Utilizarea Osciloscopului Catodic

Memoriu jutificativ

Aparatul analogic care permite vizualizarea pe un ecran (tub catodic) a curbei de variaţie a tensiunii aplicate la bornele de intrare unui aparat, in funcţie de timp sau in funcţie de alta tensiune, se numeşte osciloscop catodic.

Osciloscopul catodic este cel mai important si mai complet aparat de masura. Fata de voltmetrul electronic, OC permite si vizualizarea curbei tensiunii de masurat (oscilograma), ceea ce da posibilitatea masurarii –in plus- a frecventei si a fazei, precum si detectarea altor informatii aflate in semnalul respectiv (timp de crestere, modulare, distorsionare, etc,). Osciloscopul catodic este de neinlocuit in masurari pe CI numerice, fenomene tranzitorii si in televiziune. Osciloscopul catodic este cel mai rapid aparat de masura analogic (timp de raspunsnanosecunde), ceea ce permite si efectuarea de mesuratori in timp real –masurarea semnalului facandu-se chiar in timpul evolutiei acestuia- (de exemplu masurarea impulsului de tensiune indus de un fulger intr-o retea). Primul osciloscop catodic a fost realizat de catre Braun (Strassbourg, 1897). In 1898 Zenneck ii inlocuieste baza de timp mecanica (oglinda poliedrica rotitoare), cu una elctrica, iar in 1903, Wehnelt ii ataseaza grila de comanda care-I poarta numele. In fine, catre anii 1925-1926, (Bush),m constructia osciloscopului catodic se contureaza cam in forma cunoscuta azi ca forma de baza.

In prezent exista o mare varietate de osciloscoape catodice, atat de uz general cat si specializate pe un anumit tip de masuratori (cartografie, vobuloscoape, osciloscoape catodice pentru masuratori in medicina, etc, ).

Cap.I.

PREZENTAREA GENERALA A OSCILOSCOPULUI CATODIC STANDARD

Cel mai cunoscut tip de osciloscoape este osciloscopul catodic monospot. Schema de principiu a osciloscopului standard este prezentată în figura 1. , figura in cate sunt remarcate tubul catodic (TC), circuitul de masura pe canalul “y”, baza de timp (BT) si blocul de alimentare (BA).

Tubul catodic (TC) este mecanismul de masura al osciloscopului catodic. Partea “mobila” a tubului catodic o constitue fascicolul de electroni  generat de catre tunul electronic (TE), fascicol care este deplasat pe ecranul luminoscent (E) cu ajutorul placilor de deflexi pe orizontala (placile X) si pe verticala (placile Y), deplasari imprimatede catre tensiunile U şi respectiv U aplicate pe aceste plăci. Indicatorul tubului catodic îl constitue spotul luminos (S) a cărui deplasare pe ecran este măsurată cu ajutorul unei reţele reticulare transparente, gradată în diviziuni (RR) figura 2. , reţea ce constituie “scara” osciloscopului catodic. În limbajul curent se foloseşte numai termenul de ecran atât pentru E cât şi pentru RR.

Observaţie : la oscilatorul catodic, afară de axele de ecran XOY (figura 2), se mai ataşează şi o a treia axaă în lungul axei tubului, denumită axa Y (figura 5c). Comanda fascicolului  după axa Y se referă la reglarea luminozităţii spotului şi se realizează prin intermediul grilei Wehnelt (figura 7), al cărei potenţial este reglat cu ajutorul potenţiometrului P .

Circuitul de măsură pe Y este alcătuit din comutatorul K Condiţionorul de semnal (AT-PA), amplificatorul final (A ) şi linia de întârziere (LI).

Comutatorul K permite ca în poziţia 1 să poată fi măsurată numai tensiuni alternative (cu blocarea componentei continui), în poziţia 2 –atât tensiuni continui cât şi alternative (cu sau fără componenta continuă), iar poziţia 3 –scurtcircuit- este necesară pentru operaţii de reglare a spotului (focalizarea axei Y).

Condiţionorul de semnal este alcătuit dintr-un divizor de tensiune (DT),de tipul RC compensat în frecvenţă, reglabil în trepte, cu ajutorul căruia se prescriu gamele pentru tensiunea de măsurat (de regulă în secvenţă 1-2-5-10…V/div) şi dintr-un preamplificator (PA) cu rolul de a amplifica semnalul de ieşire din DT, da la nivelul e 50mV la nivelul volţilor (cerut de A ).

Amplificatorul (A ) este tipul cu două ieşiri simetrice în antifază şi are rolul de a amplifica tensiunea de ieşire din PA (volţi) până la nivelul necesar devierii spotului pe verticală (100-200V). Atacul plăcilor de deflexie cu două tensiuni simetrice şi în antifază (U ) este necesar pentru evitarea distorsionării oscilogramei (efect de trapez). Prin intermediul lui A se face şi axarea spotului pe verticală.