Экран электронного осциллографа

Экран представляет собой тонкий слой люминофора, способного светиться при бомбардировке его электронами. В зависимости от состава люминофора свечение экрана может быть различного цвета ( зеленого, голубого и т.д.). Люминофор обладает длинным послесвечением, что позволяет изучать и медленно изменяющиеся процессы.

При свечении экрана образуются вторичные электроны, которые, накапливаясь на экране, могут увеличивать его отрицательный заряд до большой величины, что нарушит нормальную работу электронно-лучевой трубки. Для отвода вторичных электронов с экрана расширенную часть внутренней поверхности колбы покрывают электропроводящим слоем - аквадагом, который соединяют через анод А2 с положительным полюсом источника питания осциллографа.

Система отклоняющих пластин

Данная система состоит из двух пар взаимно перпендикулярных пластин: YY и XX. Электронный луч, двигаясь в электрическом поле пластин, отклоняется к пластине, потенциал которой положителен. Пластины YY, электрическое поле которых отклоняет электронный луч в вертикальном направлении, называют вертикально-отклоняющими (рис.5,а). Пластины XX, электрическое поле которых отклоняет луч в горизонтальном направлении, называют горизонтально-отклоняющими (рис.5,б).

Рис.5

Изменяя напряжение на пластинах, можно перемещать электронный луч на экране осциллографа в двух взаимно перпендикулярных направлениях: в вертикальном и горизонтальном ( рис. 5 а, б).

Исследуемый сигнал подается на YY пластины. На экране осциллографа можно получить кривую, изображающую форму исследуемого сигнала. Для этого одновременно с исследуемым сигналом на XX пластины подается напряжение пилообразной формы (рис.6), которое, постепенно увеличиваясь, вызывает равномерное движение электронного луча по горизонтали.

Таким образом получают развертку исследуемого сигнала по горизонтали пропорционально времени, то есть графическое изображение зависимости напряжения от времени. Если период пилообразного напряжения T_разв. кратен периоду исследуемого сигнала T_иссл.., то есть Т_разв.= n·T_иссл., где n=1,2,3, ....., изображение на экране окажется единственным и неподвижным ( рис.7, а).

Рис.6

Рис. 6

Рис.7

Пилообразное напряжение горизонтальной развертки вырабатывает специальный генератор пилообразного напряжения, который называют генератором развертки.

Генератор развертки

Принцип работы генератора пилообразного напряжения основан на периодической зарядке и разрядке конденсатора.

Рассмотрим упрощенную схему генератора ( рис.8). Пусть переключатель К находится в положении 1. Конденсатор С начинает заряжаться через зарядное сопротивление R_зар зарядным током i_зар. Напряжение на конденсаторе увеличивается по экспоненциальному закону (рис.9, кривая 1).

Для напряжения развертки используют только линейный участок экспоненты 1. При достижении на конденсаторе напряжения развертки U_разв. переключатель К переводится в положение 2 ( рис.8), и конденсатор начинает разряжаться через сопротивление R_разр. Сопротивления R_зар и R_разр подбирают так, чтобы R_разр« R_зар, поэтому разряд конденсатора происходит значительно быстрее заряда, то есть t_разр« t_зар.

После разрядки переключатель К снова переводится в положение 1 и процесс повторяется (рис.9, кривая 2). В электронных осциллографах переключатель К может быть выполнен на неоновой лампе или радиолампе, транзисторе или микросхеме. Управление переключателем в электронном осциллографе осуществляется генератором коротких импульсов.