اصول عملكرد اسيلوسكوپ
مقدمه
اسيلوسكوپ در حقيقت رسامهاي بسيار سريع هستند كه سيگنال ورودي را در برابر زمان يا در برابر سيگنال ديگر نمايش ميآ*آ*دهند. قلم اين رسام يك لكه نوراني است كه در اثر برخورد يك باريكه الكترون به پردهآ*اي فلوئورسان بوجود ميآ*آيد.

به علت لختي بسيار كم باريكه الكترون ميآ*آ*توان اين باريكه را براي دنبال كردن تغييرات لحظهآ*اي (ولتاژهايي كه بسيار سريع تغيير ميآ*كنند، يافركانسهاي بسيار بالا) بكار برد. اسيلوسكوپ بر اساس ولتاژ كار ميآ*آ*كند. البته به كمك مبدلها (ترانزيستورها) ميآ*آ*توان جريان الكتريكي و كميتهاي ديگر فيزيكي و مكانيكي را به ولتاژ تبديل كرد.



قسمتهاي مختلف اسيلوسكوپ
لامپ پرتو كاتدي
· اسيلوسكوپ از يك لامپ پرتو كاتدي كه قلب دستگاه است و تعدادي مدار براي كار كردن لامپ پرتو كاتدي تشكيل شده است. قسمتهاي مختلف لامپ پرتو كاتدي عبارتند از:

تفنگ الكتروني:
تفنگ الكتروني باريكه متمركزي ازالكترونهارا بوجود ميآ*آ*آورد كهشتاب زيادي كسب كردهآ*اند. اين باريكه الكترون با انرژي كافي به صفحه فلوئورسان برخورد ميآ*كند و بر روي آن يك لكه نوراني توليد ميآ*آ*كند. تفنگ الكتروني از رشته گرمكن ، كاتد ، شبكه آند پيش شتاب دهنده ، آند كانوني كننده و آند شتاب دهنده تشكيل شده است.

الكترونها از كاتدي كه بطور غير مستقيم گرم ميآ*شود، گسيل ميآ*آ*شوند. اين الكترونها از روزنه كوچكي در شبكه كنترل ميآ*آ*گردند. شبكه كنترل معمولا يك استوانه هم محور با لامپ است و داراي سوراخي است كه در مركز آن قرار دارد. الكترونهاي گسيل شده از كاتد كه از روزنه ميآ*آ*گذرند (به دليل پتانسيل مثبت زيادي كه به آندهاي پيش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال ميآ*آ*شود)، شتاب ميآ*آ*گيرند. باريكه الكتروني را آند كانوني كننده ، كانوني ميآ*آ*كند.
صفحات انحراف دهنده :
صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم كه بطور افقي نسب ميآ*شوند و يكميدان الكتريكيدر صفحه قائم ايجاد ميآ*آ*كنند و صفحات y ناميده ميآ*آ*شوند. صفحات انحراف افقي بطور قائم نصب ميآ*شوند و انحراف افقي ايجاد ميآ*آ*كنند و صفحات x ناميده ميآ*آ*شوند. فاصله صفحات به اندازه كافي زياد است كه باريكه بتواند بدون برخورد با آنها عبور كند.


صفحه فلوئورسان :
· جنس اين پرده كه در داخل لامپ پرتو كاتدي قرار دارد،· از جنسفسفر است. اين ماده داراي اين خاصيت است كه انرژي جنبشيالكترونهاي برخورد كننده را جذب ميآ*آ*· كند و آنها را به صورت يك لكه نوراني ظاهر ميآ*· سازد. قسمتهاي ديگر لامپ پرتو كاتدي شامل پوشش شيشهآ*· اي ،· پايه كه از طريق آن اتصالات برقرار ميآ*آ*· شود،· است.
مولد مبناي زمان
· اسيلوسكوپها بيشتر براي اندازه گيري و نمايش كميات وابسته به زمان بكار ميآ*آ*· روند. براي اين كار لازم است كه لكه نوراني لامپ روي پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حركت كند. بدين منظور يك ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقي اعمال ميآ*آ*· شود. مداري كه اين ولتاژ مثبت را توليد ميآ*آ*· كند،· مولد مبناي زمان يا مولد رويش ناميده ميآ*آ*· شود.
مدارهاي اصلي اسيلوسكوپ
سيستم انحراف قائم
· چون سيگنالها براي ايجاد انحراف قابل اندازه گيري بر روي صفحه لامپ به اندازه كافي قوي نيستند،· لذا معمولا تقويت قائم لازم است. هنگام اندازه گيري سيگنالهاي با ولتاژ بالا بايد آنها را تضعيف كرد تا در محدوده تقويت كنندهآ*· هاي قائم قرار گيرند. خروجي تقويت كننده قائم ،· از طريق انتخاب همزماني در وضعيت داخلي،· به تقويت كننده همزمان نيز اعمال ميآ*آ*· شود.


سيستم انحراف افقي
· صفحات انحراف افقي را ولتاژ رويش كه مولد مبناي زمان توليد ميآ*آ*· كند،· تغذيه ميآ*· كند. اين سيگنال از طريق يك تقويت كننده اعمال ميآ*آ*· شود،· ولي اگر دامنه سيگنالها به اندازه كافي باشد،· ميآ*آ*· توان آن را مستقيما اعمال كرد. هنگامي آ*· كه به سيستم انحراف افقي ،· سيگنال خارجي اعمال ميآ*آ*· شود،· باز هم از طرق تقويت كننده افقي و كليد انتخاب رويش در وضعيت خارجي اعمال خواهد شد. اگر كليد انتخاب رويش در وضعيت داخلي باشد،· تقويت كننده افقي ،· سيگنال ورودي خود را از مولد رويش دندانهآ*· داري كه با تقويت كننده همزمان راه اندازي ميآ*آ*· شود،· ميآ*آ*· گيرد.
همزماني
· هر نوع رويشي كه بكار ميآ*آ*· رود،· بايد با سيگنال مورد بررسي همزمان باشد. تا يك تصوير بي حركت بوجود آيد. براي اين كار بايد فركانس سيگنال مبناي زمان مقسوم عليهآ*· اي از فركانس سيگنال مورد بررسي باشد.
مواد محو كننده
· در طي زمان رويش ،· ولتاژ دندانهآ*· دار رويش اعمال شده به صفحات x ،· لكه نوراني را بر يك خط افقي از چپ به راست روي صفحه لامپ حركت ميآ*· دهد. اگرسرعت حركت كم باشد،· يك لكه ديده ميآ*آ*· شود و اگر سرعت زياد باشد،· لكه به صورت يك خط ديده ميآ*آ*· شود. در سرعتهاي خيلي زياد ،· ضخامت خط كم شده و تار به نظر ميآ*آ*· رسد و يا حتي ديده نميآ*آ*· شود.
كنترل وضعيت
وسيلهآ*اي براي كنترل حركت مسير باريكه بر روي صفحه لازم است. با اين كار شكل موج ظاهر شده بر روي صفحه را ميآ*آ*توان بالا يا پائين يا به چپ يا راست حركت داد. اين كار را ميآ*آ*توان با اعمال يك ولتاژ كوچك سيستم داخلي (كه مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. اين ولتاژ را ميآ*آ*توان با يكپتانسيومتر تغيير داد.
كنترل كانوني بودن
الكترود كانوني كننده مثل يكعدسي با فاصله كانوني تغيير ميآ*آ*كند. اين تغيير با تغيير پتانسيل آند كانوني كننده صورت ميآ*آ*گيرد.
كنترل شدت
شدت باريكه با پتانسيومتر كنترل كننده شدت كه پتانسيل شبكه را نسبت به كاتد تغيير ميآ*آ*دهد، تنظيم ميآ*آ*شود.
مدار كاليبره سازي
در اسيلوسكوپهاي آزمايشگاهي معمولا يك ولتاژ پايدار داخلي توليد ميآ*آ*شود كه دامنه مشخصي دارد. اين ولتاژ كه براي كاليبره سازي مورد استفاده قرار ميآ*گيرد، معمولا يك موج مربعي است.

منبع : مجله آفتــــــــاب

ایمــــــــــــــــــــــ ـــــــان :nerd: