بخش های مختلف اسیلوسکوپ
بخش های مختلف اسیلوسکوپ
در این مقاله از سلسله مقالات ایلکوشاپ، به بخش های مختلف اسیلوسکوپ میپردازیم.
اسیلوسکوپ را میتوانیم یک دستگاه مفید و چند کاربرده، برای فعالیتهای آزمایشگاهی بدانیم. این دستگاه برای اندازه گیری و نمایش، تحلیل شکل موج و سایر پدیده های مدار الکتریکی و الکترونیکی، مورد استفاده قرار میگیرد.
بخش های مختلف اسیلوسکوپ
در اصل میتوان اسیلوسکوپها را رسامهای بسیار سریعی دانست که سیگنال ورودی را در برابر زمان یا در برابر سیگنال، نمایش میدهند. قلم به کار رفته در این رسام، یک لکه نورانی بوده که به سبب برخورد یک باریکه الکترون به صفحه ای فلوئور سنت، ایجاد میشود. بنابراین به سبب لختی بسیار اندک باریکه الکترون، میتوانیم این باریکه را برای دنبال کردن تغییرات آنی (ولتاژهایی که بسیار سریع تغییر مینمایند، و یا فرکانسهای خیلی بالا) مورد استفاده قرار داد. به طور کلی، اسیلوسکوپها بر مبنای ولتاژ، کار میکنند. البته به کمک مبدلها یا ترانزیستورها، میتوان جریان الکتریکی و کمیتهای فیزیکی و مکانیکی دیگر را به ولتاژ تبدیل نمود.
لامپ پرتو کاتدی
تفنگ الکترونی
صفحات انحراف
صفحه فلوئور سنت
مولد زمان اسیلوسکوپ ها
سیستم انحراف قائم به کار رفته در اسیلوسکوپ
سیستم انحراف افقی به کار رفته در اسیلوسکوپ
سنکرون سازی
مواد محو کننده به کار رفته در اسیلوسکوپ
کنترل وضعیت اسیلوسکوپ
کنترل کانونی اسیلوسکوپ
کنترل شدت اسیلوسکوپ
مدار کالیبره ساز
لامپ پرتو کاتدی
لامپ پرتو کاتدی را میتوان قلب دستگاه اسیلوسکوپ دانست و مهمترین بخش های مختلف اسیلوسکوپ است که تعدادی مدار برای کار کردن این لامپ، وجود دارد. بخش های مختلف لامپ پرتوکاتدی در ذیل ارائه شده است:
تفنگ الکترونی:
تفنگهای الکترونی را میتوان باریکه متمرکزی از الکترون ها دانست که شتاب بسیار زیادی را کسب نمودهاند. این باریکه الکترونی، با انرژی کافی به پرده فلوئور سنت برخورد نموده و روی آن یک لکه نورانی ایجاد مینماید. تفنگ الکترونی از رشته گرمکن، کاتد، شبکه آند پیش شتاب دهنده، آند شتاب دهنده و آند کانونی کننده تشکیل شده است.
الکترونها به وسیله کاتدی که به صورت غیر مستقیم گرم میشود، قابل گسیل هستند. این گونه الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه، قابل کنترل میباشند. شبکه کنترل، به طور معمول یک استوانه هم محور با لامپ میباشد و دارای سوراخی است که در مرکز آن واقع میباشد. الکترونهای گسیل شده از کاتد، از روزنه عبور کرده و سپس شتاب میگیرد. دلیل این مساله این است که به سبب پتانسیل مثبت زیادی که به آند پیش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال میشود، این اتفاق میافتد. باریکه الکترونی به این وسیله، آند کانونی کننده را کانونیتر میکند.
صفحات انحراف
صفحات انحراف دهنده را دو دسته صفحه در نظر میگیریم. صفحات انحراف قائم، به صورت افقی نصب گردیده و یک میدان الکتریکی در صفحه قائم ایجاد میشود و صفحه y نام میگیرد. صفحات انحراف افقی، به صورت قائم نصب میگردند و انحراف افقی ایجاد میشود که به این انحراف افقی،صفحات x گفته میشود. فاصله صفحات به حد کافی زیاد بوده و باریکه میتواند بدون برخورد با آنها عبور نماید.
صفحه فلوئور سنت
جنس صفحه فلوئور سنت که در درون لامپ پرتو کاتدی واقع است، فسفر است. این ماده از جنس فسفر، خاصیتی دارد که انرژی جنبشی الکترونهای برخورد کننده را جذب نموده و آن را به شکل لکه نورانی ظاهر میسازد. بخشهای دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشهای، پایه برقرار اتصالات میشود.
مولد زمان اسیلوسکوپها
اسیلوسکوپها را میتوان بیشتر برای اندازه گیری و نمایش کمیت های وابسته به زمان در نظر گرفت. برای این کار، ضروری است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از قسمت چپ به قسمت راست حرکت نماید. بدین سبب یک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال میگردد. مداری که ولتاژ مثبت را ایجاد میکند، مولد مبنای زمانی یا مولد رویشی، نام گذاری شده است. مولد زمان یکی از بخش های مختلف اسیلوسکوپ است.
سیستم انحراف قائم به کار ر فته در اسیلوسکوپ
به دلیل این که سیگنالها برای ایجاد انحراف قابل اندازه گیری روی صفحه لامپ، به حد کافی قوی نیستند، بنابراین نیاز است که تقویت قائم انجام گیرد. در زمان اندازه گیری سیگنالهای با ولتاژ بالا، می بایست آنها را تضعیف نمود تا در محدوده تقویتکنندههای قائم واقع شوند. خروجی تقویت کننده قائم نیز به صورت انتخاب همزمان در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان اعمال میگردد.
سیستم انحراف افقی به کار رفته در اسیلوسکوپ
صفحات انحراف افقی با استفاده از ولتاژ رویش که مولد مبنای زمان است، تغذیه میشود. این سیگنال با استفاده از یک تقویت کننده اعمال شده ولی در صورتی که دامنه سیگنالها به حد کافی باشند، میتوان آنها را به صورت مستقیم اعمال نمود. زمانی که به سیستم انحراف افقی به کار رفته در اسیلوسکوپ، یک سیگنال خارجی اعمال نماییم، باز از طریق تقویت کننده افقی و کلید انتخاب رویش در وضعیت خارجی، قابل اعمال خواهد بود. در صورتی که کلید انتخاب رویش در وضعیت داخلی قرار داشته باشد، تقویت کننده افقی، سیگنال ورودی را از مولد رویش دندانه دار، دریافت مینماید.
سنکرون سازی
هر نوع رویشی که در اسیلوسکوپ رخ بدهد، می بایست با سیگنال مورد بررسی به صورت همزمان باشد تا یک تصویر بدون حرکت ایجاد شود. برای این کار، می بایست فرکانس سیگنال، مبنای زمان مقسوم علیه فرکانس سیگنال هدف باشد.
مواد محو کننده به کار رفته در اسیلوسکوپ
در مدت زمان رویش، ولتاژ دندانه دار به صفحات x، لکه نورانی را روی یک خط افقی از چپ به راست روی صفحه لامپ حرکت میدهد. در صورتی که سرعت حرکت کم باشد، یک لکه در آن دیده شده ودر صورتی که سرعت آن زیاد باشد، لکه به صورت یک خط قابل رویت خواهد بود. در سرعت بسیار زیاد، ضخامت خط کمی تولید شده و به صورت تار به نظر میرسد. (حتی در برخی شرایط ممکن است اصلا دیده نشود).
کنترل وضعیت اسیلوسکوپ
برای کنترل حرکت مسیر باریکه نور روی صفحه، به یک وسیله نیاز است. با این کار، شکل موج ظاهر شده روی صفحه را میتوان به سمت بالا یا پایین یا چپ به راست، منتقل کرد. این عملکرد، با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی(مستقل) روی صفحات انحراف دهنده، انجام میشود. این ولتاژ را می توانیم با استفاده از یک پتانسیومتر تغییر دهیم.
کنترل کانونی اسیلوسکوپ
الکترود کانونی ساز، مشابه یک عدسی با فاصله کانونی تغییر مینماید. این تغییر با تغییر پتانسیل آند کانونی کننده، انجام میشود.
کنترل شدت اسیلوسکوپ
شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل کننده، قابل تنظیم است. پتانسیومتر کنترل کننده شدت پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر میدهد.
مدار کالیبره ساز
در داخل اسیلوسکوپهای آزمایشگاهی، به طور معمول یک ولتاژ پایدار داخلی تولید شده که دامنه مشخصی در آن وجود دارد. این ولتاژ برای کالیبره سازی به کار رفته و به طور معمول، به صورت یک موج پالسی یا مربعی است. مدار کالیبره ساز یکی از بخش های مختلف اسیلوسکوپ است.
بیشتر بخوانید
