Was ist ein Kathodenstrichoszilloskop (CRO)

Was ist ein Kathodenstrichoszilloskop (CRO)?

Definition

Ein Kathodenstrichoszilloskop (CRO) ist ein elektrisches Meßgerät zur Messung, Analyse und Visualisierung von Wellenformen und anderen elektronischen/elektrischen Phänomenen. Als Hochgeschwindigkeits-X-Y-Plotter zeigt es ein Eingangssignal im Vergleich zu einem anderen Signal oder der Zeit an. Es ist in der Lage, Wellenformen, transiente Phänomene und zeitlich veränderliche Größen über einen weiten Frequenzbereich (von sehr niedrigen bis zu Radiofrequenzen) zu analysieren und arbeitet hauptsächlich mit Spannung. Andere physikalische Größen (Strom, Dehnung usw.) können über Wandler in Spannung umgewandelt werden, um sie anzuzeigen.

Kernfunktion

Ein leuchtender Punkt (aus einem Elektronenstrahl, der auf einen fluoreszierenden Bildschirm trifft) bewegt sich auf dem Display entsprechend den Eingangsspannungen. Ein Standard-CRO verwendet eine interne horizontale Rampenspannung ("Zeitbasis") für die linke-zu-rechte horizontale Bewegung, wobei die vertikale Bewegung durch die zu prüfende Spannung gesteuert wird, was das stationäre Betrachten schneller veränderlicher Signale ermöglicht.

Aufbau

Hauptkomponenten:

• Kathodenstrahlröhre (CRT):Eine Vakuumröhre, die elektrische in visuelle Signale umwandelt, mit einem Elektronenstrahlerzeuger und elektrostatischen Ablenkplatten (vertikal/horizontal). Der Strahlerzeuger erzeugt einen fokussierten, hochgeschwindigen Elektronenstrahl; die Platten bewegen den Strahl unabhängig voneinander zur Positionierung auf dem Bildschirm.

• Elektronenstrahlerzeuger:Emittiert und formt den Elektronenstrahl, einschließlich Heizelement, Kathode (mit Barium/Strontium beschichtet zur Elektronenemission), Steuergrid (reguliert die Strahlintensität über ein negatives Potential) und Anoden (für die Beschleunigung bei etwa 1500V). Die Fokussierung erfolgt mit elektrostatischen Methoden (Standard in CROs).

• Ablenkplatten:Zwei Paare: “Y-Platten” (vertikal) und “X-Platten” (horizontal) steuern die Strahlbewegung.

• Fluoreszierender Bildschirm:Vorderseite der CRT (flach für kleine, gewölbt für große Bildschirme) mit Phosphor beschichtet. Auf ihn treffende Elektronen verursachen Fluoreszenz (Lichtemission).

• Glasgehäuse:Hoch evakuiert, kegelförmig. Die Innenseite hat Aquadag (leitfähige Beschichtung, die mit der beschleunigenden Anode verbunden ist), um die Elektronenfokussierung zu unterstützen.

Funktionsprinzip

Elektronen vom Kathoden passieren das Steuergrid (negatives Potential regelt die Intensität). Durch die Anoden beschleunigt, fokussiert und durch die Platten entsprechend den Eingangsspannungen abgelenkt, treffen sie auf den Bildschirm und erzeugen einen sichtbaren Punkt, um Wellenformen darzustellen.

Nachdem der Elektronenstrahl das Steuergrid passiert hat, reist er durch die Fokussier- und Beschleunigungsanoden. Die Beschleunigungsanoden, bei hoher positiver Spannung, konvergieren den Strahl zu einem Punkt auf dem Bildschirm.

Nach dem Verlassen der Beschleunigungsanode gerät der Strahl unter den Einfluss der Ablenkplatten. Bei Nullpotential an den Ablenkplatten bildet der Strahl einen Punkt in der Mitte des Bildschirms. Eine Spannung an den vertikalen Ablenkplatten lenkt den Elektronenstrahl nach oben; eine Spannung an den horizontalen Ablenkplatten lenkt den Lichtpunkt horizontal.