Sprawozdanie ocenione na 5

Temat: Oscylograf katodowy

W oscyloskopach elektronicznych do rejestracji badanego procesu stosuje się strumień skon­centrowany w postaci ostrego punktu na ekranie luminującym. W miejscu padania elektronów na ekran luminujący obserwuje się świecące punkty. Zmianę tego punktu otrzymuje się wskutek działania pola elektrycznego na strumień elektronów emitowany z katody. Działanie to jest niemal natychmiastowe, gdyż bezwładność strumienia elektronów jest bardzo mała. W praktyce oscylograf elektroniczny jest wykorzystywany w bardzo dużym zakresie częstotli­wości.

Oscylograf katodowy może służyć do:

1. obserwacji przebiegów prądów zmiennych różnych częstotliwości,

2. pomiaru przesunięć fazowych,

3. pomiaru częstości,

4. pomiaru głębokości i modulacji,

5. obserwacji zniekształceń liniowych i nieliniowych wzmacniaczy, generatorów itp.

Promień elektronów przebiega między parą płytek
odchylających w kierunku pionowym i parą płytek
odchylających w kierunku poziomym. Odpowiednie potencjały płytek piono­wych i poziomych oddziałują na wiązkę elektronów, a to może spowodować ruch plamki świetlnej na ekranie lampy. Zależnie od potencjałów odpowiednich płytek X oraz Y, bo tak są nazywane płytki odchylenia poziomego i pionowego, wiązka elektronów jest odpowiednio „wyginana” w lampie, a plamka świetlna zmienia swoje położenie na ekranie jak pokazano na rys. 2

Na rys. 3 pokazano dwa przebiegi sinu­so­idalne. Jeden wzdłuż osi X, a drugi wzdłuż osi Y. Oba przebiegi mają jed­nakową fazę początkową, amplitudę i częstotliwość. Zmiany wartości ampli­tudy napięć przed­stawiono co
i numerując zmiany kąta co
liczbami od 1 do 13. Postępując analogicznie jak przy wykreślaniu sinuso­idy określa się punkty przecięcia się linii równoległych do odpowiednich osi, otrzy­mując w ten sposób przebieg wy­padkowy jako sumę tych dwóch prze­biegów. W na­szym przypadku jest to linia prosta.

Natomiast na rys. 4 przedstawiono dodawanie też dwóch przebiegów sinusoidalnych, ale róż­niących się przesunięciem fazowym o kąt
. Wynikiem końcowym dodawania tych przebie­gów jest elipsa. Z tych dwóch rysunków można, więc wysnuć wniosek, że doprowa­dzają do płytek oscyloskopu przebiegi o tej samej częstotliwości i amplitudzie, ale różnej fa­zie początkowej otrzymuje się różne obrazy na ekranie lampek. Zatem oscy­loskop może być sto­sowany do pomia­rów kąta przesunięcia fazowego między dwoma napięciami. Jedno z nich występu­jące na rezy­stancji (
) do­prowadzamy do pły­tek X, a druga o nie znanym przesunię­ciu fazowym doprowa­dzamy do płytek Y.

Gdy na ekranie lampy jest linia prosta oznacza to, że kąt przesunięcia fazowego wynosi
. Jeśli na ekranie będzie koło, to kąt przesunięcia fazowego wynosi
. Dla katów w grani­cach
na ekranie jest widoczna elipsa. Mierząc odcinki a oraz b tej elipsy ze wzoru można obliczyć kąt przesunięcia fazowego (patrz rys. 4)

Na rys 5 przedstawiono obrazy pomiarów przesunięcia fazowego, gdy kąt zmienia się w granicach od
do
.

Wniosek:

Z podanych rozważań wynika wniosek, że oglądany na ekranie obraz jest wynikiem dodawa­nia dwóch przebiegów harmonicznych doprowadzających do płytek X oraz Y.

Rys 1

Rys. 2

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 5

Rys. 6

---