Генератор временной базы - Time base generator

А генератор временной базы (также временная база или же временная база) - особый тип генератор функций, электронная схема, генерирующая переменную Напряжение произвести конкретный форма волны. Генераторы временной развертки производят очень высокую частоту пилообразные волны специально разработан для отклонения луча электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) плавно пересеките поверхность трубки, а затем верните ее в исходное положение.

Базы времени используются радар системы для определения дальности до цели путем сравнения текущего местоположения по временной базе с время прибытия радиоэхо. Аналоговые телевизионные системы, использующие ЭЛТ, имели две временные базы: одна для быстрого отклонения луча по горизонтали, а другая - для опускания луча вниз по экрану 60 раз в секунду. Осциллографы часто имеют несколько баз времени, но это могут быть более гибкие генераторы функций, способные генерировать множество форм сигналов, а также простую базу времени.

Описание

В базовом осциллографе обычно используется генератор временной развертки, который управляется верхней шкалой, а нижняя шкала управляет усилением сигнала.

А электронно-лучевая трубка (CRT) состоит из трех основных частей: электронная пушка что обеспечивает поток ускоренных электроны, то люминофор -покрытый экран, который загорается, когда электроны сталкиваются с ним, и отклоняющие пластины, которые используют магнитные или электрические поля для отклонения электронов в полете и позволяют им направлять их вокруг экрана. Это способность электронного потока быстро перемещаться с помощью отклоняющих пластин, которая позволяет использовать ЭЛТ для отображения очень быстрых сигналов, таких как телевизионный сигнал или использоваться для радиопеленгация (видеть хулиган ).

Многие представляющие интерес сигналы меняются с течением времени с очень высокой скоростью, но имеют периодический характер. Радиосигналы, например, имеют базовую частоту, перевозчик, который составляет основу сигнала. Звуки модулируются в несущую путем изменения сигнала либо в амплитуда (AM), частота (FM) или аналогичные методы. Чтобы отобразить такой сигнал на осциллографе для исследования, желательно иметь развертку электронного луча по экрану, чтобы электронный луч циклически повторялся с той же частотой, что и несущая, или с некоторой кратностью этой базовой частоты.

Это предназначение генератора временной развертки, который прикреплен к одной из набора отклоняющих пластин, обычно оси X, в то время как усиленный выходной сигнал радиосигнала отправляется на другую ось, обычно Y. Результатом является визуальный воссоздание исходной формы волны.

Использование в радаре

Типичный радар Система передает короткий импульс радиосигнала, а затем прослушивает эхо от удаленных объектов. Поскольку сигнал распространяется на скорость света и должен пройти к целевому объекту и обратно, расстояние до цели можно определить, измерив задержку между трансляцией и приемом, умножив скорость света на это время, а затем разделив на два (туда и обратно). Поскольку этот процесс происходит очень быстро, для отображения сигнала и поиска эхо-сигналов используется ЭЛТ.

В простейшем варианте радарный дисплей, сегодня известный как «A-scope», генератор временной развертки перемещает дисплей по экрану так, чтобы он достиг одной стороны в то время, когда сигнал прошел максимальное эффективное расстояние радара. Например, радар раннего предупреждения подобно Сеть Главная (CH) может иметь максимальную дальность действия 150 километров (93 миль), расстояние, на которое свет будет перемещаться вперед и назад за 1 миллисекунду. Это будет использоваться с генератором временной развертки, который протягивает луч через ЭЛТ раз в миллисекунду, начиная развертку, когда заканчивается широковещательный сигнал. Любые эхо-сигналы заставляют луч отклоняться вниз (в случае CH), когда он перемещается по дисплею.

Измеряя физическое местоположение «точки» на ЭЛТ, можно определить расстояние до цели. Например, если конкретный радар имеет базу времени в 1 миллисекунду, то его максимальная дальность составляет 150 км. Если это отображается на четырехдюймовом ЭЛТ и точка измеряется на расстоянии 2 дюймов от левой стороны, то цель находится на расстоянии 0,5 миллисекунды или примерно 75 километров (47 миль).

Чтобы обеспечить правильное совпадение меток с механической шкалой, можно настроить временную развертку, чтобы развернуть ее в определенное время. Это можно было отрегулировать вручную или автоматически запустить другим сигналом, обычно сильно ослабленной версией широковещательного сигнала.

Более поздние системы изменили временную развертку, включив в нее второй сигнал, который периодически вызывал всплески на дисплее, обеспечивая тактовый сигнал, который изменялся с временной разверткой и, следовательно, не нуждался в согласовании. В британской терминологии они были известны как стробоскопы.

Использование на телевидении

Телевизионные сигналы состоят из серии неподвижных изображений, последовательно транслируемых в NTSC Стандартно такой «кадр» транслируется 30 раз в секунду. Каждый кадр разбит на серию «строк», 525 в стандарте NTSC. Если посмотреть на телевизионную трансляцию на осциллографе, то окажется, что она представляет собой непрерывную последовательность модулированных сигналов, разбитых на короткие периоды «пустого» сигнала. Каждая модулированная часть несет аналоговое изображение для одной строки.

Для отображения сигнала используются две временные базы. Луч перемещается по горизонтали слева направо со скоростью 15 750 раз в секунду - время, необходимое для отправки одной строки. Вторая временная развертка заставляет луч сканировать вниз по экрану 60 раз в секунду, так что каждая линия появляется ниже последней нарисованной, а затем возвращается вверх. Это приводит к тому, что весь сигнал из 525 строк перемещается вниз по экрану, воссоздавая двумерное изображение.

Чтобы развертка экрана начала развернуться в нужное время, сигнал включал несколько специальных модуляций. В каждой строке был короткий период, «переднее крыльцо» и «заднее крыльцо», из-за которого сигнал на короткое время становился отрицательным. Это запустило горизонтальную развертку времени, чтобы начать движение по экрану, гарантируя, что линии начинаются с левой стороны дисплея. Гораздо более длинный, но похожий сигнал, интервал вертикального гашения вызвал запуск вертикальной временной развертки с любой длительной задержкой, вызывающей срабатывание временной развертки.

Рекомендации