Осциллографические трубки .

Осциллографическая трубка – это прибор, в котором преобразование электрического сигнала в световой осуществляется путем воздействия на люминофор управляемого электрического луча. Осциллографическая трубка состоит из колбы, в которой помещены электронный прожектор, отклоняющая система и собственно экран. Устройство формирующее электронный луч состоит из подогреваемого катода и четырех цилиндрических коаксиальных электродов: модулятора, ускоряющего электрода, первого и второго анодов. Это устройство называют электронным прожектором.

В торой анод осциллографической трубки обычно имеет нулевой потенциал (заземлен). Этот же потенциал имеет ускоряющий электрод.

На катод подается отрицательное относительно второго анода (и ускоряющего электрода) напряжение U(1-2кВ).На первый анод поступает регулируемое отрицательное напряжение U(0.7-0.8).Модулятор находится небольшим относительно катода регулируемым отрицательным напряжением U_м=5÷10В. Все питающее напряжение обычно снимают с общего делителя подключенного к высоковольтному источнику питания .

На участке модулятор – ускоряющий электрод электроны сигнала проходят область собирающего поля и затем область рассеивающего поля.

Электрическое поле на участках ускоряющее электрод – первый анод – второй анод в целом действует как собирающая линза, но более длиннофокусная, поскольку электроны здесь движутся быстрее и время взаимодействия с электрическим полем сокращается. Подбирая напряжение на электродах электронной линзы (обычно на первом аноде), можно сфокусировать электронный пучок на экране трубки, получив на нем малое по размеру, резко очерченное светящееся пятно.

Я ркость пятна на экране регулируют изменением величины тока пучка мощью напряжения модулятора.

Особенностью управляющего действия модулятора является резко выраженный «островковый» эффект. Эффект управления током здесь достигается за счет того, что при изменении напряжения модулятора изменяется площадь центрального участка поверхности катода, около которой роле является ускоряющим, в результате изменяется число электронов, вылетающих из катода и образующих электронный луч, а следовательно и яркость изображения на экране. Поскольку непосредственное измерение тока луча затруднительно, так же как измерение яркости пятна, в качестве характеристики управления яркостью изображения обычно берут зависимость от напряжения модулятора тока второго анода, пропорционального в известных пределах току луча. Эту характеристику называют модуляторной. Запирающее напряжение модулятора линейно зависит от ускоряющего напряжения .

Величина µ лежит в пределах от 40 до 50.

Отклоняющая система.

Отклоняющая система состоит из двух пар взаимно перпендикулярных пластин X и Y. Если между одной из пар отклоняющих пластин создана разность потенциалов, то электрическое поле между пластинами, воздейстуя на протекающие электроны в направлении перпендикулярном направлению их движения, искривляет траекторию электронов и вызывает смещенные пятна на экране в ту или иную сторону в зависимости от полярности приложенного напряжения. Вторая пара пластин повернута по отношению к первой на 90^о , поэтому прикладываемое к ней напряжение смещает пятно на экране в направлении, перпендикулярном линии отклонения, обусловленного полем первой пары пластин. Таким образом, наличие двух пар взаимно – перпендикулярных пластин дает возможность с помощью двух напряжений перемещать пятно в любую точку экрана.

О сциллографические трубки применяют для получения осциллограммы – графика зависимости напряжения от времени. Для этого исследуемое напряжение U_y прикладывают к одной паре пластин (обычно Y), а к другой паре пластин (X) прикладывают напряжение пилообразной формы U_x, называемое напряжением развертки.

На участке ОА напряжение линейно зависит от времени и под действием этого напряжения перемещается вдоль оси X пропорционально времени. В то же время пятно под действием исследуемого напряжения перемещается по оси Y на величину пропорциональную его значению в данный момент времени.

Таким образом, при непрерывном одновременном изменении приложенных напряжений U_x и U_y пятно прочерчивает на экране трубки график зависимости исследуемого напряжения от времени.

U_y = f(t)

На участке AB напряжение спадает до нуля и пятно возвращается в исходное положение. Если период развертки выбран кратным периоду исследуемого напряжения, то осциллограммы, получаемые в последующие периоды, накладываются друг на друга и на экране наблюдается устойчивое и четкое изображение исследуемого процесса.