Сделай Сам Свою Работу на 5

Электронно-лучевая трубка

 

Основным рабочим элементом осциллографа является электронно-лучевая трубка (рис. 1).

 

Для получения термоэлектронной эмиссии катод трубки нагревают, подавая на нагреватель катода переменное напряжение. Вылетевшие из катода электроны ускоряются электрическим полем и движутся по направлению к аноду. По пути они пролетают через фокусирующий электрод, который собирает вылетевшие электроны в пучок, образуя электронный луч. Нить накала, катод, фокусирующий электрод и анод вместе называются электронной пушкой.

Электронный луч выходит через отверстие в аноде и проходит между отклоняющими пластинами двух взаимно перпендикулярных плоских конденсаторов. Если в конденсаторах создать электрическое поле, то первый конденсатор С1 может отклонять луч в одном направлении, (например, в горизонтальном), а второй конденсатор С2 — в перпендикулярном верти­кальном направлении. Пройдя отклоняющие пластины конденсаторов, электронный луч попадает в широкую часть трубки. Экран электронно-лучевой трубки покрывается веществом, которое светится под действием электронного пучка. В результате на экране видно светящееся пятно F. При правильно подобранных напряжениях на катоде, аноде и фокусирующем электроде это пятно имеет размеры порядка 1 мм в диаметре.

Регулировка размеров пятна и его яркости осуществляется регуляторами “Яркость” и “Фокусировка”, с помощью которых изменяется напряжение между отдельными электродами электронной пушки.

Положение пятна на экране можно изменять с помощью регуляторов “Смещение X” и “Смещение Y”, иногда обозначаемых “ × ®” и “ ”.

Все вышеупомянутые регуляторы выведены на лицевую панель осциллографа.

Если на пластины конденсаторов С1 и С2 (см. рис. 1) подать напряжение, то пятно F на экране перемещается как в горизонтальном (вдоль оси х), так и вертикальном (вдоль оси у) направлениях. При изменении напряжения на обоих конденсаторах пятно F перемещается по некоторой траектории в плоскости экрана.

Применение в осциллографе электронно-лучевой трубки дает возможность использовать осциллограф для наблюдения электрических сигналов, переменных во времени. Рассмотрим подробнее, как это делается. Пусть на пластины вертикального отклонения подается обычное синусо­идальное напряжение и одновременно на пластины горизонтального откло­нения подается пилообразное напряжение так, как это показано на рис. 2.

При постоянном (линейном по времени) увеличении напряжения их пятно движется по экрану слева направо с некоторой постоянной скоростью, зависящей от частоты развертки fx. Затем, когда напряжение их быстро уменьшается (за t = 10-6 ¸ 10-9 с), пятно F практически мгновенно возвращается справа налево. Через интервал времени, равный периоду пилообразного напряжения Тх = 1/ fx, движение пятна повторяется.

 


Одновременно пятно перемещается в вертикальном направлении под действием синусоидального напряжения. В итоге траектория пятна оказывается очень сложной, и-на экране наблюдается быстро меняющаяся картина. Но в случае, когда период напряжения развертки (“Пилы”) Тх есть целое кратное периода исследуемого напряжения (в данной работе синусоиды), т. е.

 

Тх = nТу , n = 1,2,3, …, (4)

 

картинка на экране окажется неподвижной. Например, при одновременном прохождении через нуль напряжений их и иу получится картина, показанная на рис. 3, б.

Обычно для получения неподвижной картинки на экране используется специальный сигнал синхронизации, вырабатываемый специальным устройством внутри осциллографа или подаваемый извне.

 

Блок-схема осциллографа

 

Кроме электронно-лучевой трубки — в осциллографе имеется целый ряд устройств, которые позволяют применять осциллограф для наблюдения и исследования различных электрических сигналов. Упрощенная блок-схема осциллографа показана на рис. 3.

Пилообразное напряжение на пластины горизонтального отклонения подается с выхода специального генератора “Развертка”, находящегося внутри осциллографа. Для того чтобы получить на экране неподвижную картинку, необходимо подобрать частоту fx = l/Tx в соответствии с формулой (4). Это осуществляется с помощью ступенчатого переключателя частот “Развертка” и ручки плавной регулировки частоты. Обычно частота fx настолько велика, что при uу = 0 экспериментатор наблюдает на экране светлую непрерывную горизонтальную полосу (на рис. 3, б она изображена пунктиром).

Исследуемое напряжение (сигнал ) подается на вход осциллографического усилителя через вход Y осциллографа. С выхода усилителя усиленное напряжение uу подается на пластины вертикального отклонения (см. рис. 3). Во многих осциллографах предусмотрена возможность подачи сигнала непосредственно на пластины трубки. Для этого необходимо вынуть перемычки, соединяющие выход усилителя с пластинами, и подключить источник сигнала (генератор) прямо к пластинам. Перемычки обычно находятся на задней или боковой панели осциллографа.

Синхронизация развертки и исследуемого сигнала осуществляется вращением специального регулятора “Синхронизация”.

 



©2015- 2017 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.