Composizione del circuito di visualizzazione dell'oscilloscopio
Il circuito di visualizzazione comprende due parti: il tubo dell'oscilloscopio e il suo circuito di controllo. L'oscilloscopio è un tipo speciale di tubo elettronico ed è una parte importante dell'oscilloscopio. Il tubo dell'oscilloscopio è composto da tre parti: cannone elettronico, sistema di deflessione e schermo fluorescente.
(1) Cannone elettronico
Il cannone elettronico viene utilizzato per generare e formare un flusso di elettroni focalizzato ad alta velocità per bombardare lo schermo fluorescente e provocarne l'emissione di luce. È costituito principalmente dal filamento F, dal catodo K, dall'elettrodo di controllo G, dal primo anodo A1 e dal secondo anodo A2. Ad eccezione del filamento, le strutture degli altri elettrodi sono cilindri metallici e i loro assi sono mantenuti sullo stesso asse. Dopo che il catodo si è riscaldato, può emettere elettroni lungo la direzione assiale; l'elettrodo di controllo ha un potenziale negativo rispetto al catodo. Cambiando il potenziale si può cambiare il numero di elettroni che passano attraverso i fori estremamente piccoli, che serve a controllare la luminosità dei punti luminosi sullo schermo fluorescente. Per aumentare la luminosità del punto luminoso sullo schermo senza ridurre la sensibilità alla deflessione del fascio di elettroni, nei moderni tubi dell'oscilloscopio viene aggiunto un elettrodo di post-accelerazione A3 tra il sistema di deflessione e lo schermo al fosforo.
Il primo anodo ha una tensione positiva di circa diverse centinaia di volt applicata al catodo. Al secondo anodo viene applicata una tensione positiva maggiore rispetto al primo anodo. Il fascio di elettroni che passa attraverso il foro estremamente piccolo viene accelerato dall'elevato potenziale del primo e del secondo anodo e si muove ad alta velocità verso lo schermo fluorescente. Poiché le cariche uguali si respingono, il fascio di elettroni si allarga gradualmente. Attraverso l'effetto di focalizzazione del campo elettrico tra il primo e il secondo anodo, gli elettroni si raggruppano e convergono in un punto. Controllando opportunamente la differenza di potenziale tra il primo e il secondo anodo, il fuoco potrà cadere semplicemente sullo schermo fluorescente e apparirà un puntino luminoso e minuscolo. Modificando la differenza di potenziale tra il primo e il secondo anodo è possibile regolare la messa a fuoco del punto luminoso. Questo è il principio della regolazione del "fuoco" e del "fuoco ausiliario" dell'oscilloscopio. Il terzo anodo è formato rivestendo l'interno del cono dell'oscilloscopio con uno strato di grafite. Di solito viene applicato con una tensione molto elevata. Ha tre funzioni: 1. Accelera ulteriormente gli elettroni dopo aver attraversato il sistema di deflessione, in modo che gli elettroni abbiano energia sufficiente per bombardare lo schermo fluorescente per ottenere una luminosità sufficiente; ② Lo strato di grafite è rivestito sull'intero cono, che può svolgere un ruolo schermante; ③ Il fascio di elettroni bombarda lo schermo fluorescente per generare elettroni secondari e A3 ad alto potenziale può assorbire questi elettroni.
(2) Sistema di deflessione
La maggior parte dei sistemi di deflessione dei tubi dell'oscilloscopio sono di tipo elettrostatico, costituiti da due coppie di piastre metalliche parallele e perpendicolari tra loro, chiamate rispettivamente piastre di deflessione orizzontale e piastre di deflessione verticale. Controlla il movimento del fascio di elettroni rispettivamente nelle direzioni orizzontale e verticale. Quando gli elettroni si muovono tra le piastre di deflessione, se non viene applicata tensione alle piastre di deflessione e non c'è campo elettrico tra le piastre di deflessione, gli elettroni che entrano nel sistema di deflessione dopo aver lasciato il secondo anodo si muoveranno lungo l'asse e spareranno verso il centro di lo schermo. Se c'è tensione sulla piastra di deflessione, c'è un campo elettrico tra le piastre di deflessione e gli elettroni che entrano nel sistema di deflessione verranno diretti nella posizione designata dello schermo fluorescente sotto l'azione del campo elettrico di deflessione.
Se le due piastre di deflessione sono parallele tra loro e la loro differenza di potenziale è uguale a zero, allora il fascio di elettroni con velocità υ che passa attraverso lo spazio della piastra di deflessione si sposterà lungo la direzione originale (impostata come direzione dell'asse) e colpirà l'origine delle coordinate dello schermo fluorescente. . Se la differenza di potenziale tra le due piastre di deflessione è costante, tra le piastre di deflessione si formerà un campo elettrico. Questo campo elettrico è perpendicolare alla direzione del movimento degli elettroni, quindi gli elettroni devieranno verso la piastra di deflessione con un potenziale più elevato. In questo modo, nello spazio tra le due piastre di deflessione, gli elettroni si muovono in questo punto tangenzialmente lungo la parabola. Infine, l'elettrone si ferma nel punto A dello schermo fluorescente. Questo punto A è ad una certa distanza dall'origine (0) dello schermo fluorescente. Questa distanza è chiamata quantità di deflessione, rappresentata da y. La quantità di deflessione y è proporzionale alla tensione Vy applicata alla piastra di deflessione. Allo stesso modo, quando viene applicata una tensione continua alla piastra di deflessione orizzontale, si verifica una situazione simile, tranne per il fatto che il punto luminoso viene deviato in direzione orizzontale.
(3) Schermo fluorescente
Lo schermo fluorescente si trova all'estremità del tubo dell'oscilloscopio. La sua funzione è visualizzare il fascio di elettroni deflesso per l'osservazione. La parete interna dello schermo ai fosfori dell'oscilloscopio è rivestita con uno strato di materiale luminescente, quindi i punti sullo schermo ai fosfori che vengono colpiti dagli elettroni ad alta velocità emettono fluorescenza. La luminosità del punto luminoso in questo momento dipende dal numero, dalla densità e dalla velocità del fascio di elettroni. Quando la tensione dell'elettrodo di controllo viene modificata, il numero di elettroni nel fascio di elettroni cambierà di conseguenza e cambierà anche la luminosità del punto luminoso. Quando si utilizza un oscilloscopio, non è consigliabile lasciare che un punto luminoso molto luminoso appaia fisso in una posizione sullo schermo fluorescente del tubo dell'oscilloscopio, altrimenti il materiale fluorescente in quel punto verrà bruciato a causa dell'impatto a lungo termine degli elettroni, quindi perdendo la capacità di emettere luce.
Gli schermi fluorescenti rivestiti con diverse sostanze fluorescenti mostreranno colori diversi e tempi di bagliore diversi quando colpiti dagli elettroni. Di solito, quello utilizzato per osservare le forme d'onda generali del segnale emette luce verde ed è un tubo dell'oscilloscopio a medio bagliore per l'osservazione non periodica. Per i segnali ad alta e bassa frequenza, il tubo dell'oscilloscopio che emette luce giallo-arancione ed è un tubo generalmente viene utilizzato l'oscilloscopio a persistenza. Negli oscilloscopi utilizzati per la fotografia vengono generalmente utilizzati tubi per oscilloscopi a breve permanenza che emettono luce blu.
