trực tiêp so sánh dao
động đồ của hai hay nhiều tín hiệu trên màn hình.
 Thường thì có các ôxilô hai kênh với cấu tạo hai hệ
thống súng điện tử riêng biệt trong cùng một ống phóng
tia điện tử (CRT);
 Trường hợp để quan sát đồng thời số kênh nhiều hơn
hai, thì ôxilô có kèm theo thiết bị chuyển mạch điện tử
trợ giúp, để có thể đồng thời vẽ trên cùng một màn hình
từ 2,4,6 đến 12,14 dao động đồ để so sánh, quan sát.
Cách thức “chuyển mạch” ở đây thông dụng:
 chuyển mạch phân kênh theo thời gian
 chuyển mạch phân kênh theo biên độ (theo mức).
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu11
c. Phân loại
 ôxilô không đồng bộ:
 Ôxilô có nhớ:
 ôxilô hoạt nghiệm:
NTTQ-DLDK

tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu12
c. Phân loại
 ôxilô có cấu tạo cài đặt bộ vi xử lý
(microprocessor): Khi có yêu cầu nghiên cứu chi
tiết, cụ thể hơn về các thông số, đặc tính của tín
hiệu, muốn đo các thông số khác của nó, muốn
xử lý đựơc các kết quả quan sát, muốn so sánh
chúng với các giá trị chuẩn mà đã được cho
trước, hoặc khi sử dụng ôxilô như là một phần
của hệ đo lường tự động.
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu13
d. Ứng dụng của dao động ký điện tử
 Xác định giá trị điện áp và thời gian tương ứng
của tín hiệu
 Xác định ần số dao động của tín hiệu
 Xác định góc lệch pha giữac 2 tín hiệu
 Xác định dạng sóng tại mỗi thời điểm khác nhau
trên mạch điện tử
 Xác định thành phần một chiều và xoay chièu
của tín hiệu
 Xác định loại nhiễu trong tín hiệu
 ……
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu14
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt

Quan sát và đo lường dạng tín hiệu15
16
AC
DC
GND
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu17
VD:Sơ đồ khối của một máy hiện sóng thông dụng
5.2. Ống tia điện tử trong máy hiện sóng
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu18
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu19
5.2. Ống tia điện tử trong máy hiện sóng
 Bộ phận chính là súng phóng điện tử được đặt
trong một ống phóng bằng thủy tinh đã hút khí
tạo chân không, gồm:
 catốt K
 cực điều khiển tia điện tử ĐT
 annốt A
1
và A
2
 bản cực điều chỉnh lệch phương thẳng đứng Y
 cặp bản cực điều chỉnh lệch phương ngang X
 các điện trở điều chỉnh R
1

và R
2
 màn hình phủ huỳnh quang
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu20
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu21
AC
DC
GND
*Nguyên lý làm việc của ống CRT
(Cathode Ray Tube)
a.Ph át xạ :
 Sợi đốt được cung cấp điện áp tạo nhiệt lượng cao,
khoảng 300
o
C cung cấp cho kathode K.
 Nhiệt lượng cao trên kathode kích thích các điện tử trên
bề mặt bức xạ giải phóng điện tử, tạo thành đám mây
điện tử tự do lơ lửng trên bề mặt kathode.
b. Tăng tốc và tạo tia:
 Dưới tác động của điện áp cao trên lưới G
2
, đám mây
điện tử bị hút về phía trước, trên quãng đường di chuyển
đi qua lưới G
1
, thông thường G

1
được cấp điện áp âm sẽ
tạo lực đẩy các điện tử vào tâm của lưới. Như vậy các
điện tử đã được "nén" thành tia. Dĩ nhiên tia này chưa
đạt kích thước yêu cầu.
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu22
*Nguyên lý làm việc của ống CRT
(Cathode Ray Tube)
c. Hội tụ.
 Nguyên lý hội tụ là sử dụng tĩnh điện trên G
3
, G
3
có hình ống, điện áp dương trải đều trên bề mặt,
có biên độ ở mọi điểm là bằng nhau. Điện áp
này tạo ra điện trường có lực như hình vẽ.
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu23
*Nguyên lý làm việc của ống CRT
(Cathode Ray Tube)
 Các tia điện tử dưới lực hút cân bằng ở mọi
điểm sẽ bị dồn vào tâm của ống.
 Nếu điện áp trên lưới 3 được điều chỉnh đúng thì
lực điện trường tại tâm ống bị triệt tiêu hoàn
toàn, đây là lối đi duy nhất cho các tia điện tử,
những tia lạc ra ngoài sẽ bị hút vào thành ống
tạo nên dòng lưới 3(I

G3
).
 Nếu điện áp trên G
3
thấp bị chỉnh sai (lớn/nhỏ)
thì đường đi giữa tâm ống sẽ quá rộng hoặc các
tia điện tử bị kéo ra khỏi tam ống, hội tụ không
tốt, ảnh nhòe.
NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu24
*Nguyên lý làm việc của ống CRT
(Cathode Ray Tube)
d. Lái tia :

NTTQ-DLDK
tnu.edu.vn/sites/quynhntt
Quan sát và đo lường dạng tín hiệu25