Осцилограф

Повєткіна Олена, 37 група

Загальний опис (принцип дії)

Осцилограф - прилад, призначений для дослідження (спостереження, записи, вимірювання) амплітудних і часових параметрів електричного сигналу, що подається на його вхід, або безпосередньо на екрані, або записується на фотострічці. Сучасні осцилографи дозволяють досліджувати сигнал гігагерцовий частот. Для дослідження більш високочастотних сигналів можна використовувати електронно-оптичні камери.

Історична довідка

Вперше прилад був створений французьким вченим Андре Блонделем в 1893 році. Це був власноруч збудований магнітоелектричний осцилограф з біфілярним підвісом. Цей прилад дозволяв реєструвати значення електричних величин, таких як інтенсивність змінних струмів, на рухомій стрічці записи за допомогою чорнильного маятника, приєднаного до котушки. По причині того, що при роботі використовувалися відразу декількох механічних пристроїв, перші осцилографи були не надто точними і мали дуже малу смугу пропускання, в діапазоні 10-19 кГц. По справжньому осцилографи еволюціонували з появою електронно-променевої трубки (CRT), яку винайшов в 1897 році німецький фізик Карл Браун. A.C. Cossor - британська компанія, яка першою в світі адаптувала цю технологію представила в 1932 році перший осцилограф на ЕПТ.
По закінченню Другої світової війни вимірювальні прилади, а з ними, відповідно, і осцилографи, розвивались у всіх частинах світу, але в першу чергу це було помітно в Європі та Америці. У 1946 році Говард Воллюм і Мелвін Джек Мердок заснували компанію Tektronix, яка з часом стала світовим лідером в осцилографії. У тому ж році Воллюм і Мердок винайшли свій перший осцилограф із так званою «чекаючою розгорткою» - вони використали цю технологію в Tektronix Model 511, яка мала смугу пропускання 10 МГц. Принцип дії цього приладу був заснований на використанні катодної електронно-променевої трубки. Чекаюча розгортка в осцилографі - це розгортка, яка спрацьовує тільки під час протікання спостережуваного електричного імпульсу.
У 1950-х роках практично у всіх технічно розвинених країнах стали виробляти ці прилади, завдяки чому осцилографи перетворилися в універсальний інструмент для вимірювань. Смуга пропускання і точність осцилографів стрімко збільшувалися, спочатку з появою перших промислових аналогових моделей. У 80-х роках XX століття американська фірма LeCroy Corporation почала виробництво перших цифрових осцилографів. 1985 рік можна з упевненістю назвати однією з ключових точок в історії розвитку осцилографії. Саме цього року для дослідницького центру CERN був розроблений перший у світі цифровий запам'ятовуючий осцилограф. Створенням цього приладу керував Уолтер ЛеКрой (Walter LeCroy), засновник компанії LeCroy.

Технічні характеристики

Одним із основних вузлів осцилографа є електронно-променева трубка (ЕПТ). ЕПТ складається з електронної гармати, електродів для управління яскравістю і фокусом, відхиляючих пластин і флуоресцентного екрана і має форму трубки, видовженої в напрямку осі сформованого в приладі електронного променя. (Трубки випускаються з електростатичним і електромагнітним управлінням.) Електронну гармату утворюють підігрівач катода, катод (джерело електронів) і декілька прискорюючих анодів.
Поблизу флуоресцентного екрану встановлений анод, на який подається висока позитивна напруга. Під дією цієї напруги електрони рухаються з прискоренням від катода до анода. Для одержання розгорнутої в часі досліджуваної напруги на екрані осцилографа в ЕПТ розміщено пари пластин: вертикально- та горизонтально відхиляючі пластини. Якщо на обох парах пластин напруга відсутня, то потік електронів (електронний промінь) від катода попаде в центр екрана і буде висвічувати точку в флуоресцентному шарі.

Сфера застосування

Один з найважливіших приладів в радіоелектроніці. Використовуються в прикладних, лабораторних і науково-дослідних цілях, для контролю / вивчення і вимірювання параметрів електричних сигналів - як безпосередньо, так і одержуваних при впливі різних пристроїв / середовищ на датчики, що перетворюють ці дії в електричний сигнал або радіохвилі.

Фото, відео-матеріали