اسيلوسكوپ اشعه كاتدي يك دستگاه نمايش دهنده است. در صورتي كه ديگر دستگاههاي نمايش
دهنده فقط مقدار ولتاژ يا مقادير ديگر الكتريكي را نمايش مي دهند اما اسيلوسكوپ اشعه كاتدي
قادر است مقدار، فاز، فركانس موج و روابط بين مقادير آنها را نمايش دهد .خلاصه اطلاعات بسيار
زيادي از نظر كمي و كيفي در مورد كارهاي اندازه گيري الكترونيك به اسيلوسكوپ داده شده است و
با قسمت هاي متعلق به دستگاه هر اندازه گيري با رديف فركانسهاي زياد با اسيلوسكوپ امكان پذير
است.
7) نشان داده شده است. طبقات اين - طرح ساده طبقاتي يك اسيلوسكوپ اشعه كاتدي در شكل( 1
مي PU و قسمت منبع تغذيه X-Amp تقويت كننده مرور ،CRT اسيلوسكوپ شامل لامپ اشعه كاتدي
باشد.
لامپ اشعه كاتدي
لامپ اشعه كاتدي در واقع يك لامپ خلاء است كه الكترونهاي آن از يك كاتد گرم منتشر شده و براي
رساندن به سرعت كافي ابتداء شتاب داده مي شوند، سپس به شكل اشعه در آمده و در پايان به يك
پرده نيمه شفاف پوشيده از فسفر رسانس برخورد مي نمايد.
گفته ) ELECTRON GUN ( محلي كه الكترونها به صورت اشعه در مي آيند لوله پرتاب الكترون
يك ، K مي شود. ساختمان ساده لامپ در شكل 1 نشان داده شده، لوله پرتاب مركب از يك كاتد
الكترود كنترل) و آندهاي شماره 1و 2 است. شدت اشعه الكترون توسط شبكه اي به همان G ( شبكه
شكل لامپ الكترون معمولي، كنترل مي شود. آند اول در پناسيل مثبت نسبت به كاتد كار مي كند. از
اين رو الكترونها هنگام عبور از اين شبكه شتاب مي گيرند و با شكاف كوچكي در وسط آن اشعه
الكتروني تهيه مي گردد. الكترونهاي بيرون آمده از آند اول عملاً در مسير خط مستقيمي حركت مي
كنند، ليكن نيروي دافعه بين الكترونها دور شدن اشعه را از هم به وجود مي آورند. اين تمايل توسط
ميدانهاي الكترواستاتيكي با قرار دادن پتانسيل در آند اول و دوم لامپ كنترل مي شود، از اين رو
تقارب اشعه الكتروني لامپ توسط آندهاي اول و دوم نسبت به محور خود يك عدسي الكتروني
تشكيل مي دهند. معمولاً پتانسيل آند دوم ثابت است و پتانسيل آند اول براي تمركز اشعه متغير مي
باشد، به همين دليل آند اول را الكترود تمركز دهنده نيز مي گويند.
منحرف شدن اشعه الكتروني به روي پرده به طور الكترواستاتيكي انجام مي گيرد. انحراف
و X) الكترواستاتيكي توسط صفحات انحراف تهيه مي گردند و به صورت دو وضع افقي(يا
با زاويه قائمه نسبت به هم قرار دارند. ميدانهاي انحراف دهنده با اعمال ولتاژ مناسب Y) عمودي(يا
بين هر دو جفت صفحات انجام مي پذيرد.
وقتي كه ولتاژهاي مختلفي به طور تناوبي به دو جفت صفحات انحراف دهنده وارد مي شوند اشعه
الكتروني به طرف بالا و پايين و همچنين در عرض پرده به ترتيب با تغيير مقدار و قطبين ولتاژ حركت
و اعمال يك ولتاژ Y مي نمايند. در لامپ اشعه كاتدي وارد نمودن سيگنال مورد نظر به صفحات
مرسوم است، به طوري كه تركيب آنها محورهاي مختصات را پديد مي آورند. X استاندارد به صفحات
در تجزيه مدار الكتريكي معمولاً يك چيز در مورد تغييرات مقادير نسبت به زمان جلب نظر مي كند،
بنابراين سيگنال مجهول به صفحات عمودي وارد شده و حركت عرضي(مروري) در پرده مستقيماً
متناسب با زمان است و اين زمان توسط صفحات افقي با استفاده از ولتاژي كه آن را ولتاژ مرور
مي گويند ساخته مي شود. (TIME BASE)
در اين صورت مقداري كه نقطه نوراني روي پرده حركت كرده مربوط به دامنه ولتاژ وارد به صفحات
انحراف دهنده مي باشد و اين پارامتر حساسيت انحراف لامپ اشعه كاتدي ناميده مي شود، آن را مي
توان به صورت ولتاژ(يا جريان) لازم براي حركت نقطه نوراني در فاصله مشخصي روي پرده لامپ
اشعه كاتدي تعريف نمود. معمولاً حساسيت انحراف(به طور جداگانه براي هر جفت صفحات) به ميلي
متر بر ولت(يا بر ميلي آمپر (بيان مي شود. حساسيت انحراف از نظر مقدار مربوط به طرح اشعه
كاتدي و شرايط كار آن مي باشد. يك سو كننده ولتاژ زياد و مرور
(E.H.T) مسئله بسيار ويژه در اسيلوسكپ هاي اشعه كاتدي تهيه ولتاژ زياد يا ولتاژ فوق العاده زياد
براي تغذيه آندهاي آن مي باشد اين ولتاژ از يك تا 20 كيلو ولت متغير است. معمولاً اين مسئله با يك
سو كننده ولتاژ زياد مشابه آنچه در شكل 2 نشان داده شده است انجام مي گيرد.
يك سو كننده ژرمانيومي يا سلنيومي ميله اي شكل مي باشد، مقاومت هاي تا D ، با مراجعه به شكل 2
مقسم ولتاژ را مي سازد و اين ولتاژهاي تغذيه به الكترودهاي لامپ اشعه كاتدي اعمال مي گردد.
مقاومت يك پتانسيومتر است كه ولتاژ وارده را براي باياس منفي شبكه و مقاومت روشنائي برقرار مي
كند، مقاومت هاي و يك صافي را مي سازد و مقاومت و خازن با هم صافي دكوپلاژ مي باشند. مقاومت
و براي كنترل پتانسيل آند (ROCUSE) نيز يك پتانسيومتر براي كنترل پتانسيل آند اول براي تمركز
L.T دوم به كار رفته اند. خازنهاي و براي صاف كردن ضربانات استفاده شده اند. سيم پيچ
6 ولت مي باشد) تهيه نمايد. / ولتاژ تغذيه گرمكن لامپ اشعه كاتدي را (كه 3 Tr ترانسفورماتور
قبلاً يادآوري شده است، طرح نمايش تغييرات كميت مجهول نسبت به زمان روي پرده لامپ اشعه
كاتدي با وارد نمودن سيگنال مورد نظر به صفحات انحراف عمودي و اعمال يك ولتاژ مرور به صفحات
انحراف افقي صورت مي گيرد، ولتاژ مرور بايد خطي باشد زيرا انحراف در جهت افقي مستقيماً با
زمان متناسب است. پس نقطه نوراني توسط مرور در جهت افقي با يك سرعت ثابت كشيده مي شود و
اين نقطه نيز به طور عمودي توسط تغييرات سيكل ولتاژ وارده منحرف مي گردد. در نتيجه نقطه
نوراني روي پرده شكل موج را به همان طريقي كه معمولاً به صورت ترسيمي مي كشند به معرض
نمايش در مي آورد .
اگر دوره تناوب ولتاژ متناوب وارد به صفحات عمودي برابر با دوره تناوب مرور باشد بديهي است كه
هر دو موج در همان صفحات در همان لحظه از زمان، مرور را شروع خواهند كرد و طرح نمايش داده
شده دقيقاً بر مبناي همان تصوير واقعي قرار مي گيرد. چيزي كه ديده مي شود شكل ساكني خواهد
بود كه مي توان از آن عكس برداري نمود.
براي اينكه مرور بتواند به طور دوره اي تكرار شود بايد ولتاژ مرور همانطور كه در شكل 3 نشان داده
بالا مي رود و سپس Vmax شده است شكل موج دندانه اره اي داشته باشد. ولتاژ به طور خطي تا
بر مي گردد. بنابراين در پايان مرور عرضي پرده نقطه نوراني به سمت VST سريعاً به ولتاژ شروع
مي گويند و (FLY -BACK) چپ براي مرور بعدي آماده مي شود. به اين عمل ، برگشت اشعه
گفته مي شود. FLY BACK TIME زمان مربوط به آن، زمان برگشت اشعه
شكل 3 ولتاژ دندانه اره اي مرور
ملزومات ولتاژ مرور عبارتند از:
هنگام مرور به طرف جلو اين ولتاژ بايد خطي بوده تا مستقيماً با زمان متناسب باشد.
زمان برگشت اشعه فقط بايد كسر خيلي كوچكي از مدت زمان و مرور به طرف جلو باشد.
اين ولتاژ بايد به قدر كافي قوي باشد تا مرور در تمام طول افقي پرده انجام گيرد.
مدارهاي مختلفي در مولدهاي مرور به كار مي روند. ليكن اصول اساسي همگي آنها يكسان است.
مثلاً يك خازن به تدريج شارژ شده و سپس وقتي به يك ولتاژ معيني مي رسد به طور ناگهاي تخليه مي
شود، در هر صورت ولتاژ دو سر خازن به طور تناوبي دائماً افزايش يكنواخت و در يك لحظه كاهش
دارد.
از C 7) مولد مرور ساده اي را با استفاده از يك لامپ گازي نئون نشان مي دهد، خازن - شكل( 5
شارژ مي گردد. R و مقاومت متغير 1 V طريق منبع ولتاژ ثابت
برابر C قرار گرفته است. وقتي ولتاژ دوسر خازن R در دو سر لامپ گازي و مقاومت 2 C ولتاژ خازن
7) مي شود، شكست هدايتي لامپ گازي و تخليه - در شكل( 5 (Vmax) با ولتاژ شكست لامپ گازي
ناگهاني خازن از طريق آن طوري انجام ميگيرد تا ولتاژ خازن به ميزاني معادل ولتاژ تهيج لامپ تنزل
يابد. در اين لحظه لامپ گازي قطع كرده و عبور جريان تخليه متوقف مي شود و خازن سيكل جديد
شارژ خود را شروع مي كند، در نتيجه ولتاژ دو سر خازن شكل موج دندانه اره اي شبيه خط چين
5) دارد. زمان تخليه بايستي فقط كسري از زمان شارژ كه با حاصل ضرب - نشان داده شده در شكل( 7
ثابت زماني) تعيين مي شود باشد. RICI (
مدار مرور تشريح شده در فوق كمتر براي توليد مرور نقطه نوراني در مدار افقي پرده اسيلوسكوپ به
كار مي رود، از اين رو از مولد مرور به كمك لامپ تيراترون استفاده مي شود. در اين مولد مرور تا
مادامي كه ولتاژ خازن پايين تر از ولتاژ شكست لامپ است آند تيراترون جريان خيلي كمي مي كشد،
وقتي ولتاژ خازن به مقدار ولتاژ شكست مي رسد ناگهان هدايت تيراترون شكسته شده و خازن سريعاً
در لامپ تخليه مي كند و جريان هدايتي مدار به حداكثر مي رسد، ولتاژ خازن تقريباً به طور آني به
R ولتاژ تهيج لامپ تنزل مي يابد، ولتاژي كه به خازن اجازه تخليه مي دهد توسط پتانسيونر
مقاومت محدود كننده جريان شبكه لامپ قابل تنظيم است. بنابراين دامنه ولتاژ دندانه اره اي RO و
)7- محدود كننده جريان آند لامپ مي باشد(شكل 6 Rlim مي تواند با آن تنظيم شود، مقاومت
نحوه مروري كه در بالا اشاره شده است يكي مرور ثابتي در پرده لامپ اشعه كاتدي به وجود مي
آورد و فركانس ولتاژ مرور فقط برابر يا چند برابر فركانس سيگنال ورودي مي باشد، در وضعيت هاي
ديگري كه فركانس يك كم تغيير مي كند مرور"دوندگي" و يا تبديل به لكه روشني روي پرده خواهد
شد.
#$V686
دهنده فقط مقدار ولتاژ يا مقادير ديگر الكتريكي را نمايش مي دهند اما اسيلوسكوپ اشعه كاتدي
قادر است مقدار، فاز، فركانس موج و روابط بين مقادير آنها را نمايش دهد .خلاصه اطلاعات بسيار
زيادي از نظر كمي و كيفي در مورد كارهاي اندازه گيري الكترونيك به اسيلوسكوپ داده شده است و
با قسمت هاي متعلق به دستگاه هر اندازه گيري با رديف فركانسهاي زياد با اسيلوسكوپ امكان پذير
است.
7) نشان داده شده است. طبقات اين - طرح ساده طبقاتي يك اسيلوسكوپ اشعه كاتدي در شكل( 1
مي PU و قسمت منبع تغذيه X-Amp تقويت كننده مرور ،CRT اسيلوسكوپ شامل لامپ اشعه كاتدي
باشد.
لامپ اشعه كاتدي
لامپ اشعه كاتدي در واقع يك لامپ خلاء است كه الكترونهاي آن از يك كاتد گرم منتشر شده و براي
رساندن به سرعت كافي ابتداء شتاب داده مي شوند، سپس به شكل اشعه در آمده و در پايان به يك
پرده نيمه شفاف پوشيده از فسفر رسانس برخورد مي نمايد.
گفته ) ELECTRON GUN ( محلي كه الكترونها به صورت اشعه در مي آيند لوله پرتاب الكترون
يك ، K مي شود. ساختمان ساده لامپ در شكل 1 نشان داده شده، لوله پرتاب مركب از يك كاتد
الكترود كنترل) و آندهاي شماره 1و 2 است. شدت اشعه الكترون توسط شبكه اي به همان G ( شبكه
شكل لامپ الكترون معمولي، كنترل مي شود. آند اول در پناسيل مثبت نسبت به كاتد كار مي كند. از
اين رو الكترونها هنگام عبور از اين شبكه شتاب مي گيرند و با شكاف كوچكي در وسط آن اشعه
الكتروني تهيه مي گردد. الكترونهاي بيرون آمده از آند اول عملاً در مسير خط مستقيمي حركت مي
كنند، ليكن نيروي دافعه بين الكترونها دور شدن اشعه را از هم به وجود مي آورند. اين تمايل توسط
ميدانهاي الكترواستاتيكي با قرار دادن پتانسيل در آند اول و دوم لامپ كنترل مي شود، از اين رو
تقارب اشعه الكتروني لامپ توسط آندهاي اول و دوم نسبت به محور خود يك عدسي الكتروني
تشكيل مي دهند. معمولاً پتانسيل آند دوم ثابت است و پتانسيل آند اول براي تمركز اشعه متغير مي
باشد، به همين دليل آند اول را الكترود تمركز دهنده نيز مي گويند.
منحرف شدن اشعه الكتروني به روي پرده به طور الكترواستاتيكي انجام مي گيرد. انحراف
و X) الكترواستاتيكي توسط صفحات انحراف تهيه مي گردند و به صورت دو وضع افقي(يا
با زاويه قائمه نسبت به هم قرار دارند. ميدانهاي انحراف دهنده با اعمال ولتاژ مناسب Y) عمودي(يا
بين هر دو جفت صفحات انجام مي پذيرد.
وقتي كه ولتاژهاي مختلفي به طور تناوبي به دو جفت صفحات انحراف دهنده وارد مي شوند اشعه
الكتروني به طرف بالا و پايين و همچنين در عرض پرده به ترتيب با تغيير مقدار و قطبين ولتاژ حركت
و اعمال يك ولتاژ Y مي نمايند. در لامپ اشعه كاتدي وارد نمودن سيگنال مورد نظر به صفحات
مرسوم است، به طوري كه تركيب آنها محورهاي مختصات را پديد مي آورند. X استاندارد به صفحات
در تجزيه مدار الكتريكي معمولاً يك چيز در مورد تغييرات مقادير نسبت به زمان جلب نظر مي كند،
بنابراين سيگنال مجهول به صفحات عمودي وارد شده و حركت عرضي(مروري) در پرده مستقيماً
متناسب با زمان است و اين زمان توسط صفحات افقي با استفاده از ولتاژي كه آن را ولتاژ مرور
مي گويند ساخته مي شود. (TIME BASE)
در اين صورت مقداري كه نقطه نوراني روي پرده حركت كرده مربوط به دامنه ولتاژ وارد به صفحات
انحراف دهنده مي باشد و اين پارامتر حساسيت انحراف لامپ اشعه كاتدي ناميده مي شود، آن را مي
توان به صورت ولتاژ(يا جريان) لازم براي حركت نقطه نوراني در فاصله مشخصي روي پرده لامپ
اشعه كاتدي تعريف نمود. معمولاً حساسيت انحراف(به طور جداگانه براي هر جفت صفحات) به ميلي
متر بر ولت(يا بر ميلي آمپر (بيان مي شود. حساسيت انحراف از نظر مقدار مربوط به طرح اشعه
كاتدي و شرايط كار آن مي باشد. يك سو كننده ولتاژ زياد و مرور
(E.H.T) مسئله بسيار ويژه در اسيلوسكپ هاي اشعه كاتدي تهيه ولتاژ زياد يا ولتاژ فوق العاده زياد
براي تغذيه آندهاي آن مي باشد اين ولتاژ از يك تا 20 كيلو ولت متغير است. معمولاً اين مسئله با يك
سو كننده ولتاژ زياد مشابه آنچه در شكل 2 نشان داده شده است انجام مي گيرد.
يك سو كننده ژرمانيومي يا سلنيومي ميله اي شكل مي باشد، مقاومت هاي تا D ، با مراجعه به شكل 2
مقسم ولتاژ را مي سازد و اين ولتاژهاي تغذيه به الكترودهاي لامپ اشعه كاتدي اعمال مي گردد.
مقاومت يك پتانسيومتر است كه ولتاژ وارده را براي باياس منفي شبكه و مقاومت روشنائي برقرار مي
كند، مقاومت هاي و يك صافي را مي سازد و مقاومت و خازن با هم صافي دكوپلاژ مي باشند. مقاومت
و براي كنترل پتانسيل آند (ROCUSE) نيز يك پتانسيومتر براي كنترل پتانسيل آند اول براي تمركز
L.T دوم به كار رفته اند. خازنهاي و براي صاف كردن ضربانات استفاده شده اند. سيم پيچ
6 ولت مي باشد) تهيه نمايد. / ولتاژ تغذيه گرمكن لامپ اشعه كاتدي را (كه 3 Tr ترانسفورماتور
قبلاً يادآوري شده است، طرح نمايش تغييرات كميت مجهول نسبت به زمان روي پرده لامپ اشعه
كاتدي با وارد نمودن سيگنال مورد نظر به صفحات انحراف عمودي و اعمال يك ولتاژ مرور به صفحات
انحراف افقي صورت مي گيرد، ولتاژ مرور بايد خطي باشد زيرا انحراف در جهت افقي مستقيماً با
زمان متناسب است. پس نقطه نوراني توسط مرور در جهت افقي با يك سرعت ثابت كشيده مي شود و
اين نقطه نيز به طور عمودي توسط تغييرات سيكل ولتاژ وارده منحرف مي گردد. در نتيجه نقطه
نوراني روي پرده شكل موج را به همان طريقي كه معمولاً به صورت ترسيمي مي كشند به معرض
نمايش در مي آورد .
اگر دوره تناوب ولتاژ متناوب وارد به صفحات عمودي برابر با دوره تناوب مرور باشد بديهي است كه
هر دو موج در همان صفحات در همان لحظه از زمان، مرور را شروع خواهند كرد و طرح نمايش داده
شده دقيقاً بر مبناي همان تصوير واقعي قرار مي گيرد. چيزي كه ديده مي شود شكل ساكني خواهد
بود كه مي توان از آن عكس برداري نمود.
براي اينكه مرور بتواند به طور دوره اي تكرار شود بايد ولتاژ مرور همانطور كه در شكل 3 نشان داده
بالا مي رود و سپس Vmax شده است شكل موج دندانه اره اي داشته باشد. ولتاژ به طور خطي تا
بر مي گردد. بنابراين در پايان مرور عرضي پرده نقطه نوراني به سمت VST سريعاً به ولتاژ شروع
مي گويند و (FLY -BACK) چپ براي مرور بعدي آماده مي شود. به اين عمل ، برگشت اشعه
گفته مي شود. FLY BACK TIME زمان مربوط به آن، زمان برگشت اشعه
شكل 3 ولتاژ دندانه اره اي مرور
ملزومات ولتاژ مرور عبارتند از:
هنگام مرور به طرف جلو اين ولتاژ بايد خطي بوده تا مستقيماً با زمان متناسب باشد.
زمان برگشت اشعه فقط بايد كسر خيلي كوچكي از مدت زمان و مرور به طرف جلو باشد.
اين ولتاژ بايد به قدر كافي قوي باشد تا مرور در تمام طول افقي پرده انجام گيرد.
مدارهاي مختلفي در مولدهاي مرور به كار مي روند. ليكن اصول اساسي همگي آنها يكسان است.
مثلاً يك خازن به تدريج شارژ شده و سپس وقتي به يك ولتاژ معيني مي رسد به طور ناگهاي تخليه مي
شود، در هر صورت ولتاژ دو سر خازن به طور تناوبي دائماً افزايش يكنواخت و در يك لحظه كاهش
دارد.
از C 7) مولد مرور ساده اي را با استفاده از يك لامپ گازي نئون نشان مي دهد، خازن - شكل( 5
شارژ مي گردد. R و مقاومت متغير 1 V طريق منبع ولتاژ ثابت
برابر C قرار گرفته است. وقتي ولتاژ دوسر خازن R در دو سر لامپ گازي و مقاومت 2 C ولتاژ خازن
7) مي شود، شكست هدايتي لامپ گازي و تخليه - در شكل( 5 (Vmax) با ولتاژ شكست لامپ گازي
ناگهاني خازن از طريق آن طوري انجام ميگيرد تا ولتاژ خازن به ميزاني معادل ولتاژ تهيج لامپ تنزل
يابد. در اين لحظه لامپ گازي قطع كرده و عبور جريان تخليه متوقف مي شود و خازن سيكل جديد
شارژ خود را شروع مي كند، در نتيجه ولتاژ دو سر خازن شكل موج دندانه اره اي شبيه خط چين
5) دارد. زمان تخليه بايستي فقط كسري از زمان شارژ كه با حاصل ضرب - نشان داده شده در شكل( 7
ثابت زماني) تعيين مي شود باشد. RICI (
مدار مرور تشريح شده در فوق كمتر براي توليد مرور نقطه نوراني در مدار افقي پرده اسيلوسكوپ به
كار مي رود، از اين رو از مولد مرور به كمك لامپ تيراترون استفاده مي شود. در اين مولد مرور تا
مادامي كه ولتاژ خازن پايين تر از ولتاژ شكست لامپ است آند تيراترون جريان خيلي كمي مي كشد،
وقتي ولتاژ خازن به مقدار ولتاژ شكست مي رسد ناگهان هدايت تيراترون شكسته شده و خازن سريعاً
در لامپ تخليه مي كند و جريان هدايتي مدار به حداكثر مي رسد، ولتاژ خازن تقريباً به طور آني به
R ولتاژ تهيج لامپ تنزل مي يابد، ولتاژي كه به خازن اجازه تخليه مي دهد توسط پتانسيونر
مقاومت محدود كننده جريان شبكه لامپ قابل تنظيم است. بنابراين دامنه ولتاژ دندانه اره اي RO و
)7- محدود كننده جريان آند لامپ مي باشد(شكل 6 Rlim مي تواند با آن تنظيم شود، مقاومت
نحوه مروري كه در بالا اشاره شده است يكي مرور ثابتي در پرده لامپ اشعه كاتدي به وجود مي
آورد و فركانس ولتاژ مرور فقط برابر يا چند برابر فركانس سيگنال ورودي مي باشد، در وضعيت هاي
ديگري كه فركانس يك كم تغيير مي كند مرور"دوندگي" و يا تبديل به لكه روشني روي پرده خواهد
شد.
#$V686