Тема 6 электронно-лучевые осциллографы

6.1 Общие сведения, структурная схема и основные параметры электронно-лучевых осциллографов Общие сведения

Электронные осциллографы относятся к подгруппе С – приборы для исследования формы, спектра и нелинейных искажений сигналов. Внутри этой подгруппы они подразделяются на осциллографы универсальные С1, скоростные и стробоскопические С7, запоминающие С8 и специальные С9.

Электронно-лучевой осциллограф – это прибор для наблюдения и измерения параметров электрических сигналов, использующий отклонение одного или нескольких лучей для получения изображения мгновенных значений функционально зависимых величин, одной из которых обычно является время.

Из определения следует, что основным узлом любого электронно-лучевого осциллографа является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), с помощью которой можно наблюдать форму исследуемых сигналов и осуществлять измерение их параметров (рисунок 6.1). Наблюдаемое на экране ЭЛТ изображение называется осциллограммой.

ЭЛТ представляет собой стеклянный баллон с высоким вакуумом. Внутри баллона находятся электронный прожектор и две пары отклоняющих пластин X и Y (5 и 6 соответственно). Электронный прожектор состоит из подогревного катода 10, управляющего электрода (модулятора) 9 и двух анодов 7 и 8.

Рисунок 6.1 – Электронно-лучевая трубка

Он служит для формирования узкого луча. Изменяя отрицательный потенциал модулятора можно регулировать яркость изображения на экране. При подаче на модулятор напряжения порядка 100 В, трубка запирается полностью. Аноды ЭЛТ выполняются в виде цилиндров и предназначены для создания ускоряющего электрического поля и фокусировки электронного луча. На второй анод подается высокое напряжение порядка 1 – 5 кВ, а на первый – в несколько раз меньше. Между анодами создается неоднородное электрическое поле, фокусирующее электронный пучок. Регулировка диаметра пучка осуществляется изменением напряжения на первом аноде. При этом добиваются получения диаметра светящейся точки 0,5 – 1,0 мм. Второй анод обычно имеет нулевой потенциал относительно земли, а катод – низкий потенциал. Такой способ подключения питающих напряжений обеспечивает возможность уравнять потенциал второго анода и потенциалы отклоняющих пластин.

Для уменьшения влияния потенциала пластин на скорость движения электронов применяется послеускоряющий или третий анод 4. Он повышает четкость и яркость изображения, а также чувствительность трубки.

Для смещения электронного луча по экрану применяют две пары отклоняющих пластин, имеющих емкость в несколько пикофарад (3 – 6 пФ). Пластины расположены перпендикулярно и могут отклонять луч по горизонтали 5 и вертикали 6. Установка луча по центру осуществляется путем подачи на пластины постоянного отклоняющего напряжения. Переменное напряжение подается на пластины через разделительные емкости. В качестве экрана ЭЛТ применяется люминофор 2, который светится при подаче на него электронного луча. Наиболее распространенным цветом свечения экрана является зеленый (для наблюдения) или синий (для фотографирования). Цифрой 1 обозначен подогреватель катода (накал).