Osciloscopul Catodic

Osciloscopul catodic este un aparat electronic de masurat care permite vizualizarea formei semnalelor si masurarea semnalelor si masurarea a diverse marimi electrice.prin prezentarea formei de variatie in timp a semnalului,asa-zisa forma de unda,se ofera o cantitate de informatie de masurare mai mare decat in cazul altor aparate.

Osciloscopul prezinta o serie de calitati,ca de exemplu:

- lipsa inertiei in procesul masurarii si pana la 20 de GHz;

- impedanta de intrare mare,ceea ce inseamna un consum foarte mic de energie de la sursa de semnal si neinfluentarea acestei surse;

- sensibilitate ridicata si precizie buna;

- vizualizarea semnalelor nerepetitive ale proceselor tranzitorii;

- posibilitatea cuplarii cu aparatura numerica de memorare si prelucrare a datelor;

- posibilitatea reprezentarii functiilor de tip y=f(x),deci nu in raport cu timpul ci in functie de o marime externa x.

Datorita acestor calitati,osciloscopul este aparatul de masurat analogic cel mai complet,cu o larga utilizare in ingineria masurarilor electrice,electronice si magnetice.

In prezent exista o mare varietate de osciloscoape,atat pentru uzul general cat si specializate pentru anumite masurari.

1.PREZENTARE GENERALA

Schema de principiu a unui osciloscop standard este prezentata in figura 1,cu urmatoarea semnificatie a blocurilor compunente: tubul catodic (TC) reprezinta dispozitivul de masurare si afisare al osciloscopului;atenuatorul de intrare (A) consta dintr-un divizor de tensiune de tipul RC,reglabil in trepte cu comutatorul K2,prin care se prescrie gama de amplitudine pentru tensiunea de masurat;preamplificatorul (PA) amplifica semnalul la nivelul cerut de amplificatorul Ay;unele osciloscoape au pe intrarea canalului X un atenuator si un preamplificator identice cu cele ale canalului Y;linia de intarziere (LI) are rolul de a intazia cu ns semnalul aplicat placilor de deflexie pe

Fig.1

verticala pentru a fi usor in urma semnalului declansat si aplicat placilor de deflexie pe orizontala;amplificatorul final (AY) amplifica tensiunea de iesire din PA pana la nivelul cerut de sistemul de deflexie pe verticala;baza de timp (BT) are rolul de a genera o tensiune liniar variabila in timp necesara comenzii spotului pe orizontala;tensiunea de baleiaj este sincronizata pe semnalul de masurat cand comutatorul K3 este in a sau pe un semnal din exterior cand K3 este in b; amplificatorul final (AX) amplifica semnalul bazei de timp pana la nivelul cerut de deflezia pe orizontala.semnalul pentru deflezia pe orizontala poate proveni de la BT cand K5 este in a,sau de la intrarea X cand K3 este in b.

Blocul de alimentare ,BA,are rolul de a furniza tensiuni continue stabile : pentru alimentarea blocurilor PA si BT,pentru alimentarea amplificatoarelor finale si pentru alimentarea tubului catodic.

Notatiile P1,P2,P3,P4 si P5 reprezinta butoanele unor potentiometre de reglare necesare unei vizualizari cat mai bune.

2.TUBUL CATODIC

Din punctul de vedere functional,subansamblurile tubului catodic realizeaza urmatoarele functii:tunul electronic emite,focalizeaza si accelereaza fasciculul de electroni; sistemul de deflectie comanda deviatia fasciculului de elctroni corespunzator semnalelor de studiat;ecranul luminescent converteste energia cinetica a fasciculului de electroni in energie luminoasa.

Sistemul de deflexie determina deviatia fasciculului fie prin actiunea unui camp electric,numita deflexie electrostatica,fie prin actiunea unui camp magnetic,numita deflexie elctromagnetica. In mod obisnuit osciloscoapele au tuburi catodice cu deflexie electrostatica.

Tubul catodic se realizeaza in mai multe variante:

- dupa numarul de fascicule electronice: monofascicular si multifascicular;

- dupa numarul de canale ale intrarii Y : un canal si un singur fascicul(monocanal), multicanal si un singur fascicul avand la baza principiul multiplexarii in timp;

- dupa modul de accelerare: cu un anod de accelerare si cu doi anozi de accelerare;

- dupa forma placilor de deflexie :paralele,curbate,segmentate,distribuite etc.

In figura 2 se prezinta schema constructiva a unui tub catodic monofascicular cu postaccelerare,care va fi considerat de tip standard.

Fig. 2

Elementele componente ale tubului catodic sunt inchise intr-un tub de sticla cu bune calitati mecanice si electroizolate,vidat.Vidul din tub este necesar,in primul rand pentru evitarea fenomenului de ionizare,iar in al doilea rand pentru micsoararea distantelor dintre electrozii sub tensiune.Pentru conservarea calitatii acestui vid – care se poate deteriora datorita caldurii degajate de filament si catod – pe portiunea adiacenta electrozilor G si A1, in interiorul tubului,se depune o pelicula de bariu care are rolul de a absorbi si fixa moleculele gazoase rezultate din incalzirea mentionata.Aceasta particula poate fi usor recunoscuta dupa culoarea ei neagra si luciul metalic.