เครื่องกำเนิดสัญญาณที่ใช้ออสซิลโลสโคปและการใช้สัญญาณเรดาร์บรอดแบนด์
ออสซิลโลสโคปทำงานอย่างไร
ออสซิลโลสโคปเป็นเครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้คุณลักษณะของหลอดออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์ในการแปลงสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่ตามนุษย์ไม่สามารถสังเกตได้โดยตรงให้เป็นภาพ และแสดงสัญญาณเหล่านั้นบนหน้าจอฟลูออเรสเซนต์เพื่อทำการวัด เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้และสำคัญในการสังเกตปรากฏการณ์การทดลองวงจรดิจิทัล วิเคราะห์ปัญหาในการทดลอง และวัดผลการทดลอง ออสซิลโลสโคปประกอบด้วยหลอดออสซิลโลสโคปและระบบจ่ายไฟ ระบบซิงโครไนซ์ ระบบโก่งแกน X ระบบโก่งแกน Y ระบบสแกนดีเลย์ และแหล่งสัญญาณมาตรฐาน
1. หลอดออสซิลโลสโคป
หลอดรังสีแคโทด (CRT) หรือที่เรียกว่าหลอดออสซิลโลสโคปเป็นแกนหลักของออสซิลโลสโคป มันแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณแสง ดังแสดงในรูปที่ 1 ปืนอิเล็กตรอน ระบบโก่งตัว และตะแกรงฟอสเฟอร์ถูกผนึกไว้ในเปลือกแก้วสุญญากาศเพื่อสร้างหลอดออสซิลโลสโคปที่สมบูรณ์
(1) หน้าจอฟลูออเรสเซนต์
หน้าจอหลอดออสซิลโลสโคปในปัจจุบันมักเป็นระนาบสี่เหลี่ยม โดยมีชั้นของวัสดุเรืองแสงเกาะอยู่บนพื้นผิวด้านในเพื่อสร้างฟิล์มฟลูออเรสเซนต์ มักจะเติมชั้นฟิล์มอลูมิเนียมระเหยลงในฟิล์มฟลูออเรสเซนต์ อิเล็กตรอนความเร็วสูงผ่านฟิล์มอะลูมิเนียมและชนกับสารเรืองแสงจนเกิดจุดสว่าง ฟิล์มอะลูมิเนียมมีการสะท้อนภายใน ซึ่งเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงความสว่างของจุดสว่าง ฟิล์มอะลูมิเนียมยังมีหน้าที่อื่นๆ เช่น การกระจายความร้อน
เมื่อการระดมยิงด้วยอิเล็กตรอนหยุดลง จุดสว่างจะไม่สามารถหายไปได้ในทันที แต่จะต้องคงอยู่เป็นระยะเวลาหนึ่ง เวลาที่ความสว่างของจุดสว่างลดลงเหลือ 10% ของค่าเดิมเรียกว่า "เวลาแสงระเรื่อ" เวลาแสงระเรื่อที่สั้นกว่า 10μs เรียกว่าแสงระเรื่อที่สั้นมาก 10μs-1ms คือแสงระเรื่อแบบสั้น 1 มิลลิวินาที-0.1 วินาทีเป็นแสงระเรื่อปานกลาง 0.1 วินาที-1 วินาทีเป็นแสงระเรื่อยาว และมากกว่า 1 วินาที เป็นแสงระเรื่อที่ยาวมาก โดยทั่วไป ออสซิลโลสโคปจะติดตั้งหลอดออสซิลโลสโคปแบบคงอยู่ปานกลาง ออสซิลโลสโคปความถี่สูงจะใช้ความคงอยู่ระยะสั้น และออสซิลโลสโคปความถี่ต่ำจะใช้ความคงอยู่นาน
(2) ปืนอิเล็กตรอนและโฟกัส
ปืนอิเล็กตรอนประกอบด้วยเส้นใย (F), แคโทด (K), กริด (G1), อิเล็กโทรดเร่งด้านหน้า (G2) (หรือกริดที่สอง), ขั้วบวกที่หนึ่ง (A1) และขั้วบวกที่สอง (A2) หน้าที่ของมันคือปล่อยอิเล็กตรอนและสร้างลำแสงอิเล็กตรอนความเร็วสูงที่บางมาก เส้นใยได้รับพลังงานเพื่อให้ความร้อนแก่แคโทด และแคโทดจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมาเมื่อถูกความร้อน
ตะแกรงเป็นทรงกระบอกโลหะที่มีรูเล็กๆ อยู่ด้านบน ซึ่งวางอยู่ด้านนอกแคโทด เนื่องจากศักย์เกตต่ำกว่าแคโทด จึงควบคุมอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทด โดยทั่วไปแล้ว มีอิเล็กตรอนจำนวนเล็กน้อยที่มีความเร็วเริ่มต้นสูงในการเคลื่อนที่เท่านั้นที่สามารถผ่านรูเกตและพุ่งไปที่ฉากฟลูออเรสเซนต์ภายใต้การกระทำของแรงดันแอโนด อิเล็กตรอนที่มีความเร็วเริ่มต้นน้อยจะยังคงกลับไปเป็นแคโทด
หากศักย์เกตต่ำเกินไป อิเล็กตรอนทั้งหมดจะกลับไปที่แคโทด กล่าวคือ หลอดจะปิด การปรับโพเทนชิออมิเตอร์ W1 ในวงจรสามารถเปลี่ยนศักย์เกตและควบคุมความหนาแน่นของการไหลของอิเล็กตรอนไปยังฉากฟลูออเรสเซนต์ได้ จึงเป็นการปรับความสว่างของจุดสว่าง แอโนดแรก แอโนดที่สอง และอิเล็กโทรดเร่งด้านหน้าเป็นกระบอกโลหะสามกระบอกบนแกนเดียวกันกับแคโทด เสาเร่งด้านหน้า G2 เชื่อมต่อกับ A2 และศักยภาพที่ใช้นั้นสูงกว่า A1 ศักยภาพเชิงบวกของ G2 จะเร่งอิเล็กตรอนจากแคโทดไปยังหน้าจอฟลูออเรสเซนต์
ขณะที่ลำอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากแคโทดไปยังตัวกรองฟอสเฟอร์ ลำอิเล็กตรอนจะผ่านกระบวนการโฟกัสสองกระบวนการ การโฟกัสครั้งแรกเสร็จสิ้นโดย K, G1 และ G2 K, K, G1 และ G2 เรียกว่าเลนส์อิเล็กทรอนิกส์ตัวแรกของหลอดออสซิลโลสโคป การโฟกัสครั้งที่สองเกิดขึ้นในพื้นที่ G2, A1 และ A2 การปรับศักย์ไฟฟ้าของขั้วบวก A2 ตัวที่สองสามารถทำให้ลำอิเล็กตรอนมาบรรจบกันที่จุดใดจุดหนึ่งบนหน้าจอฟลูออเรสเซนต์ นี่คือการมุ่งเน้นครั้งที่สอง แรงดันไฟฟ้าบน A1 เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าในการโฟกัส และ A1 เรียกอีกอย่างว่าเสาโฟกัส บางครั้งการปรับแรงดันไฟฟ้าของ A1 ยังคงไม่สามารถโฟกัสได้ดี และต้องปรับแรงดันไฟฟ้าของขั้วบวก A2 ตัวที่สองอย่างละเอียด A2 เรียกอีกอย่างว่าอิเล็กโทรดปรับโฟกัสเสริม
(3) ระบบโก่งตัว
ระบบโก่งตัวจะควบคุมทิศทางของลำอิเล็กตรอนเพื่อให้จุดแสงบนหน้าจอฟลูออเรสเซนต์เปลี่ยนไปตามสัญญาณภายนอกเพื่อแสดงรูปคลื่นของสัญญาณที่วัดได้ ในรูปที่ 8.1 แผ่นโก่ง Y1, Y2 และ Xl, X2 ตั้งฉากกันสองคู่จะสร้างระบบโก่งตัว แผ่นโก่งแกน Y อยู่ที่ด้านหน้าและแผ่นโก่งแกน X อยู่ด้านหลัง ดังนั้นความไวของแกน Y จึงสูง (สัญญาณที่วัดได้จะถูกเพิ่มลงในแกน Y หลังจากการประมวลผล) แรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายให้กับแผ่นโก่งตัวทั้งสองคู่ตามลำดับ เพื่อให้สนามไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างแผ่นโก่งตัวทั้งสองคู่ ซึ่งควบคุมการโก่งตัวของลำอิเล็กตรอนในทิศทางแนวตั้งและแนวนอนตามลำดับ
