Qu'est-ce qu'un oscilloscope à rayons cathodiques (CRO)

Qu'est-ce qu'un oscilloscope à rayons cathodiques (CRO)？

Définition

Un oscilloscope à rayons cathodiques (CRO) est un instrument électrique utilisé pour mesurer, analyser et visualiser des formes d'onde et d'autres phénomènes électroniques ou électriques. En tant que traceur X-Y à haute vitesse, il affiche un signal d'entrée par rapport à un autre signal ou au temps. Capable d'analyser des formes d'onde, des phénomènes transitoires et des grandeurs variables dans le temps sur une large gamme de fréquences (de très basses à des fréquences radio), il fonctionne principalement avec la tension. D'autres grandeurs physiques (courant, déformation, etc.) peuvent être converties en tension via des transducteurs pour l'affichage.

Fonctionnement clé

Un point lumineux (issu d'un faisceau électronique frappant un écran fluorescent) se déplace sur l'affichage en fonction des tensions d'entrée. Un CRO standard utilise une rampe de tension horizontale interne ("base de temps") pour le mouvement horizontal de gauche à droite, avec le mouvement vertical contrôlé par la tension sous test, permettant une visualisation stationnaire des signaux à variation rapide.

Construction

Composants principaux :

• Tube à rayons cathodiques (CRT)：Un tube sous vide qui convertit les signaux électriques en signaux visuels, avec un canon électronique et des plaques de déviation électrostatique (verticales/horizontales). Le canon produit un faisceau électronique focalisé et à haute vitesse ; les plaques déplacent le faisceau indépendamment pour le positionnement sur l'écran.

• Ensemble du canon électronique：Émet et forme le faisceau électronique, comprenant un chauffage, une cathode (recouverte de baryum/strontium pour l'émission d'électrons), une grille de contrôle (régule l'intensité du faisceau via un potentiel négatif), et des anodes (pour l'accélération à ~1500V). La mise au point utilise des méthodes électrostatiques (standard dans les CRO).

• Plaques de déviation：Deux paires : “plaques Y” (verticales) et “plaques X” (horizontales) contrôlent le mouvement du faisceau.

• Écran fluorescent：Le panneau frontal du CRT (plat pour les petits écrans, courbé pour les grands écrans) est recouvert de phosphore. Les électrons le frappant provoquent une fluorescence (émission de lumière).

• Enveloppe en verre：Fortement évacuée, de forme conique. La surface intérieure est recouverte d'aquadag (revêtement conducteur connecté à l'anode d'accélération) pour aider à la focalisation des électrons.

Principe de fonctionnement

Les électrons provenant de la cathode passent à travers la grille de contrôle (le potentiel négatif ajuste l'intensité). Accélérés par les anodes, focalisés et déviés par les plaques selon les tensions d'entrée, ils frappent l'écran, créant un point visible pour tracer les formes d'onde.

Après avoir passé la grille de contrôle, le faisceau électronique traverse les anodes de focalisation et d'accélération. Les anodes d'accélération, à un fort potentiel positif, convergent le faisceau vers un point sur l'écran.

Sortant de l'anode d'accélération, le faisceau subit ensuite l'influence des plaques de déviation. Avec un potentiel zéro sur les plaques de déviation, le faisceau forme un point au centre de l'écran. L'application d'une tension aux plaques de déviation verticales dévie le faisceau électronique vers le haut ; l'application d'une tension aux plaques de déviation horizontales dévie le point lumineux horizontalement.