타임베이스 생성기

Time base generator

타임베이스 발생기(타임베이스 또는 타임베이스)는 특정 파형을 생성하기 위해 다양한 전압을 생성하는 전자 회로인 기능 발생기의 특수 유형이다. 타임베이스 발생기는 브라운관(CRT)의 빔을 튜브 전면에서 부드럽게 꺾은 다음 시작 위치로 되돌리도록 특별히 설계된 매우 고주파 톱니파를 생성한다.

타임 베이스는 레이더 시스템에 의해 타겟에 대한 범위를 결정하는 데 사용되며, 타임 베이스에 따른 현재 위치를 라디오 에코 도착 시간과 비교한다. CRT를 사용하는 아날로그 텔레비전 시스템에는 두 가지 타임 베이스가 있는데 하나는 빠른 움직임으로 빔을 수평으로 꺾기 위한 것이고 또 다른 하나는 초당 60회 스크린 아래로 당기기 위한 것이다. 오실로스코프는 여러 개의 타임베이스가 있는 경우가 많지만, 이는 단순한 타임베이스뿐만 아니라 많은 파형을 생산할 수 있는 보다 유연한 기능 생성기일 수 있다.

설명

기본 오실로스코프는 일반적으로 타임 베이스 제너레이터를 사용하는데, 이 제너레이터는 상단 다이얼로 제어되며 하단 다이얼은 신호의 증폭을 제어한다.

음극선관(CRT)은 가속전자의 흐름을 제공하는 전자총, 전자가 부딪힐 때 점등하는 인광으로 덮인 화면, 비행 중인 전자를 비껴 스크린을 중심으로 방향을 잡을 수 있는 자기장이나 전기장을 사용하는 편향판 등 3개의 1차 부분으로 구성된다. CRT를 텔레비전 신호처럼 매우 빠른 신호를 표시하거나 무선 방향 탐지에 사용할 수 있는 편향 플레이트를 사용하여 전자 스트림을 빠르게 이동하는 기능이다(허프-더프 참조).

많은 관심 신호는 시간이 지남에 따라 매우 빠른 속도로 변화하지만, 근본적인 주기적인 성격을 가지고 있다. 예를 들어, 무선 신호는 신호의 기초를 이루는 반송파인 기본 주파수를 가지고 있다. 소리는 진폭(AM), 주파수(FM) 또는 유사한 기법으로 신호를 수정하여 반송파로 변조된다. 검사를 위해 오실로스코프에 그러한 신호를 표시하기 위해서는 전자 빔이 화면을 가로질러 스위프하도록 하여 전자 빔이 반송파와 동일한 주파수 또는 그 기본 주파수의 일부 배수로 순환하도록 하는 것이 바람직하다.

이것은 타임 베이스 발생기의 목적이며, 일반적으로 X축인 편향판 세트 중 하나에 부착되는 반면, 무선 신호의 증폭된 출력은 다른 축인 보통 Y축으로 송신된다. 그 결과는 원래의 파형을 시각적으로 다시 만드는 것이다.

레이더에 사용

일반적인 레이더 시스템은 짧은 펄스의 무선 신호를 내보낸 다음 먼 물체로부터 메아리를 듣는다. 신호는 빛의 속도로 이동하며 대상 물체와 뒤로 이동해야 하기 때문에 방송과 수신 사이의 지연을 측정하여 그 시간까지 빛의 속도를 곱한 다음 2로나누면 대상까지의 거리를 파악할수 있다(거기와 뒤로 다시 이동). 이 과정이 매우 빠르게 일어나기 때문에, CRT는 신호를 표시하고 메아리를 찾는 데 사용된다.

오늘날 "A-scope"로 알려진 레이더 디스플레이의 가장 간단한 버전에서, 타임베이스 발생기는 신호가 레이더의 최대 유효 거리를 이동한 시간에 한쪽에 도달하도록 화면을 가로질러 디스플레이를 스위프한다. 예를 들어 체인홈(CH)과 같은 조기경보레이더는 최대 사거리가 150km(93mi)로 빛이 1밀리초 후에 밖으로 또는 뒤로 이동하는 거리일 수 있다. 이것은 밀리초마다 한 번씩 CRT를 가로질러 빔을 잡아당겨 방송 신호가 끝날 때 스위프를 시작하는 타임 베이스 발생기와 함께 사용될 것이다. 어떤 에코라도 빔이 디스플레이를 가로질러 이동할 때 빔이 아래로 꺾이게 한다(CH의 경우).

CRT에 있는 "블립"의 물리적 위치를 측정함으로써, 대상까지의 범위를 결정할 수 있다. 예를 들어 특정 레이더의 타임 베이스가 1밀리초인 경우 최대 범위는 150km이다. 만약 이것이 4인치 CRT에 표시되고 블립이 왼쪽에서 2인치로 측정된다면, 표적은 0.5 밀리초 거리, 즉 약 75 킬로미터(47 mi)가 된다.

블립이 기계적인 스케일로 올바르게 정렬되도록 타임베이스를 조정하여 특정 시간에 스윕을 시작할 수 있도록 할 수 있다. 이는 수동으로 조정하거나 다른 신호에 의해 자동으로 트리거될 수 있으며, 일반적으로 크게 감쇠된 버전의 브로드캐스트 신호에 의해 조정될 수 있다.

이후 시스템은 디스플레이에 주기적으로 블립을 생성하는 두 번째 신호를 포함하도록 타임 베이스를 수정하여 타임 베이스에 따라 변화하므로 정렬할 필요가 없는 클럭 신호를 제공했다. 영국 용어로는, 이것들은 스트로브라고 알려져 있다.

텔레비전에서 사용

텔레비전 신호는 일련의 정지 영상을 순차적으로 방송하는 것으로 구성되며, NTSC 표준에서는 그러한 "프레임"이 초당 30회 방송된다. 각 프레임은 NTSC 표준에서 525개의 일련의 "라인"으로 분해된다. 오실로스코프에서 텔레비전 방송을 조사하면, 짧은 시간 동안 "빈" 신호에 의해 분해되는 변조된 신호의 연속적인 시퀀스로 나타난다. 각 변조 부분은 단일 선에 대한 아날로그 이미지를 전달한다.

신호를 표시하기 위해 두 개의 타임 베이스가 사용된다. 한 줄이 전송되는 데 걸리는 시간인 초당 15,750회로 빔을 왼쪽에서 오른쪽으로 수평으로 쓸어낸다. 두 번째 타임베이스는 빔이 스크린을 초당 60회 스캔하도록 하여 각 선이 마지막으로 그려진 선 아래로 나타난 다음 상단으로 되돌아간다. 이로 인해 525줄의 전체 신호가 화면 아래로 그려지면서 2차원 영상이 다시 생성된다.

타임 베이스가 적절한 시간에 화면 스윕을 시작했는지 확인하기 위해 신호에는 몇 가지 특별한 수정이 포함되었다. 각 선마다 짧은 시간이 흐른 가운데, 신호가 짧게 음성으로 가는 '전면 현관'과 '후면 현관'이 있었다. 이로 인해 수평 타임 베이스가 스크린을 가로질러 스위프를 시작하게 되어 디스플레이 왼쪽에서 라인이 시작되게 되었다. 훨씬 더 길지만 그 외 유사한 신호인 수직 블랭킹 간격은 수직 타임베이스를 시작하게 했고, 긴 지연은 타임베이스를 트리거하게 했다.

참조