9zip.ru Инструкции Электронный осциллограф

Каждый осциллограф может быть использован в качестве осциллоскопа, каждый осциллоскоп можно с помощью фотоприставки превратить в осциллограф, поэтому различия между этими терминами делать не будем.

Осциллографы делятся на инерционные и безынерционные. К числу инерционных относятся осциллографы, у которых исследуемое напряжение или ток воздействуют на подвижную систему, обладающую заметной инерцией. Вследствие этого такие осциллографы могут быть использованы только в области низких частот, приблизительно до 10 кгц. Наиболее часто встречающимся типом таких осциллографов является магнитоэлектрический (светолучевой) осциллограф.

К числу безынерционных относится так называемый электронный осциллограф, в котором для записи исследуемого процесса используется остро сфокусированный поток (луч) электронов, движущихся с большой скоростью к экрану — поверхности, покрытой люминесцирующим составом В месте удара электронного луча об экран образуется ярко светящееся пятно, играющее такую же роль, какую играет «зайчик» в магнитоэлектрическом осциллографе.

В отличие от последнего изменение положения светящегося пятна на экране электронного осциллографа происходит в результате воздействия электрического или магнитного полей на электронный луч. Так как реакция электронною луча на это воздействие происходит практически безынерционно (даже при довольно высоких частотах), то электронным осциллографом можно исследовать процессы значительно более высоких частот, чем магнитоэлектрическим.

Электронно-лучевые трубки делятся на высоковольтные и низковольтные. В радиотехнических измерениях применяются исключительно низковольтные трубки, характерным признаком которых является накаливаемый катод.

По способу отклонения луча и его фокусировки трубки разделяются на две группы: 1) трубки, у которых фокусировка луча и отклонение его осуществляются при помощи электрических полей, и 2) трубки с фокусировкой и отклонением, осуществляемыми при помощи магнитных полей. Возможно также смешанное магнитоэлектрическое отклонение луча и его фокусировка.

В случае отклонения луча электрическими полями источники напряжения, создающие эти поля, присоединяются к конденсаторам весьма небольшой ёмкости: вследствие этою нагрузка на указанные источники получается очень малой даже при относительно высоких частотах. Кроме того, в трубках, использующих электрические поля, отклонение луча пропорционально воздействующему напряжению в очень широком диапазоне частот.

В трубках, использующих магнитные поля, отклонение луча пропорционально току, протекающему по отклоняющим катушкам и имеющему довольно значительную величину. Тем самым заметно нагружается источник тока. При подведении к отклоняющим катушкам напряжения, неизменного по величине, но различного по частоте, отклонение луча происходит обратно пропорционально частоте, что может привести к значительным ошибкам при измерении. Вследствие этого в осциллографах применяются почти исключительно трубки с фокусировкой и отклонением электрическими полями.

Электрод К — оксидный катод косвенного накала с весьма малой эмитирующей поверхностью. Электроны, излучённые катодом, попадая в ускоряющее поле первого анода, движутся к нему в виде расходящегося пучка. Часть
электронов, попадающая на первый анод, обусловливает ток в его цепи; электроны же, прошедшие через отверстия в диафрагмах анода, движутся дальше вдоль оси трубки к экрану.

Для получения чёткой осциллограммы необходимо, чтобы пятно на экране было достаточно ярким и возможно меньшего диаметра. Это достигается с помощью узкого луча электронов достаточной концентрации, падающих на экран с большой скоростью.

Так как конструкция трубки имеет аксиальную симметрию, то при правильном подборе разности потенциалов между электродами можно добиться того, что электроны сойдутся в фокус в точке, находящейся на экране, на котором появится ярко светящееся пятно малого диаметра В эксплуатационных условиях картину электрических полей в трубке изменяют обычно регулированием напряжения только на первом аноде, который называют фокусирующим.

Указанные выше недостатки отсутствуют в трубке с тремя анодами. Дополнительный анод А3 установлен между модулятором и первым (фокусирующим) анодом. Он обычно имеет форму диска или неглубокой чашки; электрически его соединяют со вторым анодом. Так как анод А3 находится непосредственно за модулятором М, то на участке между ними электронам сообщается скорость, соответствующая потенциалу второго анода, и тем самым увеличивается максимальный ток, который может быть получен при нулевом потенциале модулятора. Кроме того, электрод А3 действует как экран и заметно уменьшает влияние потенциала первого анода А1 на электростатическую линзу, образующуюся теперь между модулятором М и электродом А3. Благодаря этому изменения напряжения на первом аноде не влияют на яркость пятна.

Внутреннюю поверхность стеклянного баллона трубки покрывают почти вплоть до экрана проводящим слоем (металл или коллоидный раствор графита — так называемый аквадаг), который электрически соединяют со вторым анодом. Вследствие этого в пространстве за вторым анодом ускоряющее поле отсутствует Проводящий слой, соединённый со вторым анодом, а следовательно, с землей, экранирует отклоняющие пластины от воздействия внешних полей и нейтрализует влияние вторичных электронов, выбиваемых из экрана. При отсутствии проводящего слоя эти электроны образуют пространственный заряд, заряжающий стенки трубки, что неблагоприятно сказывается на фокусировке луча.

Для отклонения луча после второго анода установлены две пары так называемых отклоняющих пластин, образующих два взаимно-перпендидулярных конденсатора очень небольшой ёмкости, оси которых совпадают с осью трубки.

Помимо описанных выше способов отклонения луча с помощью двух пар пластин, возможно также управление яркостью свечения различных частей изображения, создаваемого лучом на экране. Это осуществляется подачей на модулятор переменного напряжения, накладывающегося на постоянное отрицательное напряжение. Если, например, к модулятору подводятся периодически повторяющиеся кратковременные положительные импульсы, то участки кривой, вычерчиваемые лучом за время действия каждого импульса, будут светиться более ярко. Это может быть использовано для получения дополнительных сведений из осциллограммы. Такое воздействие на луч называют иногда управлением по оси 1.

Экран трубки выполняют нанесением на внутреннюю поверхность основания колбы одного или нескольких слоёв люминесцирующего материала. Выбор материала экрана определяется требуемыми яркостью, цветом светящегося пятна, а также временем послесвечения. Так как человеческий глаз наиболее чувствителен к жёлтому и зеленому цветам, то в трубках, предназначенных для визуального наблюдения, используются экраны, дающие свечение зелёного цвета с небольшим временем послесвечения. В трубках, предназначенных для целей фотографирования, предпочтительнее применять экраны, дающие сине-фиолетовое свечение, более активно действующее на фотопластинку В тех случаях, когда трубка предназначена для наблюдения апериодических, неповторяющихся импульсов или периодических процессов весьма малой частоты, необходим экран с длительным временем послесвечения.

Выпускаются также трубки с двумя люминесцирующими слоями, обладающие свечением различного цвета и различным временем послесвечения Пользуясь соответствующими фильтрами, можно сделать видимым только желательное свечение.

В современных трубках луч получается весьма концентрированным, и поэтому при длительной эксплуатации трубки не следует долго держать пятно неподвижным и даже описывающим одну и ту же кривую, так как это может вызвать местное прожигание экрана.

Понравилась статья? Коля говорит: поделись с друзьями!