Co je kathodová osciloskop (CRO)

Co je kathodový osciloskop (CRO)?

Definice

Kathodový osciloskop (CRO) je elektrické zařízení pro měření, analýzu a vizualizaci vlnových tvarů a jiných elektronických/elektrických jevů. Jako rychlý X-Y plotter zobrazuje vstupní signál v porovnání s jiným signálem nebo časem. Je schopen analyzovat vlnové tvary, přechodné jevy a časově proměnné veličiny v širokém frekvenčním rozsahu (od velmi nízkých po rádiové frekvence), primárně pracuje s napětím. Jiné fyzikální veličiny (proud, deformace atd.) lze převést na napětí pomocí převodníků pro zobrazení.

Klíčové funkce

Svítivý bod (z elektronového paprsku dopadajícího na fluorescenční obrazovku) se pohybuje na displeji podle vstupních napětí. Standardní CRO používá vnitřní horizontální rampové napětí ("časová základna") pro levý-pravý horizontální pohyb, s vertikálním pohybem řízeným testovaným napětím, což umožňuje stacionární zobrazení rychle se měnících signálů.

Konstrukce

Hlavní komponenty:

• Kathodová trubice (CRT):Vakuová trubice převádějící elektrické na vizuální signály, s elektronovou puškou a elektrostatickými deflekčními deskami (vertikální/horizontální). Puška vytváří zaměřený, vysokorychlostní elektronový paprsek; desky nezávisle posouvají paprsek pro umístění na obrazovce.

• Elektronová pušková souhra:Vydává a tvaruje elektronový paprsek, včetně ohřívače, katody (pokryté bariem/stronciem pro vydávání elektronů), řídící mřížky (reguluje intenzitu paprsku prostřednictvím negativního potenciálu) a anody (pro akceleraci při ~1500V). Fokusem se používají elektrostatické metody (standardní v CRO).

• Deflekční desky:Dvě páry: “Y desky” (vertikální) a “X desky” (horizontální) ovládají pohyb paprsku.

• Fluorescenční obrazovka:Plocha CRT (rovná pro malé, zakřivená pro velké obrazovky) pokrytá fosforem. Elektrony ji udeřující způsobují fluorescenci (emitování světla).

• Skleněná obálka:Vysokostupeňsky evakuovaná, kuželovitá. Vnitřní povrch má aquadag (vodivé pokrytí spojené s akcelerační anodou) pro pomoci fokusu elektronů.

Princip fungování

Elektrony z katody projdou řídící mřížkou (negativní potenciál upravuje intenzitu). Akcelerovány anodami, zaměřeny a odvráceny deskami podle vstupních napětí, dopadají na obrazovku, vytvářejí viditelný bod pro sledování vlnových tvarů.

Po průchodu řídící mřížkou elektronový paprsek projde fokusačními a akceleračními anodami. Akcelerační anody, s vysokým kladným potenciálem, sbíhají paprsek do bodu na obrazovce.

Po vyjetí z akcelerační anody pak paprsek podléhá vlivu deflekčních desek. S nulovým potenciálem na deflekčních deskách paprsek tvoří bod uprostřed obrazovky. Aplikace napětí na vertikální deflekční desky odvrátí elektronový paprsek směrem nahoru; aplikace napětí na horizontální deflekční desky odvrátí světelný bod horizontálně.