カソード線オシロスコープ（CRO）とは何ですか？

カソード線オシロスコープ（CRO）とは何ですか？

定義

カソード線オシロスコープ（CRO）は、波形やその他の電子/電気現象を測定、分析、視覚化するための電気機器です。高速X-Yプロッターとして機能し、入力信号を他の信号または時間に対して表示します。広い周波数範囲（非常に低い周波数からラジオ周波数まで）で波形、一時的な現象、時間変動量を分析でき、主に電圧に基づいて動作します。他の物理量（電流、歪みなど）はトランスデューサーを通じて電圧に変換して表示することができます。

主要な操作

電子ビームが蛍光スクリーンに当たることで生じる輝点は、入力電圧に応じてディスプレイ上で移動します。標準的なCROでは、内部の水平ランプ電圧（「タイムベース」）を使用して左から右への水平移動を行い、垂直移動はテスト中の電圧によって制御されます。これにより、速い変動信号を静止状態で観察することができます。

構造

主な構成部品：

• カソード線管（CRT）：電子信号を視覚信号に変換する真空管で、電子銃と電気静的偏向板（垂直/水平）があります。電子銃は焦点が合った高速の電子ビームを生成し、偏向板はビームを独立して動かしてスクリーン上の位置を制御します。

• 電子銃アセンブリ：電子ビームを発射および整形し、ヒータ、カソード（電子放出のためにバリウム/ストロンチウムコーティング）、制御グリッド（負の電位によってビーム強度を調整）、および陽極（約1500Vでの加速用）を含みます。フォーカシングには電気静的方法（CROの標準）が使用されます。

• 偏向板：2組あり、「Y板」（垂直）と「X板」（水平）があり、ビームの動きを制御します。

• 蛍光スクリーン：CRTの前面ガラス（小画面は平ら、大画面は曲面）に蛍光体が塗布されています。電子が衝突すると蛍光（光の放出）が起こります。

• ガラス封筒：高真空で円錐形。内表面にはアクセルレーティング陽極に接続された導電性コーティング（アクアダグ）があり、電子のフォーカシングを補助します。

動作原理

カソードからの電子は、制御グリッド（負の電位で強度を調整）を通過し、陽極によって加速され、フォーカシングされ、入力電圧に応じて偏向板によって偏向されます。それらはスクリーンに当たり、波形をトレースするための可視的なスポットを作り出します。

制御グリッドを通過した後、電子ビームはフォーカシングおよび加速陽極を通過します。加速陽極は高い正の電位を持っており、ビームをスクリーン上のある点に収束させます。

加速陽極から出てきたビームは、次に偏向板の影響を受けます。偏向板にゼロ電位が適用されている場合、ビームはスクリーンの中心にスポットを形成します。垂直偏向板に電圧を適用すると、電子ビームは上方向に偏向し、水平偏向板に電圧を適用すると、光スポットは水平方向に偏向します。