УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

Электронный осциллограф (или осциллограф электроннолучевой) используется для визуального наблюдения, исследования формы и измерения амплитудных и временных параметров электрических сигналов. Электронный осциллограф используется также для нахождения функциональной связи между двумя или более электрическими величинами (или преобразованными в электрические). Основным узлом электронного осциллографа является электроннолучевая трубка, на экране которой с помощью электронного луча создается изображение электрического сигнала, например, в зависимости от времени.

Электронный осциллограф является современным прибором, предназначенным для исследования быстропеременных электрических процессов. Осциллограф обладает высокой чувствительностью, сравнительно большой точностью измерений и является практически безинерционным прибором.

Основные узлы (блоки) электронного осциллографа:

  • 1) электронно-лучевая трубка;
  • 2) усилители вертикального и горизонтального отклонения луча;
  • 3) блок развертки;
  • 4) блок синхронизации;
  • 5) блок питания.

Л. Электронно-лучевая трубка

Электронно-лучевые трубки делятся на два типа - с электростатическим и электромагнитным управлением электронным лучом. В первом случае управление электронным лучом осуществляется электрическим полем, во втором - магнитным. Далее рассматривается устройство и принцип работы электронно-лучевой трубки с электростатическим управлением.

Электронно-лучевая трубка (рис. 3) представляет собой ваку- умированный стеклянный баллон (давление около 10 мм рт. ст.), внутри которого находятся электронная пушка, отклоняющие пластины и экран.

Электронно-лучевая трубка

Рис. 3. Электронно-лучевая трубка

Электронная пушка предназначена для получения и фокусировки на экране электронного луча. Она состоит из нити накала 1, катода 2, управляющего электрода - сетки 3 и двух анодов 4, 5. Управляющий электрод предназначен для регулировки яркости (интенсивности) электронного луча. С помощью анодов производятся фокусировка и ускорение электронного пучка.

Электроны, испускаемые нагретым катодом вследствие термоэлектронной эмиссии, ускоряются электрическим полем, создаваемым системой анодов. Первый анод 4 - цилиндрический с двумя или тремя диафрагмами, которые служат для улавливания электронов, не удовлетворяющих условию фокусировки. Второй анод 5 - также цилиндрический, но большего диаметра.

Оба анода имеют положительные потенциалы относительно катода, потенциал первого анода Uai ~ 1 кВ, потенциал второго анода Ua2 ~ 4 кВ. Работа электрического поля (А = e-Ua), создаваемого системой анодов, идет на увеличение кинетической энергии электронов в электронном луче:

Под действием электрического поля анодов электроны развивают скорость порядка 103— 104 м/с и быстро достигают экрана. Экран покрыт специальным люминесцирующим составом, который светится под действием ударов электронов. Таким образом, электронный луч прочерчивает видимый глазом след на экране осциллографа.

Управляющий электрод - сетка 3, выполненный в виде цилиндра с отверстием, имеет отрицательный потенциал относительно катода. Поле этого электрода сжимает электронный пучок, отклоняя его к оси трубки. При этом интенсивность электронного пучка, проходящего через отверстие, а, следовательно, и яркость луча на экране осциллографа изменяется.

Электронный луч можно направить в любую точку экрана 8 с помощью двух пар управляющих пластин 6 и 7, на которые подается соответствующее напряжение. Под действием электрического поля отклоняющих пластин пучок электронов смещается в горизонтальном или в вертикальном направлении. Малая масса электронов обеспечивает малую инерционность электронного луча, поэтому электронный луч практически мгновенно реагирует на изменения напряжений на отклоняющих пластинах.

Более подробно с принципом фокусировки электронного пучка и действием отклоняющих пластин на электронный луч можно ознакомиться в разделах 1.7 и 1.8.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >