Was ist ein CRO (Kathodenstrahl-Oszilloskop) und seine Funktionsweise?

Was ist ein CRO (Kathodenstrahl-Oszilloskop) und seine Funktionsweise?

Das CRO steht für ein Kathodenstrahl-Oszilloskop . Es ist normalerweise in vier Abschnitte unterteilt: Anzeige, vertikale Controller, horizontale Controller und Trigger. Die meisten Oszilloskope werden als Sonden verwendet und sie werden für die Eingabe jedes Instruments verwendet. Wir können die Wellenform analysieren, indem wir die Amplitude zusammen mit der x-Achse und der y-Achse zeichnen. Die Anwendungen von CRO betreffen hauptsächlich Radio- und Fernsehempfänger sowie Laborarbeiten im Bereich Forschung und Design. In der modernen Elektronik spielt der CRO eine wichtige Rolle in den elektronischen Schaltungen .

Was ist ein CRO?

Das Das Kathodenstrahl-Oszilloskop ist ein elektronisches Testinstrument wird verwendet, um Wellenformen zu erhalten, wenn die verschiedenen Eingangssignale gegeben sind. In den frühen Tagen wird es als Oszillograph bezeichnet. Das Oszilloskop beobachtet die Änderungen der elektrischen Signale über die Zeit, daher beschreiben Spannung und Zeit eine Form und werden kontinuierlich neben einer Skala grafisch dargestellt. Indem wir die Wellenform sehen, können wir einige Eigenschaften wie Amplitude, Frequenz, Anstiegszeit, Verzerrung, Zeitintervall usw. analysieren.




Kathodenstrahl-Oszilloskop

Kathodenstrahl-Oszilloskop



Blockdiagramm von CRO

Folgende Das Blockdiagramm zeigt die allgemeine CRO-Kontraktion . Der CRO rekrutiert die Kathodenstrahlröhre und wirkt als Wärme des Oszilloskops. In einem Oszilloskop erzeugt die CRT den Elektronenstrahl, der auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird und auf einem Fluoreszenzschirm zum Brennpunkt gebracht wird.

Somit erzeugt der Bildschirm einen sichtbaren Punkt, an dem der Elektronenstrahl auf ihn trifft. Durch Erfassen des Strahls über dem Bildschirm als Antwort auf das elektrische Signal können die Elektronen als elektrischer Lichtstift wirken, der dort ein Licht erzeugt, wo es auffällt.



CRO-Blockdiagramm

CRO-Blockdiagramm

Um diese Aufgabe zu erfüllen, benötigen wir verschiedene elektrische Signale und Spannungen. Dies bietet der Stromversorgungskreis des Oszilloskops. Hier werden wir Hochspannung und Niederspannung verwenden. Die Niederspannung wird für die Heizung der Elektronenkanone verwendet, um den Elektronenstrahl zu erzeugen. Für die Kathodenstrahlröhre ist eine hohe Spannung erforderlich, um den Strahl zu beschleunigen. Die normale Spannungsversorgung ist für andere Steuergeräte des Oszilloskops erforderlich.

Die horizontalen und vertikalen Platten sind zwischen der Elektronenkanone und dem Bildschirm angeordnet, so dass der Strahl gemäß dem Eingangssignal erfasst werden kann. Kurz vor dem Erfassen des Elektronenstrahls auf dem Bildschirm in horizontaler Richtung, der auf der X-Achse eine konstante zeitabhängige Rate aufweist, wird vom Oszillator ein Zeitbasisgenerator angegeben. Die Signale werden von der vertikalen Ablenkplatte durch den vertikalen Verstärker geleitet. Somit kann es das Signal auf einen Pegel verstärken, der die Ablenkung des Elektronenstrahls bereitstellt.




Wenn der Elektronenstrahl in der X-Achse und der Y-Achse erfasst wird, wird eine Triggerschaltung zum Synchronisieren dieser beiden Arten von Erfassungen angegeben. Daher beginnt die horizontale Auslenkung am gleichen Punkt wie das Eingangssignal.

Arbeitsprinzip

Das CRO-Arbeitsprinzip hängt aufgrund der elektrostatischen Kraft von der Elektronenstrahlbewegung ab. Sobald ein Elektronenstrahl auf eine Leuchtstofffläche trifft, macht er einen hellen Fleck darauf. Ein Kathodenstrahl-Oszilloskop legt die elektrostatische Energie auf zwei vertikale Arten auf den Elektronenstrahl auf. Der Fleck auf dem Leuchtstoffmonitor dreht sich aufgrund der Wirkung dieser beiden elektrostatischen Kräfte, die zueinander senkrecht stehen. Es bewegt sich, um die erforderliche Wellenform des Eingangssignals zu erzeugen.

Konstruktion eines Kathodenstrahloszilloskops

Der Aufbau von CRO umfasst Folgendes.

  • Kathodenstrahlröhre
  • Elektronische Pistolenbaugruppe
  • Ablenkplatte
  • Fluoreszenzschirm für CRT
  • Glasumschlag

Kathodenstrahlröhre

Der CRO ist die Vakuumröhre und die Hauptfunktion dieses Geräts besteht darin, das Signal von elektrisch auf visuell zu ändern. Diese Röhre enthält die Elektronenkanone sowie die elektrostatischen Ablenkplatten. Die Hauptfunktion dieser Elektronenkanone wird verwendet, um einen fokussierten elektronischen Strahl zu erzeugen, der auf eine hohe Frequenz beschleunigt.

Die vertikale Ablenkplatte dreht den Strahl nach oben und unten, während der horizontale Strahl die Elektronenstrahlen von der linken Seite zur rechten Seite bewegt. Diese Aktionen sind unabhängig voneinander und daher kann sich der Strahl an einer beliebigen Stelle auf dem Monitor befinden.

Elektronische Pistolenbaugruppe

Die Hauptfunktion der Elektronenkanone besteht darin, die Elektronen zu emittieren, um sie zu einem Strahl zu formen. Diese Pistole enthält hauptsächlich eine Heizung, ein Gitter, eine Kathode und Anoden wie Beschleunigen, Vorbeschleunigen und Fokussieren. Am Kathodenende werden die Strontium- und Bariumschichten abgeschieden, um die hohe Elektronenemission von Elektronen bei der moderaten Temperatur, den Bariumschichten, zu erhalten, und am Ende der Kathode abgeschieden.

Sobald die Elektronen aus dem Kathodengitter erzeugt sind, fließt sie durch das Steuergitter, das im Allgemeinen ein Nickelzylinder ist, durch eine zentral angeordnete Koaxialachse der CRT-Achse. Es steuert also die Stärke der von der Kathode erzeugten Elektronen.

Wenn Elektronen durch das Steuergitter fließen, beschleunigt es mit Hilfe eines hohen positiven Potentials, das an die vorbeschleunigenden oder beschleunigenden Knoten angelegt wird. Der Elektronenstrahl wird auf Elektroden konzentriert, um wie horizontal und vertikal durch die Ablenkplatten zu fließen und die Leuchtstofflampe zu versorgen.

Die Anoden wie Beschleunigen und Vorbeschleunigen sind an 1500 V angeschlossen und die Fokussierelektrode kann an 500 V angeschlossen werden. Der Elektronenstrahl kann mit zwei Techniken wie elektrostatischer und elektromagnetischer Fokussierung fokussiert werden. Hier verwendet ein Kathodenstrahloszilloskop eine elektrostatische Fokussierröhre.

Ablenkplatte

Sobald der Elektronenstrahl die Elektronenkanone verlässt, passiert dieser Strahl die beiden Sätze der Ablenkplatte. Dieser Satz erzeugt die vertikale Ablenkung, die als ansonsten vertikale Ablenkplatte der Y-Platte bekannt ist. Der Satz der Platte wird für eine horizontale Auslenkung verwendet, die als ansonsten horizontale Auslenkung der X-Platte bezeichnet wird.

Fluoreszenzschirm der CRT

In der CRT wird die Vorderseite als Frontplatte bezeichnet. Für den CRT-Bildschirm ist sie flach und hat eine Größe von etwa 100 mm × 100 mm. Der CRT-Bildschirm ist für größere Displays etwas gebogen, und die Bildung der Frontplatte kann durch Drücken des geschmolzenen Glases in eine Form und nach dem Erhitzen erfolgen.

Die Innenseite der Frontplatte wird mit Phosphorkristallen abgedeckt, um die Energie von elektrisch in Licht umzuwandeln. Sobald ein elektronischer Strahl auf einen Phosphorkristall trifft, kann das Energieniveau erhöht werden und somit wird während der gesamten Phosphorkristallisation Licht erzeugt, so dass dieses Auftreten als Fluoreszenz bekannt ist.

Glasumschlag

Es ist eine extrem evakuierte konische Bauweise. Die Innenseiten der CRT im Nacken sowie das Display sind durch den Aquadag abgedeckt. Dies ist ein leitendes Material, das wie eine Hochspannungselektrode wirkt. Die Oberfläche der Beschichtung ist elektrisch mit der Beschleunigungsanode verbunden, damit das Elektron das Zentrum sein kann.

Arbeiten von CRO

Der folgende Schaltplan zeigt die Grundschaltung eines Kathodenstrahl-Oszilloskops . In diesem werden wir wichtige Teile des Oszilloskops diskutieren.

Arbeiten von CRO

Arbeiten von CRO

Vertikales Ablenksystem

Die Hauptfunktion dieses Verstärkers besteht darin, das schwache Signal zu verstärken, so dass das verstärkte Signal das gewünschte Signal erzeugen kann. Zur Untersuchung werden die Eingangssignale über den Eingangsdämpfer und die Anzahl der Verstärkerstufen in die vertikalen Ablenkplatten eingedrungen.

Horizontales Ablenksystem

Das vertikale und horizontale System besteht aus horizontalen Verstärkern, um die schwachen Eingangssignale zu verstärken, unterscheidet sich jedoch vom vertikalen Ablenksystem. Die horizontalen Ablenkplatten werden von einer Wobbelspannung durchdrungen, die eine Zeitbasis ergibt. Durch Sehen des Schaltplans wird der Sägezahn-Sweep-Generator vom Synchronisationsverstärker ausgelöst, während der Sweep-Wahlschalter in die interne Position schaltet. Der Triggersägezahngenerator gibt also den Eingang zum Horizontalverstärker, indem er dem Mechanismus folgt. Hier werden wir die vier Arten von Sweeps diskutieren.

Wiederkehrender Sweep

Wie der Name schon sagt, ist der Sägezahn jeweils ein neuer Sweep, der am Ende des vorherigen Sweeps unbescheiden gestartet wird.

Ausgelöster Sweep

Manchmal sollte die Wellenform beobachtet werden, dass sie möglicherweise nicht vorhergesagt werden kann, der Wunsch, dass die Wobbelschaltung funktionsunfähig bleibt und der Wobbel durch die Wellenform unter der Untersuchung initiiert werden sollte. In diesen Fällen verwenden wir den ausgelösten Sweep.

Angetriebener Sweep

Im Allgemeinen wird der Antriebs-Sweep verwendet, wenn der Sweep frei läuft, aber durch das zu testende Signal ausgelöst wird.

Nicht gesägter Zahnfeger

Dieser Sweep wird verwendet, um die Differenz zwischen den beiden Spannungen zu ermitteln. Mit dem nicht sägezahnförmigen Sweep können wir die Frequenz der Eingangsspannungen vergleichen.

Synchronisation

Die Synchronisation wird durchgeführt, um ein stationäres Muster zu erzeugen. Die Synchronisation erfolgt zwischen dem Sweep und dem zu messenden Signal. Es gibt einige Synchronisationsquellen, die vom Synchronisationswähler ausgewählt werden können. Welche werden unten diskutiert.

Intern

Dabei wird das Signal vom Vertikalverstärker gemessen und der Trigger vom Signal enthalten.

Extern

Im externen Trigger sollte der externe Trigger vorhanden sein.

Linie

Der Leitungstrigger wird von der Stromversorgung erzeugt.

Intensitätsmodulation

Diese Modulation wird durch Einfügen des Signals zwischen Masse und Kathode erzeugt. Dies Modulation verursacht durch Aufhellen der Anzeige.

Positioniersteuerung

Durch Anlegen der kleinen unabhängigen internen Gleichspannungsquelle an die Erfassungsplatten über das Potentiometer kann die Position gesteuert werden, und wir können auch die Position des Signals steuern.

Intensitätskontrolle

Die Intensität hat einen Unterschied, indem das Gitterpotential in Bezug auf die Kathode geändert wird.

Messungen elektrischer Größen

Messungen elektrischer Größen unter Verwendung von CRO können wie Amplitude, Zeitraum und Frequenz durchgeführt werden.

  • Amplitudenmessung
  • Messung des Zeitraums
  • Frequenzmessung

Amplitudenmessung

Die Anzeigen wie CRO werden verwendet, um das Spannungssignal wie eine Zeitfunktion auf der Anzeige anzuzeigen. Die Amplitude dieses Signals ist stabil. Wir können jedoch die Anzahl der Partitionen ändern, die das Spannungssignal vertikal verdecken, indem wir die Volt / Division-Taste oben auf der CRO-Karte ändern. Mit Hilfe der folgenden Formel erfassen wir also die Amplitude des Signals, die sich auf dem CRO-Bildschirm befindet.

A = j * nv

Wo,

'A' ist die Amplitude

'J' ist der Volt / Teilungswert

'NV' ist die Nr. von Partitionen, die das Signal vertikal verdecken.

Messung des Zeitraums

CRO zeigt das Spannungssignal als Funktion der Zeit auf seinem Bildschirm an. Die Zeitdauer dieses periodischen Spannungssignals ist konstant, aber wir können die Anzahl der Teilungen, die einen vollständigen Zyklus des Spannungssignals in horizontaler Richtung abdecken, durch Variieren des Zeit- / Teilungsknopfs auf dem CRO-Bedienfeld variieren.

Daher erhalten wir die Zeitdauer des Signals, die auf dem Bildschirm von CRO angezeigt wird, unter Verwendung der folgenden Formel.

T = k * nh

Wo,

'T' ist der Zeitraum

'J' ist der Zeit- / Teilungswert

'Nv' ist die Anzahl der Partitionen, die einen ganzen Zyklus des periodischen Signals auf horizontale Weise abdecken.

Frequenzmessung

Auf dem CRO-Bildschirm kann die Messung von Kachel und Frequenz sehr einfach über die horizontale Skala erfolgen. Wenn Sie beim Messen einer Frequenz auf Genauigkeit achten möchten, können Sie den Bereich des Signals auf Ihrem CRO-Display verbessern, damit wir die Wellenform einfacher konvertieren können.

Zu Beginn kann die Zeit mit Hilfe der horizontalen Skala auf dem CRO gemessen werden und die Anzahl der flachen Partitionen von einem Ende des Signals zum anderen gezählt werden, wo immer es die flache Linie kreuzt. Danach können wir die Anzahl der flachen Partitionen über die Zeit oder Division entwickeln, um den Zeitraum des Signals zu ermitteln. Mathematisch kann die Messung der Frequenz als Frequenz = 1 / Periode bezeichnet werden.

f = 1 / T.

Grundlegende Steuerelemente von CRO

Die grundlegenden Steuerelemente von CRO umfassen hauptsächlich Position, Helligkeit, Fokus, Astigmatismus, Austastung und Kalibrierung.

Position

Im Oszilloskop wird der Positionssteuerungsknopf hauptsächlich zur Positionssteuerung des intensiven Punkts von der linken zur rechten Seite verwendet. Durch Regulieren des Knopfes kann man einfach den Punkt von der linken Seite zur rechten Seite steuern.

Helligkeit

Die Helligkeit des Strahls hängt hauptsächlich von der Intensität des Elektrons ab. Die Kontrollgitter sind für die Elektronenintensität innerhalb des Elektronenstrahls verantwortlich. So kann die Netzspannung durch Einstellen der Elektronenstrahlhelligkeit gesteuert werden.

Fokus

Die Fokussteuerung kann durch Regulieren der angelegten Spannung in Richtung der Mittelanode des CRO erreicht werden. Die mittleren und anderen Anoden im Bereich können die elektrostatische Linse bilden. Daher kann die Hauptlänge der Linse durch Steuern der Spannung an der Mittelanode geändert werden.

Astigmatismus

In CRO ist dies eine zusätzliche Fokussierungssteuerung und entspricht dem Astigmatismus in optischen Linsen. Ein Strahl, der in der Mitte des Monitors fokussiert ist, wird an den Bildschirmkanten defokussiert, da die Elektronenpfadlängen für die Mitte und die Kanten unterschiedlich sind.

Blanking Circuit

Der im Oszilloskop vorhandene Zeitbasisgenerator erzeugte die Austastspannung.

Kalibrierungsschaltung

Für die Kalibrierung innerhalb eines Oszilloskops ist ein Oszillator erforderlich. Der verwendete Oszillator sollte jedoch eine Rechteckwellenform für die voreingestellte Spannung erzeugen.

Anwendungen

  • Die CROs werden in großen Anwendungen wie Radiosendern verwendet, um das Senden und Empfangen der Eigenschaften des Signals zu beobachten.
  • Mit dem CRO werden Spannung, Strom, Frequenz, Induktivität, Admittanz, Widerstand und Leistungsfaktor gemessen.
  • Dieses Gerät wird auch zur Überprüfung der Eigenschaften von AM- und FM-Schaltkreisen verwendet
  • Dieses Gerät dient zur Überwachung der Signaleigenschaften sowie der Eigenschaften und steuert auch die analogen Signale.
  • Der CRO wird durch den Resonanzkreis verwendet, um die Form des Signals, die Bandbreite usw. anzuzeigen.
  • Die Form der Spannungs- und Stromwellenform kann vom CRO beobachtet werden, was hilft, die notwendige Entscheidung in einer Funkstation oder Kommunikationsstation zu treffen.
  • Es wird in Laboratorien zu Forschungszwecken eingesetzt. Sobald die Forscher eine neue Schaltung entworfen haben, verwenden sie CRO, um die Wellenformen von Spannung und Strom jedes Elements der Schaltung zu überprüfen.
  • Wird zum Vergleichen von Phase und Frequenz verwendet
  • Es wird in TV, Radar und zur Analyse des Motordrucks verwendet
  • Um die Reaktionen von Nervosität und Herzschlag zu überprüfen.
  • In der Hystereseschleife werden BH-Kurven ermittelt
  • Transistorkurven können verfolgt werden.

Vorteile

Das Vorteile von CRO das Folgende einschließen.

  • Kosten und Zeitplan
  • Ausbildungsanforderungen
  • Konsistenz & Qualität
  • Zeiteffizienz
  • Fachwissen & Erfahrung
  • Fähigkeit zur Problemlösung
  • Problemlos
  • Gewährleistung der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften
  • Spannungsmessung
  • Strommessung
  • Untersuchung der Wellenform
  • Messung von Phase und Frequenz

Nachteile

Das Nachteile von CRO das Folgende einschließen.

  • Diese Oszilloskope sind im Vergleich zu anderen Messgeräten wie Multimetern teuer.
  • Sie sind kompliziert zu reparieren, sobald sie beschädigt sind.
  • Diese Geräte müssen vollständig isoliert sein
  • Diese sind riesig, schwer und verbrauchen mehr Kraft
  • Viele Steuerterminals

Verwendung von CRO

Im Labor kann der CRO als verwendet werden

  • Es können verschiedene Arten von Wellenformen angezeigt werden
  • Es kann das kurze Zeitintervall messen
  • Im Voltmeter kann es die Potentialdifferenz messen

In diesem Artikel haben wir die diskutiert Arbeit von CRO und seine Anwendung. Durch das Lesen dieses Artikels haben Sie einige Grundkenntnisse über die Arbeitsweise und Anwendungen des CRO erworben. Wenn Sie Fragen zu diesem Artikel oder zu haben Umsetzung der ECE & EEE-Projekte , bitte kommentieren Sie im folgenden Abschnitt. Hier ist die Frage für Sie, welche Funktionen hat der CRO?

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