¿Qué es un Osciloscopio de Rayos Catódicos (CRO)?

¿Qué es un Osciloscopio de Rayos Catódicos (CRO)?

Definición

Un osciloscopio de rayos catódicos (CRO) es un instrumento eléctrico para medir, analizar y visualizar formas de onda y otros fenómenos electrónicos/electrónicos. Como un trazador X-Y de alta velocidad, muestra una señal de entrada en relación con otra señal o el tiempo. Capaz de analizar formas de onda, fenómenos transitorios y cantidades variables en el tiempo en un amplio rango de frecuencias (desde muy bajas hasta frecuencias de radio), principalmente opera con voltaje. Otras cantidades físicas (corriente, deformación, etc.) se pueden convertir a voltaje a través de transductores para su visualización.

Operación Clave

Un punto luminoso (producido por un haz de electrones que golpea una pantalla fluorescente) se mueve en la pantalla según los voltajes de entrada. Un CRO estándar utiliza un voltaje rampa horizontal interno ("base de tiempo") para el movimiento horizontal de izquierda a derecha, con el movimiento vertical controlado por el voltaje bajo prueba, permitiendo la visualización estacionaria de señales de rápida variación.

Construcción

Componentes principales:

• Tubo de Rayos Catódicos (CRT)：Un tubo al vacío que convierte señales eléctricas en visuales, con un cañón electrónico y placas de desviación electrostática (vertical/horizontal). El cañón produce un haz de electrones enfocado y de alta velocidad; las placas mueven el haz de manera independiente para la posición en la pantalla.

• Ensamblaje del Cañón Electrónico：Emite y da forma al haz de electrones, incluyendo calentador, cátodo (recubierto de bario/estroncio para la emisión de electrones), malla de control (regula la intensidad del haz mediante potencial negativo), y ánodos (para aceleración a ~1500V). El enfoque utiliza métodos electrostáticos (estándar en CROs).

• Placas de Desviación：Dos pares: “placas Y” (verticales) y “placas X” (horizontales) controlan el movimiento del haz.

• Pantalla Fluorescente：Tapaplatos del CRT (plano para pantallas pequeñas, curvo para grandes) recubierto de fósforo. Los electrones que lo golpean causan fluorescencia (emisión de luz).

• Envoltura de Vidrio：Altamente evacuada, de forma cónica. La superficie interna tiene aquadag (recubrimiento conductor conectado al ánodo de aceleración) para ayudar al enfoque de los electrones.

Principio de Funcionamiento

Los electrones del cátodo pasan a través de la malla de control (el potencial negativo ajusta la intensidad). Acelerados por los ánodos, enfocados y desviados por las placas según los voltajes de entrada, golpean la pantalla, creando un punto visible para trazar formas de onda.

Después de pasar a través de la malla de control, el haz de electrones viaja a través de los ánodos de enfoque y aceleración. Los ánodos de aceleración, a un alto potencial positivo, convergen el haz a un punto en la pantalla.

Al salir del ánodo de aceleración, el haz queda bajo la influencia de las placas de desviación. Con un potencial cero en las placas de desviación, el haz forma un punto en el centro de la pantalla. Al aplicar un voltaje a las placas de desviación verticales, se desvía el haz de electrones hacia arriba; al aplicar un voltaje a las placas de desviación horizontales, se desvía el punto de luz horizontalmente.