Получение изображения на экране элт
Для получения на экране графика исследуемого процесса в прямоугольной системе координат служат две пары взаимно перпендикулярных отклоняющих пластин.
На первую пару пластин горизонтально – отклоняющих 8 обычно подается, так называемое пилообразное напряжение, или напряжение развертки Ux. Это напряжение вырабатывается специальным генератором. Оно медленно нарастает по линейному закону и очень быстро спадает до нуля (рис. 5 а). Электрическое поле между пластинами в этом случае вызывает равномерное смещение электронного луча по горизонтали и быстрое его возвращение в первоначальное положение, что соответствует развертке во времени в определенном масштабе изучаемого процесса Uy.
Вторая пара пластин называется вертикально отклоняющими 9 (расположены горизонтально). На них подается исследуемое напряжение Uy с входа «у» на панели осциллографа. Под действием обоих электрических полей пятно на экране перемещается по сложной траектории и, в зависимости от закона изменения исследуемого сигнала, на экране наблюдается соответствующая кривая, например, на рис. 5б синусоида.
а б
Рис. 5
Экран представляет собой переднюю часть электронно-лучевой трубки, покрытую с внутренней стороны веществом, способным светиться в местах бомбардировки его электронами. Экраны для визуального наблюдения чаще всего делают желто-зеленого свечения, применяя фосфоры из сернистого цинка с примесью виллемита. Синее свечение дает сернистый цинк, активированный серебром (фотографическая регистрация).
Для отведения зарядов с флюоресцирующего экрана на внутреннюю поверхность ЭЛТ наносится графитовый слой - аквадаг, соединенный со вторым анодом.
Питание ЭЛТ осуществляется с помощью двух источников: понижающего трансформатора на 6В в цепи катода, высоковольтного трансформатора с выпрямителем и делителем напряжения 7 (рис.1)
Генератор развертки
Простейшая схема генератора развертки с газонаполненной трехэлектродной лампой (тиратроном) представлена на рис. 6 а.
На вход генератора подается постоянное
напряжение U0
. При этом начинается зарядка
конденсатора С через сопротивление
R. Скорость зарядки
конденсатора определяется постоянной
времени
.
Чем больше
,
тем медленнее заряжается конденсатор.
Когда разность потенциалов на конденсаторе, а, следовательно, и на тиратроне, достигает потенциала зажигания тиратрона U3, его сопротивление резко падает почти до нуля и конденсатор С оказывается замкнутым накоротко через тиратрон. Падение сопротивления тиратрона объясняется тем, что при определенной разности потенциалов электроны в нем получают энергию, достаточную для ударной ионизации молекул газа. Начинается процесс самостоятельного разряда в газе, при котором число ионов нарастает лавинообразно. При этих условиях конденсатор С очень быстро разряжается (график рис. 6б).
а б
Рис.6
При потенциале гашения UГ тиратрона самостоятельный разряд в нем прекращается, его сопротивление резко увеличивается, и весь процесс начинается снова.
Регулируя потенциал на сетке тиратрона с помощью потенциометра R1, можно менять потенциал зажигания. Изменяя величину сопротивления R, можно регулировать скорость зарядки конденсатора. Это приводит к изменению частоты пилообразного напряжения или его периода.
График исследуемого сигнала будет неподвижным, если периоды напряжения развертки Тр и исследуемого сигнала Тс будут кратными друг другу, т.е. когда Tр = nTc , где n – целое число. Изменяя период развертки Тр всегда можно добиться неподвижного положения кривой на экране. Зная Тс и подсчитав число периодов исследуемого сигнала, можно определить период развертки. Обратный ход луча при развертке несколько искажает осциллограмму. Для устранения этого недостатка уменьшают время обратного хода или затемняют трубку на это время, подавая на управляющий электрод значительный отрицательный потенциал.
Применяют два вида развертки: непрерывную и ждущую. Последняя применяется для исследования импульсных непериодических сигналов. Генератор развертки в этом случае запускается в момент подачи импульса исследуемого сигнала и вырабатывает один импульс пилообразного напряжения.
Чтобы каждое изображение новой кривой на экране начиналось в одном и том же месте экрана, в одной и той же фазе, применяется синхронизация работы генератора развертки с исследуемым напряжением (обычно часть исследуемого напряжения отводится на управляющую сетку тиратрона).
Отклонение электронного луча по вертикали в осциллографе пропорционально приложенному к вертикально - отклоняющим пластинам напряжению. Поэтому электронный осциллограф может быть использован как вольтметр с большим внутренним сопротивлением.
Чувствительность осциллографа меняется при изменении коэффициента усиления усилителя вертикального отклонения.