อะไรคือเครื่องออสซิลโลสโคปลำแสงแคโทด (CRO)

อะไรคือออสซิลโลสโคปลำแสงแคโทด (CRO)？

บทนิยาม

ออสซิลโลสโคปลำแสงแคโทด (CRO) เป็นเครื่องมือทางไฟฟ้าสำหรับการวัด การวิเคราะห์ และการสร้างภาพของสัญญาณคลื่นและปรากฏการณ์อิเล็กทรอนิกส์/ไฟฟ้าอื่นๆ ในฐานะพล็อตเตอร์ X-Y ความเร็วสูง มันแสดงสัญญาณขาเข้าเทียบกับสัญญาณอื่นหรือเวลา มีความสามารถในการวิเคราะห์สัญญาณคลื่น ปรากฏการณ์ชั่วคราว และปริมาณที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในช่วงความถี่กว้าง (ตั้งแต่ความถี่ต่ำมากจนถึงความถี่วิทยุ) โดยทำงานโดยหลักบนแรงดันไฟฟ้า ปริมาณทางกายภาพอื่นๆ (กระแสไฟฟ้า ความเครียด ฯลฯ) สามารถแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าผ่านทรานสดิวเซอร์เพื่อการแสดงผลได้

การทำงานหลัก

จุดสว่าง (จากลำแสงอิเล็กตรอนที่กระทบกับหน้าจอฟลูออเรสเซนต์) เคลื่อนที่บนจอแสดงผลตามแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ออสซิลโลสโคปมาตรฐานใช้แรงดันภายในที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ("ฐานเวลา") สำหรับการเคลื่อนที่แนวนอนจากซ้ายไปขวา พร้อมการควบคุมการเคลื่อนที่แนวตั้งโดยแรงดันที่ทดสอบ ทำให้สามารถดูสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้อย่างคงที่

โครงสร้าง

ส่วนประกอบหลัก:

• หลอดลำแสงแคโทด (CRT)：หลอดสุญญากาศที่แปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณภาพ พร้อมกับปืนอิเล็กตรอนและแผ่นเบี่ยงเบนสถิต (แนวตั้ง/แนวนอน) ปืนอิเล็กตรอนสร้างลำแสงอิเล็กตรอนที่มุ่งตรงและมีความเร็วสูง; แผ่นเบี่ยงเบนเคลื่อนลำแสงแยกกันเพื่อการวางตำแหน่งบนหน้าจอ

• ชุดประกอบปืนอิเล็กตรอน：ปล่อยและกำหนดรูปทรงลำแสงอิเล็กตรอน รวมถึงฮีตเตอร์ แคโทด (เคลือบบาร์เรียม/สตราอนเทียมเพื่อปล่อยอิเล็กตรอน) เกรดควบคุม (ควบคุมความเข้มของลำแสงผ่านศักย์ลบ) และแอนาด (สำหรับเร่งความเร็วที่ประมาณ 1500V) การโฟกัสใช้วิธีสถิต (มาตรฐานใน CROs)

• แผ่นเบี่ยงเบน：สองคู่: “แผ่น Y” (แนวตั้ง) และ “แผ่น X” (แนวนอน) ควบคุมการเคลื่อนที่ของลำแสง

• หน้าจอฟลูออเรสเซนต์：พื้นผิวหน้าจอ CRT (แบนสำหรับหน้าจอขนาดเล็ก โค้งสำหรับหน้าจอขนาดใหญ่) ที่เคลือบด้วยฟอสเฟอร์ เมื่ออิเล็กตรอนกระทบจะทำให้เกิดฟลูออเรสเซนต์ (การปล่อยแสง)

• กระบอกแก้ว：ถูกสุญญากาศอย่างมาก มีรูปร่างเหมือนกรวย พื้นผิวด้านในมีสารนำไฟฟ้า (aquadag) เชื่อมต่อกับแอนาดเร่ง เพื่อช่วยในการโฟกัสอิเล็กตรอน

หลักการทำงาน

อิเล็กตรอนจากแคโทดผ่านเกรดควบคุม (ศักย์ลบปรับความเข้ม) ได้รับการเร่งความเร็วโดยแอนาด โฟกัส และเบี่ยงเบนโดยแผ่นตามแรงดันไฟฟ้าขาเข้า จากนั้นกระทบกับหน้าจอ สร้างจุดสว่างที่มองเห็นเพื่อวาดสัญญาณคลื่น

หลังจากผ่านเกรดควบคุม ลำแสงอิเล็กตรอนเดินทางผ่านแอนาดโฟกัสและเร่งความเร็ว แอนาดเร่ง ที่มีศักย์บวกสูง ทำให้ลำแสงรวมตัวที่จุดบนหน้าจอ

หลังจากออกจากแอนาดเร่ง ลำแสงอิเล็กตรอนจะอยู่ภายใต้อิทธิพลของแผ่นเบี่ยงเบน ด้วยศักย์ศูนย์บนแผ่นเบี่ยงเบน ลำแสงจะสร้างจุดที่ศูนย์กลางหน้าจอ หากใช้แรงดันไฟฟ้ากับแผ่นเบี่ยงเบนแนวตั้ง ลำแสงอิเล็กตรอนจะเบี่ยงเบนขึ้น หากใช้แรงดันไฟฟ้ากับแผ่นเบี่ยงเบนแนวนอน จุดสว่างจะเบี่ยงเบนแนวนอน