آشنایی با کلیات اسیلوسکوپ ها

اسیلوسكوپ اشعه كاتدی یك دستگاه نمایش دهنده است. در صورتی كه دیگر دستگاههای نمایش دهنده فقط مقدار ولتاژ یا مقادیر دیگر الكتریكی را نمایش می دهند اما اسیلوسكوپ اشعه كاتدی قادر است مقدار، فاز، فركانس موج و روابط بین مقادیر آن ها را نمایش دهد. خلاصه اطلاعات بسیار زیادی از نظر كمی و كیفی در مورد كارهای اندازه گیری الكترونیك به اسیلوسكوپ داده شده است و با قسمت های متعلق به دستگاه هر اندازه گیری با ردیف فركانسهای زیاد با اسیلوسكوپ امكان پذیر است.

طرح ساده طبقاتی یك اسیلوسكوپ اشعه كاتدی نشان داده شده است. طبقات این اسیلوسكوپ شامل لامپ اشعه كاتدیCRT، تقویت كننده مرور X-Amp و قسمت منبع تغذیه PU می باشد.

لامپ اشعه كاتدی در واقع یك لامپ خلاء است كه الكترون های آن از یك كاتد گرم منتشر شده و برای رساندن به سرعت كافی ابتداء شتاب داده می شوند، سپس به شكل اشعه در آمده و را پایان به یك پرده نیمه شفاف پوشیده از فسفر رسانس برخورد می نماید.

محلی كه الكترون ها به صورت اشعه در می آیند لوله پرتاب الكترون ELECTRON GUN گفته می شود. ساختمان ساده لامپ نشان داده شده، لوله پرتاب مركب از یك كاتد K، یك شبكه G (الكترود كنترل) و آندهای است. شدت اشعه الكترون توسط شبكه ای به همان شكل لامپ الكترون معمولی، كنترل می شود. آند اول در پناسیل مثبت نسبت به كاتد كار می كند. از این رو الكترون ها هنگام عبور از این شبكه شتاب می گیرند و با شكاف كوچكی در وسط آن اشعه الكترونی تهیه می گردد. الكترون های بیرون آمده از آند اول عملاً در مسیر خط مستقیمی حركت می كنند، لیكن نیروی دافعه بین الكترون ها دور شدن اشعه را از هم به وجود می آورند. این تمایل توسط میدان های الكترواستاتیكی با قرار دادن پتانسیل در آند اول و دوم لامپ كنترل می شود، از این رو تقارب اشعه الكترونی لامپ توسط آندهای اول و دوم نسبت به محور خود یك عدسی الكترونی تشكیل می دهند. معمولاً پتانسیل آند دوم ثابت است و پتانسیل آند اول برای تمركز اشعه متغیر می باشد، به همین دلیل آند اول را الكترود تمركز دهنده نیز می گویند.

منحرف شدن اشعه الكترونی به روی پرده به طور الكترواستاتیكی انجام می گیرد. انحراف الكترواستاتیكی توسط صفحات انحراف تهیه می گردند و به صورت دو وضع افقی (x) و عمودی (Y) ا زاویه قائمه نسبت به هم قرار دارند. میدان های انحراف دهنده با اعمال ولتاژ مناسب بین هر دو جفت صفحات انجام می پذیرد.

وقتی كه ولتاژهای مختلفی به طور تناوبی به دو جفت صفحات انحراف دهنده وارد می شوند اشعه الكترونی به طرف بالا و پایین و همچنین در عرض پرده به ترتیب با تغییر مقدار و قطبین ولتاژ حركت می نمایند. در لامپ اشعه كاتدی وارد نمودن سیگنال مورد نظر به صفحات Y و اعمال یك ولتاژ استاندارد به صفحات X مرسوم است، به طوری كه تركیب آن ها محورهای مختصات را پدید می آورند. در تجزیه مدار الكتریكی معمولاً یك چیز در مورد تغییرات مقادیر نسبت به زمان جلب نظر می كند، بنابراین سیگنال مجهول به صفحات عمودی وارد شده و حركت عرضی (مروری) در پرده مستقیماً متناسب با زمان است و این زمان توسط صفحات افقی با استفاده از ولتاژی كه آن را ولتاژ مرور (TIME BASE) می گویند ساخته می شود.

در این صورت مقداری كه نقطه نورانی روی پرده حركت كرده مربوط به دامنه ولتاژ وارد به صفحات انحراف دهنده می باشد و این پارامتر حساسیت انحراف لامپ اشعه كاتدی نامیده می شود، آن را می توان به صورت ولتاژ (یا جریان) لازم برای حركت نقطه نورانی در فاصله مشخصی روی پرده لامپ اشعه كاتدی تعریف نمود. معمولاً حساسیت انحراف (به طور جداگانه برای هر جفت صفحات) به میلی متر بر ولت (یا بر میلی آمپر) بیان می شود. حساسیت انحراف از نظر مقدار مربوط به طرح اشعه كاتدی و شرایط كار آن می باشد. برای یك جفت صفحات انحراف دهنده موازی، حساسیت انحراف تقریباً با رابطه زیر به دست می آید.

كه در آن:

است. معمولاً حساسیت انحراف لامپ های اشعه كاتدی از 1/0 تا 5/0 میلی متر بر ولت است

یك سو كننده ولتاژ زیاد و مرور

مسئله بسیار ویژه در اسیلوسكپ های اشعه كاتدی تهیه ولتاژ زیاد یا ولتاژ فوق العاده زیاد (E.H.T)  برای تغذیه آندهای آن می باشد این ولتاژ از یك تا 20 كیلو ولت متغیر است. معمولاً این مسئله با یك سو كننده ولتاژ زیاد مشابه آنچه در شكل نشان داده شده است انجام می گیرد.

D یك سو كننده ژرمانیومی یا سلنیومی میله ای شكل می باشد، مقاومت های تا مقسم ولتاژ را

می سازد و این ولتاژهای تغذیه به الكترودهای لامپ اشعه كاتدی اعمال می گردد. مقاومت یك پتانسیومتر است كه ولتاژ وارده را برای بایاس منفی شبكه و مقاومت روشنائی برقرار می كند، مقاومت های و یك صافی را می سازد و مقاومت و خازن با هم صافی دكوپلاژ می باشند. مقاومت نیز یك پتانسیومتر برای كنترل پتانسیل آند اول برای تمركز (ROCUSE) و برای كنترل پتانسیل آند دوم به كار رفته اند. خازن های و برای صاف كردن ضربانات استفاده شده اند. سیم پیچ L.T ترانسفورماتورـ Tr ولتاژ تغذیه گرمكن لامپ اشعه كاتدی را (كه 3/6 ولت می باشد) تهیه نماید.