نام فایل : آشنایی با اسیلوسکوپ و کاربرد آن

فرمت : .PPT

تعداد صفحه/اسلاید : 41

حجم : 1106 کیلوبایت

به نام خدا



آشنایی با اسیلوسکوپ و کاربرد آن
مقدمه
در این فصل با یکی دیگر از وسایل اندازه گیری به نام اسیلوسکوپ آشنا می شویم. از این وسیله برای اندازه گیری ولتاژ و اختلاف فاز دو موج و همچنین بررسی شکل موج استفاده می شود.
ساختمان و طرز کار و کاربرد اسیلوسکوپ
همانطور که قبلا“ گفته شد از اسیلوسکوپ برای دیدن شکل موج و اندازه گیری ولتاژ ، اختلاف فاز ،اندازه گیری فرکانس و زمان تناوب ، رسم منحنی مشخصه ولت آمپر دیود و ترانزیستور استفاده می شود.
نکته: از اسیلوسکوپ برای اندازه گیری ولتاژهای کم و فرکانس در حدود چند صد مگا هرتز استفاده می شود.
نکته: با اسیلوسکوپ ولتاژ با فرکانس صفر تا چند صد مگا هرتز را می تواند تحلیل کرد.
ساختمان اسیلوسکوپ
ساختمان اسیلوسکوپ از دو قسمت اصلی درست شده که عبارتند از
1- لامپ اشعه کاتدی(CRT)
2- مدارهای آماده سازی لامپ و سیگنال
لامپ اشعه کاتدی
لامپ اشعه کاتدی امروزه قسمت اصلی تلویزیون و مانیتور و دستگاههای ضربان قلب مس باشد. با اعمال سیگنال به اسیلوسکوپ سیگنال روی صفحه لامپ اشعه کاتدی تشکیل می شود.
اساس کار لامپ اشعه کاتدی ، بمباران یک صفحه حساس با یک دسته اشعه الکترونی می باشد. صفحه حساس در اثر برخورد الکترون از خود نور ساطح می کند.
منظور از اشعه الکترونی ، تعداد زیاد الکترون می باشد که به صورت یک اشعه باریک و با سرعت خیلی زیاد در حال حرکت می باشد.
مقدار نور ساطح شده از صفحه به سرعت الکترون ها و تعداد الکترون ها بستگی دارد. هر چه این دو عامل بیشتر باشد ، میزان نور نیز بیشتر می باشد. در عمل از کنترل تعداد الکترون ها برای تغییر میزان روشنایی صفحه صفحه استفاده می شود.
صفحه حساس از یک شیشه معمولی که پشت آن از مواد فسفرسانس پوشیده شده تشکیل شده است.
ترکیب فسفر و روی را فسفرسانس گویند.
رنگ نور ایجاد شده به درصد فسفر و روی بستگی دارد. تولید اشعه الکترونی به وسیله گرم کردن یک استوانه که قسمت جلوی آن از مواد اکسیدی به نام اکسید باریم و اکسید استرانسیوم پوشیده شده انجام می گیرد.
میزان این دو اکسید برابر می باشند.
نحوه کار به این صورت می باشد که با عبور جریان از یک فیلامان ، فیلامان گرم شده و این گرما باعث گرم شدن استوانه شده در نتیجه مواد اکسیدی گرم شده و الکترون از خود ساطح می کنند. در جلوی استوانه یک روزنه کوچک وجود دارد که باریک کردن اشعه الکترونی را انجام می دهد.
شبکه جلوی استوانه را شبکه کنترل گویند.
استوانه ای که مواد اکسیدی جلوی آن قرار دارند کاتد گویند.
استوانه و شبکه کنترل و فیلامان را استوانه وهنلت گویند.
میزان روشنایی در روی صفحه به تعداد الکترون ها و سرعت آنها بستگی دارد. بهتر است که با تغییر تعداد الکترون ها روشنایی صفحه را کنترل کنیم. اگر بین استوانه و شبکه کنترل یک منبع ولتاژ منفی قرار گیرد با تغییر این ولتاژ تعداد عبور الکترون ها را کنترل می شود. به همین منظور در جلوی اسیلوسکوپ یک ولوم ( پتانسیومتر ) وجود دارد که به آن intensity گویند.
بعد از تولید اشعه باید آن را متمرکز کرد و باید به آن شتاب کافی داد تا دارای انرژی کافی برای روشنایی داشته باشد. برای این کار از آندهای شتاب دهنده استفاده می شود.
آند شتاب دهنده اولیه و آند متمرکز کننده(آند فوکوس کننده) و آند شتاب دهنده را عدسی الکترونی گویند.
عدسی الکترونی و استوانه وهنلت را روی هم تفنگ الکترونی گویند(electron gun).
بنابراین وظیفه تفنگ الکترونی تولید اشعه الکترونی و قابلیت تنظیم فوکوس کننده گی و همچنین تنظیم روشنایی می باشد
باید به این نکته دقت داشته باشیم وقتی اشعه به صفحه حساس برخود می کند یک نقطه روشن ایجاد می کند.همچنین وقتی اشعه به صفحه برخورد کرد سریع روشن نمی شود بلکه در حدود چند میکرو ثانیه یا چند نانو ثانیه طول می کشد تا صفحه روشن شود. به همین ترتیب وقتی اشعه قطع شود در حدود چند میکرو ثانیه یا چند نانو ثانیه طول می کشد تا صفحه خاموش شود.
این مدت زمان بستگی به نوع فسفر سانس آن دارد.
شکل موج ایجاد شده بر روی صفحه اسیلوسکوپ از برخورد اشعه الکترونی به صفحه نمایش و حرکت اشعه در جهات مختلف می باشد.
سوالی که مطرح می شود این است چرا شکل موج ایجاد شده پیوسته می باشد؟
وقتی که اشعه از یک نقطه به نقطه دیگر حرکت می کند اثر آن تا مدتی در چشم انسان باقی می ماند. ثانیا“ این عمل باید در زمان های مساوی باید تکرار شود. از این روست که اسیلوسکوپ برای نمایش شکل موج های متناوب به کار می رود.
هر نقطه صفحه اسیلوسکوپ دارای دو مختص عمودی و افقی می باشد. با توجه به اینکه هر شکل موج دارای دو بعد می باشد لذا پس هر نقطه شکل موج دارای دو مولفه افقی و عمودی می باشد. برای انحراف اشعه در راستای افقی و عمودی پس از تفنگ الکترونی دو صفحه انحراف عمودی و افقی قرار دارد. این صفحات به ولتاژ وصل می باشند.
برای ایجاد حساسیت بیشتر صفحات انحراف عمودی قبل از صفحات انحراف افقی قرار می گیرد.بعد از صفحات انحراف دهنده عمودی و افقی یک سری باند های شتاب دهنده قرار دارد. این باند ها به الکترون ها شتاب بیشتر داده و در ضمن الکترون های آزاد شده از صفحه فسفرسانس را جمع آوری می کند.
....