阴极射线示波器|CRO.

什么是阴极射线示波器?

一种阴极射线示波器（CRO）是一般在实验室中用于显示，测量和分析各种波形的仪器电路．阴极射线示波器是一种非常快的X-Y绘图器，可以显示输入信号对时间或另一个信号。

阴极射线示波器使用的光点是通过击打电子束而产生的，这个光点在输入量的响应变化中移动。这时我们脑海中必然出现一个问题:为什么我们只使用电子束?这背后的原因是电子束的低效应，可以用来跟踪快速变化的输入量的瞬时值的变化。一般形式的阴极射线示波器是在电压．

所以输入量，我们上面说的是电压。如今，在传感器它可以转换各种物理量，如当前的，压力，加速度等，从而使我们有一个可视化的表示上的这些不同的量阴极射线示波器．现在让我们看一下阴极射线示波器的构造细节。

阴极射线示波器的施工

阴极射线示波器的主要部分是阴极射线管，其也称为阴极射线示波器的心脏。

让我们讨论阴极射线管的构建以了解阴极射线示波器的构造．基本上阴极射线管由五个主要部分组成：

1. 电子枪
2. 偏转板系统
3. 荧光屏
4. 玻璃信封
5. 基地

您需要所有5个组件来构建您自己的组件DIY示波器．我们现在将详细讨论这5个组件：

电子枪：
它是加速，激励和聚焦的电子束的源极。它由六个部分组成即，即加热器，阴极，栅格，预加速阳极，聚焦阳极和加速阳极。为了获得电子的高发射，在中等温度下间接加热氧化钡层（沉积在阴极末端）。在这次通过后通过称为控制网格的小孔，由镍组成。顾名思义，具有负偏压的控制网格，控制电子的数量或间接地，我们可以说出来自阴极的发射电子的强度。通过控制网格之后，这些电子在预加速和加速阳极的帮助下加速。预加速度和加速阳极连接到1500伏的常见正电位。

在这之后，聚焦阳极的作用就是聚焦产生的电子束。聚焦阳极连接可调电压500伏。现在有两种电子束聚焦的方法，如下所示:

1. 静电聚焦。
2. 电磁聚焦。

在这里，我们将详细讨论静电聚焦方法。

静电聚焦
我们知道电子上的力由QE给出，其中Q是电子上的电荷（Q = 1.6×10^-19年c），e是电场强度和负标志表明，力方向与电场的方向相反。现在我们将这种力缺勤，将电子枪偏离电子枪。让我们考虑两种情况：

案例一
在这种情况下，我们有两个盘子A和B，如图所示。

板A处于电位+ e，而板B位于潜在-e。电场的方向是从板的直角到板B的板。等电位表面也显示在垂直于方向的图中电场．当电子束通过该板系统时，它在电场的相反方向上偏转。通过改变板的电位，可以容易地改变偏转角。

案例二
这里有两个同心圆柱体潜在的差异应用于它们之间，如图所示。

在图中也示出了电场和等电位表面的所得到的方向。等电位表面标有弯曲的虚线。现在，我们有兴趣在通过该弯曲等电位表面时计算电子束的偏转角。让我们考虑弯曲的等电位表面S，如下所示。表面右侧的电位是+ e，而表面左侧的电位-e。当电子光束以角度A入射到正常时，当通过下面给出的图中所示，通过角度B偏转角度B。由于力在垂直于表面的方向上，光束的速度的正常分量将增加。这意味着切向速度将保持不变，因此通过等同于我们具有v的切向组件₁SIN（a）= v₂罪（b），其中v₁是电子，v的初始速度₂通过表面后是速度。现在我们与罪（a）/ sin（b）= v₂/ V.₁．
我们可以从上面的等式中看到，通过等电位表面之后存在电子束的弯曲。因此，该系统也称为聚焦系统。

静电偏转
为了求出挠度的表达式，我们考虑如下所示的系统:


在上面的系统中，我们有两个板A和B，它们的势分别为+E和0。这些板也称为偏转板。这些板产生的场是正y轴方向的没有沿x轴的力。在偏转板之后，我们有屏，通过它我们可以测量电子束的净偏转。现在让我们考虑一束沿着x轴的电子，如图所示。梁偏转角度A，由于存在电场偏转在y轴的正方向上，如图所示。现在让我们推导出这种光束的偏转表达。通过能量守恒，当电子从阴极移动到加速阳极时，我们的潜在能量损失应等于电子的电能的增益。在数学上，我们可以写，

在哪里，E是电子上的电荷，
e是潜在的差异在两个板块之间，
m是电子的质量，
并且V是电子的速度。
因此，eE是势能损失的1/2mv^1/2是动能的增加。
从方程(1)我们得到速度v = (2eE/m)^1/2．
现在我们有电场沿Y轴的强度是E / D，因此沿Y轴作用的力由F = EE / D给出，其中D是两个偏转板之间的分离。
由于这个力，电子将沿y轴偏转，并让沿y轴的偏转等于D，如图所示。由于电子的力F有净向上加速度沿该加速度是由积极的y轴和Ee /处理(d×m)初速度沿y方向积极为零所以通过运动方程我们可以写沿y轴位移的表达式,

由于沿X方向的速度是恒定的，因此我们可以将位移写入，

在其中，U是沿X轴的电子的速度。
从等式2和3我们有，

也就是电子的轨道方程。现在微分方程，斜率是。

其中，L是板的长度。
屏幕上的偏转可以计算为，

距离L显示在上图中。D的最终表达式可以写成，

从偏转的表达，我们计算偏转敏感性，

格:这些是函数是用作尺度的线条网格阴极射线示波器用于幅度测量。有三种类型的晶粒，它们写下来：

1. 内部刻度：
   内部刻浅作为名称建议沉积在阴极射线管面板的内表面上。没有视差错误的问题，但我们无法改变内部刻度，因为它们是固定的。
2. 外部粗略：

下面给出的是阴极射线示波器的电路图：

阴极射线示波器基本电路图

现在我们将研究基本的电路图阴极射线示波器在以下主要部分。

1. 垂直偏转系统：
   借助输入衰减器和多个放大器级，将用于检查的输入信号馈送到垂直偏转系统板。这些放大器的主要功能是放大弱信号，使得放大的信号可以产生所需的信号。
2. 水平偏转系统：
   与垂直系统水平系统一样，也包括水平放大器，以放大弱输入电压信号，但与垂直偏转系统相反，水平偏转板通过提供如上所示的时基的扫描电压供给。如电路图所示，当扫描选择器开关处于内部位置时，锯齿扫发电机由同步放大器触发，因此触发的锯齿发生器通过以下机制将输入到水平放大器的输入。现在有四种类型的扫描：
   1. 自由运行或反复扫描
      顾名思义，锯齿波形是重复的，即一个新的扫描立即开始后的前一个扫描。
   2. 触发扫描
      有一段时间待观察到的波形可能不定期，所以希望扫描电路保持不变，并且通过检查的波形启动扫描。在这种情况下，我们使用触发的扫描。
   3. 驱动扫描
      通常，使用扫描自由运行但是由被测信号触发的驱动扫描。
   4. 非锯齿扫
      这是用来寻找两个电压之间的相位差。另一个重要的应用是，我们可以比较频率输入电压使用非锯齿扫描。
3. 同步：
   扫描信号和被测信号之间必须有同步。同步是为了产生固定的模式。同步选择器可以选择三种同步源，分别写在下面:
   1. 内部
      在该触发器中，测量信号通过垂直放大器获得。
   2. 外部的
      在这个触发器中需要一个外部触发器源。
   3. 线
      在该方法中，触发是电源的。
   4. 强度调制
      强度调制可以通过在地和阴极之间插入信号来实现。强度调制使显示器变亮。
   5. 定位控制
      可以通过应用小型独立内部直接来控制位置电压源在偏转板的帮助下电位计（使用它分压器）我们可以控制信号的位置。
   6. 集中控制
      焦距可以通过改变聚焦电极的焦距来控制，聚焦电极就像一个透镜，焦距可以通过改变聚焦阳极的电位来改变。
   7. 强度控制
      通过改变相对于阴极的电网电位可以改变强度。
   8. 校准电路
      校准电压具有方形，通常在内部产生已知的幅度。
   9. 散光
      通过调整焦点，可以使斑点变得敏锐，以避免像散的问题。