اسیلوسکوپ یک دستگاه مفید و چند کاره آزمایشگاهی است که برای نمایش آ*دادن و اندازه گیری ، تحلیل شکل موجها و دیگر پدیدهآ*های مدارهای الکتریکی و الکترونیکی بکار میآ*آ*رود

مقدمه: اسیلوسکوپ در حقیقت رسامهای بسیار سریع هستند که سیگنال ورودی را در برابر زمان یا در برابر سیگنال دیگر نمایش میآ*آ*دهند. قلم این رسام یک لکه نورانی است که در اثر برخورد یک باریکه الکترون به پردهآ*ای فلوئورسان بوجود میآ*آید به علت لختی بسیار کم باریکه الکترون میآ*آ*توان این باریکه را برای دنبال کردن تغییرات لحظهآ*ای (ولتاژهایی که بسیار سریع تغییر میآ*کنند، یا فرکانسآ*های بسیار بالا) بکار برد. اسیلوسکوپ بر اساس ولتاژ کار میآ*آ*کند. البته به کمک مبدلها (ترانزیستورها) میآ*آ*توان جریان الکتریکی و کمیتهای دیگر فیزیکی و مکانیکی را به ولتاژ تبدیل کرد


قسمتهای مختلف اسیلوسکوپ

· لامپ پرتو کاتدی

اسیلوسکوپ از یک لامپ پرتو کاتدی که قلب دستگاه است و تعدادی مدار برای کار کردن لامپ پرتو کاتدی تشکیل شده است. قسمتهای مختلف لامپ پرتو کاتدی عبارتند از:

·تفنگ الکترونی :

تفنگ الکترونی باریکه متمرکزی از الکترونها را بوجود میآ*آ*آورد که شتاب زیادی کسب کردهآ*اند. این باریکه الکترون با انرژی کافی به صفحه فلوئورسان برخورد میآ*کند و بر روی آن یک لکه نورانی تولید میآ*آ*کند. تفنگ الکترونی از رشته گرمکن ، کاتد ، شبکه آند پیش شتاب دهنده ، آند کانونی کننده و آند شتاب دهنده تشکیل شده است.

الکترونها از کاتدی که بطور غیر مستقیم گرم میآ*شود، گسیل میآ*آ*شوند. این الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه کنترل میآ*آ*گردند. شبکه کنترل معمولا یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهای گسیل شده از کاتد که از روزنه میآ*آ*گذرند (به دلیل پتانسیل مثبت زیادی که به آندهای پیش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال میآ*آ*شود)، شتاب میآ*آ*گیرند. باریکه الکترونی را آند کانونی کننده ، کانونی میآ*آ*کند.

· صفحات انحراف دهنده :

صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم که بطور افقی نسب میآ*شوند و یک میدان الکتریکی در صفحه قائم ایجاد میآ*آ*کنند و صفحات y نامیده میآ*آ*شوند. صفحات انحراف افقی بطور قائم نصب میآ*شوند و انحراف افقی ایجاد میآ*آ*کنند و صفحات x نامیده میآ*آ*شوند. فاصله صفحات به اندازه کافی زیاد است که باریکه بتواند بدون برخورد با آنها عبور کند.

· صفحه فلوئورسان :

جنس این پرده که در داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد، از جنس فسفر است. این ماده دارای این خاصیت است که انرژی جنبشی الکترونهای برخورد کننده را جذب میآ*آ*کند و آنها را به صورت یک لکه نورانی ظاهر میآ*سازد. قسمتهای دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشهآ*ای ، پایه که از طریق آن اتصالات برقرار میآ*آ*شود، است.

· مولد مبنای زمان

اسیلوسکوپها بیشتر برای اندازه گیری و نمایش کمیات وابسته به زمان بکار میآ*آ*روند. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدین منظور یک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال میآ*آ*شود. مداری که این ولتاژ مثبت را تولید میآ*آ*کند، مولد مبنای زمان یا مولد رویش نامیده میآ*آ*شود.

مدارهای اصلی اسیلوسکوپ

· سیستم انحراف قائم

چون سیگنالها برای ایجاد انحراف قابل اندازه گیری بر روی صفحه لامپ به اندازه کافی قوی نیستند، لذا معمولا تقویت قائم لازم است. هنگام اندازه گیری سیگنالهای با ولتاژ بالا باید آنها را تضعیف کرد تا در محدوده تقویت کنندهآ*های قائم قرار گیرند. خروجی تقویت کننده قائم ، از طریق انتخاب همزمانی در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان نیز اعمال میآ*آ*شود.

· سیستم انحراف افقی

صفحات انحراف افقی را ولتاژ رویش که مولد مبنای زمان تولید میآ*آ*کند، تغذیه میآ*کند. این سیگنال از طریق یک تقویت کننده اعمال میآ*آ*شود، ولی اگر دامنه سیگنالها به اندازه کافی باشد، میآ*آ*توان آن را مستقیما اعمال کرد. هنگامی آ*که به سیستم انحراف افقی ، سیگنال خارجی اعمال میآ*آ*شود، باز هم از طرق تقویت کننده افقی و کلید انتخاب رویش در وضعیت خارجی اعمال خواهد شد. اگر کلید انتخاب رویش در وضعیت داخلی باشد، تقویت کننده افقی ، سیگنال ورودی خود را از مولد رویش دندانهآ*داری که با تقویت کننده همزمان راه اندازی میآ*آ*شود، میآ*آ*گیرد.

· همزمانی

هر نوع رویشی که بکار میآ*آ*رود، باید با سیگنال مورد بررسی همزمان باشد. تا یک تصویر بی حرکت بوجود آید. برای این کار باید فرکانس سیگنال مبنای زمان مقسوم علیهآ*ای از فرکانس سیگنال مورد بررسی باشد.

· مواد محو کننده

در طی زمان رویش ، ولتاژ دندانهآ*دار رویش اعمال شده به صفحات x ، لکه نورانی را بر یک خط افقی از چپ به راست روی صفحه لامپ حرکت میآ*دهد. اگرسرعت حرکت کم باشد، یک لکه دیده میآ*آ*شود و اگر سرعت زیاد باشد، لکه به صورت یک خط دیده میآ*آ*شود. در سرعتهای خیلی زیاد ، ضخامت خط کم شده و تار به نظر میآ*آ*رسد و یا حتی دیده نمیآ*آ*شود.

· کنترل وضعیت

وسیلهآ*ای برای کنترل حرکت مسیر باریکه بر روی صفحه لازم است. با این کار شکل موج ظاهر شده بر روی صفحه را میآ*آ*توان بالا یا پائین یا به چپ یا راست حرکت داد. این کار را میآ*آ*توان با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. این ولتاژ را میآ*آ*توان با یک پتانسیومتر تغییر داد.

· کنترل کانونی بودن

الکترود کانونی کننده مثل یک عدسی با فاصله کانونی تغییر میآ*آ*کند. این تغییر با تغییر پتانسیل آند کانونی کننده صورت میآ*آ*گیرد.

· کنترل شدت

شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل کننده شدت که پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر میآ*آ*دهد، تنظیم میآ*آ*شود.

· مدار کالیبره سازی

در اسیلوسکوپهای آزمایشگاهی معمولا یک ولتاژ پایدار داخلی تولید میآ*آ*شود که دامنه مشخصی دارد. این ولتاژ که برای کالیبره سازی مورد استفاده قرار میآ*گیرد، معمولا یک موج مربعی است.


دانشنامه رشد