Состав схемы дисплея осциллографа
Схема дисплея включает в себя две части: трубку осциллографа и схему ее управления. Осциллограф представляет собой особый тип электронной лампы и является важной частью осциллографа. Трубка осциллографа состоит из трех частей: электронной пушки, отклоняющей системы и люминесцентного экрана.
(1) Электронная пушка
Электронная пушка используется для генерации и формирования высокоскоростного сфокусированного потока электронов, который бомбардирует флуоресцентный экран и заставляет его излучать свет. В основном он состоит из нити F, катода K, управляющего электрода G, первого анода A1 и второго анода A2. За исключением нити, конструкции остальных электродов представляют собой металлические цилиндры, оси которых выдержаны на одной оси. После нагрева катода он может испускать электроны в осевом направлении; управляющий электрод имеет отрицательный потенциал относительно катода. Изменение потенциала может изменить количество электронов, проходящих через чрезвычайно маленькие отверстия, что позволяет контролировать яркость световых пятен на флуоресцентном экране. Для увеличения яркости светового пятна на экране без снижения чувствительности к отклонению электронного луча в современных осциллографических трубках между отклоняющей системой и люминофорным экраном добавляется постускорительный электрод А3.
Первый анод имеет положительное напряжение около нескольких сотен вольт, приложенное к катоду. Ко второму аноду прикладывается более высокое положительное напряжение, чем у первого анода. Электронный луч, проходящий через чрезвычайно маленькое отверстие, ускоряется высоким потенциалом первого анода и второго анода и движется к флуоресцентному экрану с высокой скоростью. Поскольку подобные заряды отталкивают друг друга, электронный луч постепенно распространяется. Благодаря фокусирующему эффекту электрического поля между первым анодом и вторым анодом электроны перегруппировываются и сходятся в одной точке. Если правильно контролировать разность потенциалов между первым и вторым анодом, фокус может просто упасть на флуоресцентный экран, и появится яркая крошечная точка. Изменение разности потенциалов между первым анодом и вторым анодом позволяет регулировать фокус светового пятна. В этом и заключается принцип настройки «фокуса» и «вспомогательного фокуса» осциллографа. Третий анод формируется путем покрытия внутренней части конуса осциллографа слоем графита. Обычно применяется очень высокое напряжение. Он имеет три функции: 1. Он дополнительно ускоряет электроны после прохождения через систему отклонения, чтобы у электронов было достаточно энергии для бомбардировки флуоресцентного экрана для получения достаточной яркости; ② Весь конус покрыт графитовым слоем, который может играть защитную роль; ③ Электронный луч бомбардирует флуоресцентный экран, генерируя вторичные электроны, и A3 при высоком потенциале может поглощать эти электроны.
(2) Система отклонения
Большинство систем отклонения осциллографических трубок относятся к электростатическому типу отклонения, которые состоят из двух пар параллельных металлических пластин, перпендикулярных друг другу, называемых пластинами горизонтального отклонения и пластинами вертикального отклонения соответственно. Контролируйте движение электронного луча в горизонтальном и вертикальном направлениях соответственно. При движении электронов между отклоняющими пластинами, если к отклоняющим пластинам не приложено напряжение и между отклоняющими пластинами нет электрического поля, электроны, попадающие в отклоняющую систему после выхода из второго анода, будут двигаться вдоль оси и стрелять к центру экран. При наличии напряжения на отклоняющей пластине между отклоняющими пластинами существует электрическое поле, и электроны, попадающие в отклоняющую систему, под действием отклоняющего электрического поля будут направлены в заданное положение люминесцентного экрана.
Если две отклоняющие пластины параллельны друг другу и их разность потенциалов равна нулю, то электронный луч со скоростью υ, проходящий через пространство отклоняющей пластины, будет двигаться вдоль исходного направления (заданного как направление оси) и попадет в начало координат. люминесцентного экрана. . Если между двумя отклоняющими пластинами существует постоянная разность потенциалов, между отклоняющими пластинами образуется электрическое поле. Это электрическое поле перпендикулярно направлению движения электронов, поэтому электроны будут отклоняться в сторону отклоняющей пластины с более высоким потенциалом. Таким образом, в пространстве между двумя отклоняющими пластинами в этой точке электроны движутся по касательной вдоль параболы. Наконец, электрон попадает в точку А на флуоресцентном экране. Эта точка A находится на определенном расстоянии от начала координат (0) флуоресцентного экрана. Это расстояние называется величиной отклонения и обозначается буквой y. Величина отклонения y пропорциональна напряжению Vy, приложенному к отклоняющей пластине. Аналогично, когда на горизонтально отклоняющую пластину подается постоянное напряжение, возникает аналогичная ситуация, за исключением того, что световое пятно отклоняется в горизонтальном направлении.
(3) Флуоресцентный экран
Люминесцентный экран расположен на конце трубки осциллографа. Его функция – отображать отклоненный электронный луч для наблюдения. Внутренняя стенка люминофорного экрана осциллографа покрыта слоем люминесцентного материала, поэтому участки люминофорного экрана, на которые воздействуют высокоскоростные электроны, излучают флуоресценцию. Яркость светового пятна в это время зависит от количества, плотности и скорости электронного луча. При изменении напряжения управляющего электрода соответственно изменится количество электронов в электронном пучке, а также изменится яркость светового пятна. При использовании осциллографа не рекомендуется допускать, чтобы очень яркая световая точка постоянно появлялась в одном месте на флуоресцентном экране трубки осциллографа, иначе флуоресцентный материал в этой точке сгорит из-за длительного воздействия электронов, таким образом теряет способность излучать свет.
Флуоресцентные экраны, покрытые различными флуоресцентными веществами, будут отображать разные цвета и разное время послесвечения под воздействием электронов. Обычно тот, который используется для наблюдения общих форм сигнала, излучает зеленый свет и представляет собой осциллографическую трубку со средним послесвечением для наблюдения непериодических сигналов. Для высокочастотных и низкочастотных сигналов осциллографическая трубка излучает оранжево-желтый свет и представляет собой длинномерную лампу. Обычно используется инерционный осциллограф. В осциллографах, используемых для фотографии, обычно используются короткопостоянные осциллографические трубки, излучающие синий свет.
