up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله اسكوپ PDF
QR code - اسكوپ

اسكوپ

مقدمه: اسيلوسکوپ در حقيقت رسامهاي بسيار سريع هستند که سيگنال ورودي را در برابر زمان يا در برابر سيگنال ديگر نمايش مي‌‌دهند. قلم اين رسام يک لکه نوراني است که در اثر برخورد يک باريکه الکترون به پرده‌اي فلوئورسان بوجود مي‌آيد.
به علت لختي بسيار کم باريکه الکترون مي‌‌توان اين باريکه را براي دنبال کردن تغييرات لحظه‌اي (ولتاژهايي که بسيار سريع تغيير مي‌کنند، يا فرکانس‌هاي بسيار بالا) بکار برد. اسيلوسکوپ بر اساس ولتاژ کار مي‌‌کند. البته به کمک مبدلها (ترانزيستورها) مي‌‌توان جريان الکتريکي و کميتهاي ديگر فيزيکي و مکانيکي را به ولتاژ تبديل کرد.
قسمتهاي مختلف اسيلوسکوپ
لامپ پرتو کاتدي
اسيلوسکوپ از يک لامپ پرتو کاتدي که قلب دستگاه است و تعدادي مدار براي کار کردن لامپ پرتو کاتدي تشکيل شده است. قسمتهاي مختلف لامپ پرتو کاتدي عبارتند از:
تفنگ الکتروني :
تفنگ الکتروني باريکه متمرکزي از الکترونها را بوجود مي‌‌آورد که شتاب زيادي کسب کرده‌اند. اين باريکه الکترون با انرژي کافي به صفحه فلوئورسان برخورد مي‌کند و بر روي آن يک لکه نوراني توليد مي‌‌کند. تفنگ الکتروني از رشته گرمکن ، کاتد ، شبکه آند پيش شتاب دهنده ، آند کانوني کننده و آند شتاب دهنده تشکيل شده است.
الکترونها از کاتدي که بطور غير مستقيم گرم مي‌شود، گسيل مي‌‌شوند. اين الکترونها از روزنه کوچکي در شبکه کنترل مي‌‌گردند. شبکه کنترل معمولا يک استوانه هم محور با لامپ است و داراي سوراخي است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهاي گسيل شده از کاتد که از روزنه مي‌‌گذرند (به دليل پتانسيل مثبت زيادي که به آندهاي پيش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال مي‌‌شود)، شتاب مي‌‌گيرند. باريکه الکتروني را آند کانوني کننده ، کانوني مي‌‌کند.
صفحات انحراف دهنده :
صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم که بطور افقي نسب مي‌شوند و يک ميدان الکتريکي در صفحه قائم ايجاد مي‌‌کنند و صفحات y ناميده مي‌‌شوند. صفحات انحراف افقي بطور قائم نصب مي‌شوند و انحراف افقي ايجاد مي‌‌کنند و صفحات x ناميده مي‌‌شوند. فاصله صفحات به اندازه کافي زياد است که باريکه بتواند بدون برخورد با آنها عبور کند.
صفحه فلوئورسان :
جنس اين پرده که در داخل لامپ پرتو کاتدي قرار دارد، از جنس فسفر است. اين ماده داراي اين خاصيت است که انرژي جنبشي الکترونهاي برخورد کننده را جذب مي‌‌کند و آنها را به صورت يک لکه نوراني ظاهر مي‌سازد. قسمتهاي ديگر لامپ پرتو کاتدي شامل پوشش شيشه‌اي ، پايه که از طريق آن اتصالات برقرار مي‌‌شود، است.
مولد مبناي زمان
اسيلوسکوپها بيشتر براي اندازه گيري و نمايش کميات وابسته به زمان بکار مي‌‌روند. براي اين کار لازم است که لکه نوراني لامپ روي پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدين منظور يک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقي اعمال مي‌‌شود. مداري که اين ولتاژ مثبت را توليد مي‌‌کند، مولد مبناي زمان يا مولد رويش ناميده مي‌‌شود.
مدارهاي اصلي اسيلوسکوپ
سيستم انحراف قائم
چون سيگنالها براي ايجاد انحراف قابل اندازه گيري بر روي صفحه لامپ به اندازه کافي قوي نيستند، لذا معمولا تقويت قائم لازم است. هنگام اندازه گيري سيگنالهاي با ولتاژ بالا بايد آنها را تضعيف کرد تا در محدوده تقويت کننده‌هاي قائم قرار گيرند. خروجي تقويت کننده قائم ، از طريق انتخاب همزماني در وضعيت داخلي، به تقويت کننده همزمان نيز اعمال مي‌‌شود.
سيستم انحراف افقي
صفحات انحراف افقي را ولتاژ رويش که مولد مبناي زمان توليد مي‌‌کند، تغذيه مي‌کند. اين سيگنال از طريق يک تقويت کننده اعمال مي‌‌شود، ولي اگر دامنه سيگنالها به اندازه کافي باشد، مي‌‌توان آن را مستقيما اعمال کرد. هنگامي ‌که به سيستم انحراف افقي ، سيگنال خارجي اعمال مي‌‌شود، باز هم از طرق تقويت کننده افقي و کليد انتخاب رويش در وضعيت خارجي اعمال خواهد شد. اگر کليد انتخاب رويش در وضعيت داخلي باشد، تقويت کننده افقي ، سيگنال ورودي خود را از مولد رويش دندانه‌داري که با تقويت کننده همزمان راه اندازي مي‌‌شود، مي‌‌گيرد.
همزماني
هر نوع رويشي که بکار مي‌‌رود، بايد با سيگنال مورد بررسي همزمان باشد. تا يک تصوير بي حرکت بوجود آيد. براي اين کار بايد فرکانس سيگنال مبناي زمان مقسوم عليه‌اي از فرکانس سيگنال مورد بررسي باشد.
مواد محو کننده
در طي زمان رويش ، ولتاژ دندانه‌دار رويش اعمال شده به صفحات x ، لکه نوراني را بر يک خط افقي از چپ به راست روي صفحه لامپ حرکت مي‌دهد. اگر سرعت حرکت کم باشد، يک لکه ديده مي‌‌شود و اگر سرعت زياد باشد، لکه به صورت يک خط ديده مي‌‌شود. در سرعتهاي خيلي زياد ، ضخامت خط کم شده و تار به نظر مي‌‌رسد و يا حتي ديده نمي‌‌شود.
کنترل وضعيت
وسيله‌اي براي کنترل حرکت مسير باريکه بر روي صفحه لازم است. با اين کار شکل موج ظاهر شده بر روي صفحه را مي‌‌توان بالا يا پائين يا به چپ يا راست حرکت داد. اين کار را مي‌‌توان با اعمال يک ولتاژ کوچک سيستم داخلي (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. اين ولتاژ را مي‌‌توان با يک پتانسيومتر تغيير داد.
کنترل کانوني بودن
الکترود کانوني کننده مثل يک عدسي با فاصله کانوني تغيير مي‌‌کند. اين تغيير با تغيير پتانسيل آند کانوني کننده صورت مي‌‌گيرد.
کنترل شدت
شدت باريکه با پتانسيومتر کنترل کننده شدت که پتانسيل شبکه را نسبت به کاتد تغيير مي‌‌دهد، تنظيم مي‌‌شود.
مدار کاليبره سازي
در اسيلوسکوپهاي آزمايشگاهي معمولا يک ولتاژ پايدار داخلي توليد مي‌‌شود که دامنه مشخصي دارد. اين ولتاژ که براي کاليبره سازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد، معمولا يک موج مربعي است.

دانلود نسخه PDF - اسكوپ