Composition du circuit d'affichage de l'oscilloscope
Le circuit d'affichage comprend deux parties : le tube de l'oscilloscope et son circuit de commande. L'oscilloscope est un type spécial de tube électronique et constitue un élément important de l'oscilloscope. Le tube de l'oscilloscope se compose de trois parties : un canon à électrons, un système de déviation et un écran fluorescent.
(1) Pistolet à électrons
Le canon à électrons est utilisé pour générer et former un flux d’électrons focalisé à grande vitesse pour bombarder l’écran fluorescent et le faire émettre de la lumière. Il se compose principalement du filament F, de la cathode K, de l'électrode de commande G, de la première anode A1 et de la deuxième anode A2. À l'exception du filament, les structures des autres électrodes sont des cylindres métalliques et leurs axes sont maintenus sur le même axe. Une fois la cathode chauffée, elle peut émettre des électrons dans la direction axiale ; l'électrode de commande présente un potentiel négatif par rapport à la cathode. Changer le potentiel peut modifier le nombre d'électrons passant à travers les trous extrêmement petits, ce qui permet de contrôler la luminosité des points lumineux sur l'écran fluorescent. Afin d'augmenter la luminosité du point lumineux sur l'écran sans réduire la sensibilité à la déviation du faisceau électronique, une électrode de post-accélération A3 est ajoutée entre le système de déviation et l'écran au phosphore dans les tubes d'oscilloscope modernes.
La première anode a une tension positive d'environ plusieurs centaines de volts appliquée à la cathode. Une tension positive plus élevée que celle de la première anode est appliquée à la seconde anode. Le faisceau d'électrons traversant le trou extrêmement petit est accéléré par le potentiel élevé de la première anode et de la seconde anode et se déplace à grande vitesse vers l'écran fluorescent. Parce que les charges se repoussent, le faisceau d’électrons se propage progressivement. Grâce à l'effet de focalisation du champ électrique entre la première anode et la deuxième anode, les électrons se regroupent et convergent en un point. En contrôlant correctement la différence de potentiel entre la première anode et la deuxième anode, la mise au point peut simplement tomber sur l'écran fluorescent et un petit point lumineux apparaîtra. Changer la différence de potentiel entre la première anode et la deuxième anode peut ajuster la focalisation du point lumineux. C'est le principe du réglage « focus » et « focus auxiliaire » de l'oscilloscope. La troisième anode est formée en recouvrant l’intérieur du cône de l’oscilloscope d’une couche de graphite. Il est généralement appliqué avec une très haute tension. Il a trois fonctions : 1. Il accélère davantage les électrons après avoir traversé le système de déviation, de sorte que les électrons aient suffisamment d'énergie pour bombarder l'écran fluorescent afin d'obtenir une luminosité suffisante ; ② La couche de graphite est recouverte sur l'ensemble du cône, ce qui peut jouer un rôle de blindage ; ③ Le faisceau d'électrons bombarde l'écran fluorescent pour générer des électrons secondaires, et A3 à haut potentiel peut absorber ces électrons.
(2) Système de déflexion
La plupart des systèmes de déflexion des tubes d'oscilloscope sont des types de déflexion électrostatique, constitués de deux paires de plaques métalliques parallèles perpendiculaires l'une à l'autre, appelées respectivement plaques de déflexion horizontale et plaques de déflexion verticales. Contrôlez le mouvement du faisceau d’électrons respectivement dans les directions horizontale et verticale. Lorsque les électrons se déplacent entre les plaques de déflexion, si aucune tension n'est appliquée aux plaques de déflexion et qu'il n'y a pas de champ électrique entre les plaques de déflexion, les électrons entrant dans le système de déflexion après avoir quitté la deuxième anode se déplaceront le long de l'axe et se dirigeront vers le centre de l'écran. S'il y a une tension sur la plaque de déviation, il existe un champ électrique entre les plaques de déviation et les électrons entrant dans le système de déviation seront dirigés vers la position désignée de l'écran fluorescent sous l'action du champ électrique de déviation.
Si les deux plaques de déflexion sont parallèles l'une à l'autre et que leur différence de potentiel est égale à zéro, alors le faisceau d'électrons avec une vitesse υ traversant l'espace de la plaque de déflexion se déplacera le long de la direction d'origine (définie comme direction de l'axe) et atteindra l'origine des coordonnées. de l'écran fluorescent. . S'il existe une différence de potentiel constante entre les deux plaques de déflexion, un champ électrique se formera entre les plaques de déflexion. Ce champ électrique est perpendiculaire à la direction de mouvement des électrons, donc les électrons seront déviés vers la plaque de déflexion avec un potentiel plus élevé. De cette façon, dans l’espace entre les deux plaques de déflexion, les électrons se déplacent tangentiellement le long de la parabole en ce point. Finalement, l’électron atterrit au point A de l’écran fluorescent. Ce point A est à une certaine distance de l'origine (0) de l'écran fluorescent. Cette distance est appelée quantité de déviation, représentée par y. L'ampleur de la déflexion y est proportionnelle à la tension Vy appliquée à la plaque de déflexion. De la même manière, lorsqu'une tension continue est appliquée à la plaque de déflexion horizontale, une situation similaire se produit, sauf que le point lumineux est dévié dans la direction horizontale.
(3) Écran fluorescent
L'écran fluorescent est situé à la borne du tube de l'oscilloscope. Sa fonction est d'afficher le faisceau d'électrons dévié pour l'observation. La paroi interne de l'écran au phosphore de l'oscilloscope est recouverte d'une couche de matériau luminescent, de sorte que les emplacements de l'écran au phosphore qui sont impactés par les électrons à grande vitesse émettent une fluorescence. La luminosité du point lumineux à ce moment dépend du nombre, de la densité et de la vitesse du faisceau d'électrons. Lorsque la tension de l'électrode de commande est modifiée, le nombre d'électrons dans le faisceau d'électrons change en conséquence et la luminosité du point lumineux change également. Lors de l'utilisation d'un oscilloscope, il n'est pas conseillé de laisser un point lumineux très brillant apparaître de manière fixe à une position sur l'écran fluorescent du tube de l'oscilloscope, sinon le matériau fluorescent à ce point sera brûlé en raison de l'impact à long terme des électrons, donc perdre sa capacité à émettre de la lumière.
Les écrans fluorescents recouverts de différentes substances fluorescentes afficheront différentes couleurs et différents temps de rémanence lorsqu'ils seront impactés par des électrons. Habituellement, celui utilisé pour observer les formes d'onde générales du signal émet une lumière verte et est un tube d'oscilloscope à rémanence moyenne pour l'observation non périodique. Pour les signaux haute fréquence et basse fréquence, le tube de l'oscilloscope qui émet une lumière jaune orange et est un tube d'oscilloscope à longue durée de vie. L'oscilloscope à persistance est généralement utilisé. Dans les oscilloscopes utilisés pour la photographie, des tubes d'oscilloscope à courte durée émettant de la lumière bleue sont généralement utilisés.
