علم و فناوری

طرح ساده طبقاتي يك اسيلوسكوپ اشعه كاتدي نشان داده شده است. طبقات اين اسيلوسكوپ شامل لامپ اشعه كاتديCRT ، تقويت كننده مرورX-Amp و قسمت منبع تغذيه PUمي باشد.

طرح طبقاتي اسيلوسکوپ ساده و طرح ساده لامپ اشعه کاتدي

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

را پايان به يك پرده نيمه شفاف پوشيده از فسفر رسانس برخورد مي نمايد.
محلي كه الكترونها به صورت اشعه در مي آيند لوله پرتاب الكترون ELECTRON GUN گفته مي شود. ساختمان ساده لامپ نشان داده شده، لوله پرتاب مركب از يك كاتد K ، يك شبكه G (الكترود كنترل) و آندهاي است. شدت اشعه الكترون توسط شبكه اي به همان 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 الكترواستاتيكي توسط صفحات انحراف تهيه مي گردند و به صورت دو وضع افقي(ياX) و عمودي(ياY) با زاويه قائمه نسبت به هم قرار دارند. ميدانهاي انحراف دهنده با اعمال ولتاژ مناسب 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 مي نمايند. در لامپ اشعه كاتدي وارد نمودن سيگنال مورد نظر به صفحاتY و اعمال يك ولتاژ استاندارد به صفحاتX مرسوم است، به طوري كه تركيب آنها محورهاي مختصات را پديد مي آورند. 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(TIME BASE) مي گويند ساخته مي شود.

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. براي يك جفت صفحات انحراف دهنده موازي، حساسيت انحراف تقريباً با رابطه زير به دست مي آيد.

كه در آن:

B   طول صفحات انحراف

 M  فاصله وسط صفحات تا پرده

 D  فاصله بين صفحات

  پتانسيل آند دوم

است. معمولاً حساسيت انحراف لامپهاي اشعه كاتدي از 1/0 تا 5/0 ميلي متر بر ولت است
يك سو كننده ولتاژ زياد و مرور

مسئله بسيار ويژه در اسيلوسكپ هاي اشعه كاتدي تهيه ولتاژ زياد يا ولتاژ فوق العاده زياد(E.H.T) 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  نشان داده شده است انجام مي گيرد.

 D يك سو كننده ژرمانيومي يا سلنيومي ميله اي شكل مي باشد، مقاومت هاي تا 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 نيز يك پتانسيومتر براي كنترل پتانسيل آند اول براي تمركز(ROCUSE) و براي كنترل پتانسيل آند دوم به كار رفته اند. خازنهاي و براي صاف كردن ضربانات استفاده شده اند. سيم پيچ L.T ترانسفورماتورـ Tr ولتاژ تغذيه گرمكن لامپ اشعه كاتدي را (كه 3/6 ولت مي باشد) تهيه نمايد.

طرح مدار يک يکسو کنده ولتاژزياد

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.