Blog Hakkında Modern Elektronikte CRO'dan DSO'ya Osiloskop Evrimi

Elektronik mühendisliğin geniş dünyasında, osiloskop, mühendislerin devre gizemlerini ortaya çıkarmalarına ve sinyal değişimlerini yakalamalarına yardımcı olan deneyimli bir dedektif olarak hizmet eder.Laboratuvarlardan üretim hatlarınaBilimsel araştırmalardan hata teşhisine kadar, osiloskoplar her yerde var.Bu makalede osiloskoplar hakkında ayrıntılı bilgi veriliyor, klasik Katod Ray Osiloskoplarından (CRO) modern Dijital Depolama Osiloskoplarına (DSO) kadar, bu temel elektronik ölçüm aracı hakkında kapsamlı bilgiler sunar.

Katot ışın osiloskobu (CRO), katot ışın tüpünün (CRT) etrafında merkezlenen klasik bir elektronik test enstrümanıdır.CRO'lar, mühendislerin amplitüde gibi çeşitli sinyal özelliklerini analiz etmelerine yardımcı olur, frekans, yükseliş süresi ve bozulma. İşlevselliği, elektron ışınının elektrik alanlarındaki bükülmesine dayanır ve ışın hareketini giriş sinyali kalıplarını tasvir etmek için kullanır.

Standart bir CRO birkaç temel bileşenden oluşur:

• Katot ışın tüpü (CRT):CRO'nun kalbi, bir elektron ışını üretir, hızlandırır ve onu floresan ekrana odaklar.
• Güç devresi:Yüksek ve düşük gerilim kaynağı gerektirir. Düşük gerilim elektron tabancasını ışı oluşturmak için ısıtırken, yüksek gerilim onu hızlandırır. Ek gerilimler diğer kontrol ünitelerini güçlendirir.
• Deflection Plate:Elektron tabancası ve ekran arasında konumlandırılmış yatay (X-eksen) ve dikey (Y-eksen) plakalar, giriş sinyallerine dayanarak ışınları saptırır.Yatay eğilme tipik olarak zaman tabanlı bir jeneratörden gelir., düzenli tarama için doğrusal olarak değişen bir voltaj oluşturur.
• Dikey güçlendirici:Vertikal saptırma plakalarına uygulanmadan önce giriş sinyallerini güçlendirir ve ışın hareketini dikey olarak kontrol eder.
• Trigger devresi:Dalga biçimi gösterimini istikrarlandırmak için yatay ve dikey eğimi senkronize eder.

CRO işlevi, elektron ışınlarının elektrostatik kontrolüne dayanır. ışınlar bükme plakalarından geçerken, elektrostatik kuvvetler karşılık gelen bükülmelere neden olur.ışınların izlenmesi fluoresan ekranındaki giriş sinyali dalga biçimleri.

• CRT:Elektriksel sinyalleri görsel görüntülere dönüştürür.
• Elektron silahı montajı:Isıtma, katot, ızgara ve anot bileşenleri de dahil olmak üzere elektron ışınlarını üretir ve kontrol eder.
• Deflection Plate:Işığın dikey ve yatay hareketini kontrol et.
• Floresan ekran:Elektron ışınlarının çarpması görünür ışık üretir.
• Cam Kaplama:Vakum koşullarını korur ve iç bileşenleri korur.

Bu kritik bileşen elektronları ince bir ışın halinde yayar ve odaklar:

• Katod:Orta sıcaklıklarda verimli elektron emisyonu için stronsyum ve barium oksitleri ile kaplanmıştır.
• Kontrol Ağı:Tipik olarak, elektron akışını kontrol ederek, ekran parlaklığını ayarlayarak ışın yoğunluğunu düzenleyen katodun önüne yerleştirilen bir nikel silindir.
• Anotlar:Ön hızlandırma, hızlandırma ve odaklama anotları, ışın şekillendirilmesi için yüksek voltajları (hızlandırma için 1500V, odaklama için 500V) uygulayarak içerir.

Yayın odaklaması, CRO'ların tipik olarak elektrostatik odaklamayı kullandığı elektrostatik veya elektromanyetik yöntemlerle elde edilir.

Elektron tabancasından çıktıktan sonra, ışınlar yukarı-aşağı ve sol-sağ hareketlerini bağımsız olarak kontrol eden dikey (Y-eksen) ve yatay (X-eksen) eğilme plakalarından geçer.Ekranın kesin konumlandırılmasını sağlayan.

CRT'nin ön paneli, elektron etkilerinin kinetik enerjiyi floresans yoluyla görünür ışığa dönüştürdüğü fosfor kaplı yüzeylere sahiptir.

Bu vakum kapalı konik yapıda, ışın odaklanmasına yardımcı olan hızlandırıcı anotlara bağlı yüksek voltajlı elektrotlar olarak işlev gören grafit kaplı iç mekanlar (aquadag) vardır.

Temel CRO devreleri dikey / yatay büküm sistemleri, senkronizasyon devreleri, yoğunluk modülasyon devreleri ve konumlandırma / parlaklık kontrollerini içerir.

Dikey bükme plakalarında net dalga biçimleri üretmek için zayıflatıcılar ve çok aşamalı amplifikatörler aracılığıyla giriş sinyallerini güçlendirir.

Dikey sistemlere benzer, ancak tipik olarak yatay ışın hareketi için zaman tabanı sinyalleri üreten tarama voltajları ile çalıştırılır ve zamansal sinyal değişikliklerini gösterir.

• Tekrarlanan tarama:Yeni taramalar, önceki taramaların tamamlanmasından hemen sonra başlar.
• Tarama başlatıldı:Boşluk devreleri dış tetikleyici ile aktive edilir.
• Sürücü Tarama:Ölçülen sinyallere bağlı olarak serbest çalışan taramalar.
• Testere olmadan tarama:Voltaj farklılıklarını veya frekanslarını karşılaştırır.

İç sinyalleri, dış tetikleyicileri veya güç hattı frekanslarını kullanarak istikrarlı ekranlar için tarama sinyali senkronizasyonunu sağlamak.

Katot ile zemin arasında sinyalleri yerleştirerek ışın yoğunluğunu ayarlar, ekran parlaklığını değiştirir.

Dalga şekli konumunu, bükme plakalarına uygulanan DC voltajları ile düzenler.

Işık yoğunluğunu ve ekran parlaklığını ayarlamak için katotlara göre kontrol ızgara potansiyelini değiştirir.

CRO'lar elektronikte çeşitli işlevlere sahiptir:

• Voltaj, akım, frekans, endüktansa, dayanıklılık, direnç ve güç faktörlerini ölçmek.
• AM/FM devrelerinin özelliklerini analiz ediyorum.
• Sinyal özelliklerinin izlenmesi ve analog sinyallerin kontrolü.
• Rezonans devrelerinin dalga biçimlerini ve bant genişliğini gözlemliyorum.
• Karar alma için voltaj/akım kalıplarını görselleştirmek.
• Laboratuvar araştırması ve devre tasarımı doğrulama.
• Faz/sıklık karşılaştırmaları.
• Televizyon, radar ve motor basıncı analizi.
• Nöral tepkileri ve kalp atışlarını izliyor.
• Histeriz döngülerindeki BH eğrileri ölçümü.
• Transistör özelliklerini çizmek.

• Voltaj ölçüm yeteneği
• Mevcut ölçüm doğruluğu
• Dalga şekli denetim işlevselliği
• Faz/frekans ölçüm doğruluğu

• Yüksek maliyet
• Karmaşık bakım
• Tamamen izole edilmesi gerekiyor.
• Büyük, ağır ve enerji tüketen
• Dik öğrenme eğrilikleri olan çok sayıda kontrol terminalı

Teknolojik ilerlemeler, Dijital Depolama Osiloskoplarını (DSO) geleneksel CRO'lara göre tercih edilen seçenek haline getirdi..Analog-dijital dönüştürücüler (ADC) kullanarak, DSO'lar bellek depolaması için sinyalleri dijitalleştirir, karmaşık dalga biçimi yakalamayı, görüntülemeyi ve analizi sağlar.

CRO'lar CRT'leri kullanan analog aletlerdir, DSO'lar ise sinyalleri dijital olarak dönüştüren, depolayan ve analiz eden LCD / LED ekranları olan dijital cihazlardır.

Bir osiloskop seçerken şu etkenleri göz önünde bulundurun:

• Bant genişliği:Maksimum ölçülebilir frekansı belirler (genellikle sinyal frekansının ≥ 5 x).
• Örnek alma oranı:Sinyal ayrıntılarını yakalamayı etkiler (daha yüksek oranlar doğruluğu artırır).
• Hafıza Derinliği:Dalga biçimi depolama kapasitesini yönetir (daha büyük derinlik daha uzun sinyalleri yakalar).
• Çıkartma:Taramaları sinyallerle senkronize eder (gelişmiş tetikleyiciler karmaşık dalga biçimlerini ele alır).
• Kanallar:Aynı anda ölçülebilir sinyallerin sayısı (birden fazla kanal sinyal ilişkileri gösterir).
• Uygulama:Özel ihtiyaçlar değişir (yüksek frekanslı devreler düşük frekanslı uygulamalardan daha fazla bant genişliği gerektirir).

Klasik CRO'lardan modern DSO'lara kadar, osiloskoplar elektronik mühendisleri için vazgeçilmez araçlar olmaya devam ediyor.Onların işleyişini ve düzgün kullanımını anlamak, etkili devre analizini ve sorun gidermesini sağlarBir osiloskop seçerken, ihtiyaçlarınız için en uygun modeli belirlemek için teknik gereksinimleri dikkatlice değerlendirin.