Спотворення в електронно-променевих трубках
Для отримання неспотвореної осцилограми на екрані електронно - променевої трубки необхідно, щоб відхилення електронного променя по екрану було строго пропорційне прикладеній напрузі до відхиляючої системи як по першій, так і по другій осі. Спотворення буде залежати від способу підключення напруги до пластин. Найбільш простим підключенням являється несиметричне підключення, коли одна із пластин підключається до анода і заземлюється, а на другу подається напруга відносно загальної шини.
Рисунок 25. Спотворення в електронно-променевій трубці.
Таке підключення напруги називається несиметричним, тому що прискорювальна напруга відносно осі, яка визначає відхилення променя буде Uпр.=Uа2 +Uу/2
Тобто напруженість поля відносно осі, яка визначить відхилення променя буде не симетричним рис.25. Тобто напруженість поля відносно осі і пластин першої і другої буде різна в залежності від полярності прикладеної напруги. Чутливість електронно - променевої трубки в цьому випадку буде різною відносно осі. Чутливість електронно - променевої трубки залежить також від напруг, які прикладені до пластин X i Y, тому що неоднорідне поле яке, створиться між цими пластинами, створює додаткову електронну лінзу, яка впливає на відхилення променя відносно осі. Цей ефект дає трапецевидні спотворення, так що з одного краю напруга буде більша ( і відповідно відхилення буде більше), а з другого відхилення менше рис.25. Для боротьби з цими спотвореннями в сучасних електронно - променевих трубках відхиляючу напругу підключають до відхиляючої системи симетрично відносно осі електронно - променевої трубки. Тоді в цьому випадку для обох пар пластин напруга, яка діє на електрон буде рівна:
.
Щоб позбавитися трапецевидних спотворень необхідно зробити так, щоб між відхиляючими пластинами не створювалась електронна лінза, тому в сучасних осцилографічних трубках між пластинами X i Y вбудовують металевий екран, який по центру осі трубки має квадратний отвір, щоб електронний промінь вільно проходив від однієї пари пластин до іншої.
Частотні спотворення.
При швидкій зміні напруги, яка підключається до пластин, на електрони, які попадають в поле дії відхиляючої напруги, буде діяти різна напруга на початку пластин і при вильоті із пластин, це буде залежати від часу прольоту електронів в полі дії кожної пари пластин, і при дослідженні не синусоїдальних сигналів особливо прямокутної форми, тому що цей сигнал має безконечний спектр, у якому високочастотна складова впливає на тривалість фронтів.
Час прольоту електрона через пластину довжиною l1буде при умові, що електрон має швидкість v0
При дії відхиляючої напруги Uу = Umsinωt отримаємо швидкість в напрямі осі у. Знайдемо залежність чутливості трубки від частоти при умові що на відхиляючі пластини підведена синусоїдальна напруга.
За час прольоту у відхиляючому полі електрон отримує швидкість в напрямку відхилення. Після інтегрування отримаємо
Кут відхилення при вильоті електрона із відхиляючої системи знайдемо як
Тоді відхилення плями на екрані буде рівним
де
Знайдемо чутливість трубки
Таким чином зі збільшенням кута вильоту ωτ чутливість трубки зменшується що потрібно враховувати при дослідженні не синусоїдальних сигналів які мають високо частотні складові.