Oszcilloszkóp alapú jelgenerátor és szélessávú radarjelek felhasználása
Hogyan működik az oszcilloszkóp
Az oszcilloszkóp egy olyan elektronikus mérőműszer, amely az elektronikus oszcilloszkóp csövek jellemzőit használja fel az emberi szem által közvetlenül nem észlelhető váltakozó elektromos jelek képpé alakítására, és mérés céljából fluoreszkáló képernyőn történő megjelenítésére. Nélkülözhetetlen és fontos eszköz a digitális áramköri kísérleti jelenségek megfigyeléséhez, a kísérleti problémák elemzéséhez és a kísérleti eredmények méréséhez. Az oszcilloszkóp egy oszcilloszkópcsőből és egy tápellátási rendszerből, szinkronizációs rendszerből, X-tengely-eltérítési rendszerből, Y-tengely-eltérítési rendszerből, késleltetési letapogató rendszerből és szabványos jelforrásból áll.
1. Oszcilloszkóp cső
A katódsugárcső (CRT), más néven oszcilloszkópcső, az oszcilloszkóp magja. Az elektromos jeleket fényjelekké alakítja. Amint az 1. ábrán látható, az elektronágyú, az eltérítő rendszer és a foszforszűrő vákuumüveg héjba van zárva, hogy egy teljes oszcilloszkópcsövet alkossanak.
(1) Fluoreszkáló képernyő
A mai oszcilloszkóp-csöves képernyők általában téglalap alakú síkok, a belső felületükön foszforeszkáló anyagréteggel fluoreszkáló filmet képeznek. A fluoreszkáló filmhez gyakran egy réteg elpárolgott alumíniumfóliát adnak. A nagy sebességű elektronok áthaladnak az alumínium fólián, és eltalálják a foszfort, fényes foltokat képezve. Az alumínium fólia belső visszaverődéssel rendelkezik, ami előnyös a fényes foltok fényerejének javításában. Az alumíniumfólia más funkciókkal is rendelkezik, mint például a hőelvezetés.
Amikor az elektronbombázás leáll, a fényes folt nem tűnik el azonnal, hanem egy ideig fenn kell maradnia. Azt az időt, amely alatt egy fényes folt fényereje az eredeti érték 10%-ára csökken, „utóvilágítási időnek” nevezzük. A 10 μs-nál rövidebb utánvilágítási időt nagyon rövid utófénynek, a 10 μs-1ms-t rövid, az 1 ms-0.1 s-ot közepes utófénynek, a 0,1 s-1s-t hosszú utófénynek nevezik, és több mint 1 s rendkívül hosszú utófény. Az oszcilloszkópok általában közepes perzisztenciájú oszcilloszkópcsövekkel vannak felszerelve, a nagyfrekvenciás oszcilloszkópok rövid, az alacsony frekvenciájú oszcilloszkópok pedig hosszú perzisztenciát használnak.
(2) Elektronpisztoly és fókusz
Az elektronágyú izzószálból (F), katódból (K), rácsból (G1), elülső gyorsítóelektródából (G2) (vagy második rácsból), első anódból (A1) és második anódból (A2) áll. Feladata az elektronok kibocsátása, és nagyon vékony, nagy sebességű elektronnyalábot képez. Az izzószál energiát kap a katód felmelegítésére, és a katód elektronokat bocsát ki melegítéskor.
A rács egy fémhenger, tetején egy kis lyukkal, amely a katódon kívül helyezkedik el. Mivel a kapupotenciál alacsonyabb, mint a katód, ez szabályozza a katód által kibocsátott elektronokat. Általában csak kis számú, nagy kezdeti mozgási sebességű elektron tud áthaladni a kapunyílásokon, és az anódfeszültség hatására a fluoreszcens képernyőhöz rohanni. A kis kezdeti sebességű elektronok még mindig visszatérnek a katódra.
Ha a kapupotenciál túl kicsi, minden elektron visszatér a katódra, vagyis a csövet kikapcsolják. A W1 potenciométer beállítása az áramkörben megváltoztathatja a kapupotenciált, és szabályozhatja a fluoreszcens képernyőre irányuló elektronáramlás sűrűségét, ezáltal beállítható a fényes folt fényereje. Az első anód, a második anód és az elülső gyorsítóelektróda három fémhenger, amelyek ugyanazon a tengelyen vannak, mint a katód. Az elülső G2 gyorsítópólus az A2-hez van kötve, és az alkalmazott potenciál nagyobb, mint A1. A G2 pozitív potenciálja felgyorsítja az elektronokat a katódról a fluoreszcens képernyő felé.
Ahogy az elektronsugár a katódról a foszforszűrőre halad, két fókuszálási folyamaton megy keresztül. Az első fókuszálást K, G1 és G2 fejezi be. K, K, G1 és G2 az oszcilloszkópcső első elektronikus lencséi. A második fókuszálás a G2, A1 és A2 területeken történik. A második A2 anód potenciáljának beállításával az elektronsugár konvergálhat a fluoreszcens képernyő egy pontjában. Ez a második fókuszálás. Az A1-en lévő feszültséget fókuszfeszültségnek, az A1-et pedig fókuszpólusnak is nevezik. Néha az A1 feszültségének beállításával még mindig nem lehet jó fókuszálást elérni, és a második A2 anód feszültségét finomítani kell. Az A2-t segédfókuszáló elektródának is nevezik.
(3) Eltérítő rendszer
Az eltérítő rendszer úgy szabályozza az elektronsugár irányát, hogy a fluoreszcens képernyő fényfoltja a külső jellel együtt változik, és így ábrázolja a mért jel hullámformáját. A 8.1. ábrán két pár egymásra merőleges Y1, Y2 és Xl, X2 terelőlap alkot egy terelőrendszert. Az Y tengely terelőlemez elöl, az X tengely terelőlemez hátul van, így az Y tengely érzékenysége magas (a mért jel feldolgozás után kerül az Y tengelyre). Feszültség van a két pár terelőlapra, így a két pár terelőlap között elektromos tér jön létre, amely szabályozza az elektronsugár függőleges és vízszintes irányban történő eltérülését.
