Каналы вертикального и горизонтального отклонения

Максимально упрощая рассматриваемую структуру ЭЛО (см. рис. 38), представим канал вертикального отклонения (канал Y)со­держащим только делитель напряжения (Д), усилитель (У_y)и пе­реключатель SW1. Делитель Д предназначен для уменьшения вход­ных исследуемых сигналов больших уровней, при этом переклю­чатель SW1 находится в положении 1. Усилитель У_y служит для усиления малых входных сигналов, при этом переключатель SW1 находится в положении 2. Выходной сигнал усилителя поступает на пластины Y ЭЛТ, а также на вход канала X. Все элементы кана­ла Y обладают достаточно широкой полосой частот пропускания (верхняя граница полосы у обычных моделей ЭЛО составляет еди­ницы – десятки мегагерц).

Канал горизонтального отклонения (канал X) в упрощенном виде можно представить так: генератор развертки (ГР), усилитель (У_X), два переключателя SW2 и SW3. Вход внешней синхронизации (ВС) предназначен для запуска генератора развертки внешним вспомогательным сигналом. Генератор развертки формирует ли­нейно изменяющееся (пилообразное) напряжение, которое через У_X поступает на пластины горизонтального отклонения – пла­стины X ЭЛТ. Это напряжение в течение интервала времени пря­мого хода как бы «разворачивает» исследуемый сигнал по гори­зонтальной оси (т.е. оси X)с постоянной скоростью. Таким обра­зом, создается аналогия развертки в текущем времени. Усилитель У_х предназначен для усиления входного сигнала до уровня, необхо­димого для нормального отклонения луча. В положении 1 пере­ключателя SW2 на вход ГР поступает сигнал с выхода канала Y. Таким образом, обеспечивается режим внутреннего запуска гене­ратора развертки исследуемым сигналом. В положении 2 пере­ключателя SW2 на вход ГР поступает сигнал синхронизации от внешнего источника.

С помошью переключателя SW3 выбирается режим развертки: положение 1 –режим линейной развертки (Y – t);положение 2 – режим Y – X (вчастности круговой развертки).

Конечно, реальные структура ЭЛО и устройство ЭЛТ гораздо сложнее рассмотренных нами.

Электронно-лучевая трубка

Конструктивно электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) – основной элемент ЭЛО – представляет собой стеклянный баллон с глубо­ким вакуумом, в который встроены металлические электроды (рис. 39). Внутренняя поверхность экрана ЭЛТ покрыта люми­нофором – веществом, которое светится в месте удара потока элек­тронов.

Рис. 39. Устройство ЭЛТ: НН – нить накала; К – катод; М – модулятор; А1, А2 – аноды; Х, Y – пластины; 1 – поток электронов; 2 – экран

Нить накала (НН), находящаяся внутри цилиндра катода (К), нагревает его. С поверхности нагретого катода вылетают электро­ны, которые, стремясь к высокому положительному потенциалу анодов А1 и А2, проходят сквозь модулятор («сетку»). Модулятор (М) имеет отрицательный по отношению к катоду потенциал, изменяя который, можно менять число проходящих сквозь него электронов и, тем самым, регулировать яркость изоб­ражения на экране ЭЛТ. Аноды А1 и А2 образуют своеобразную электронную линзу, благодаря которой осуществляется фокуси­рование потока электронов (и, следовательно — изображения). Кроме того, аноды обеспечивают значительную скорость движе­ния электронов, достаточную для нормального свечения люмино­фора экрана в месте удара.

Рассмотренные электроды (НН, К, М, А1 и А2) образуют так называемую электронную пушку, назначение которой – форми­рование узкого пучка летящих с большой скоростью электронов (луча). Далее поток электронов пролетает между двумя парами отклоняющих его пластин (X и Y),расположенных взаимно- перпендикулярно.

Если к пластинам Y приложено некоторое по­стоянное напряжение U_Y,то между пластинами возникает электрическое поле, напряженность которого E прямо пропорциональ­на напряжению U_Y и обратно пропорциональна расстоянию меж­ду пластинами.

Поток электронов, пролетая в электрическом поле пластин, испытывает действие силы F. Значение этой силы F пропор­ционально напряженности Е электрического поля. Таким обра­зом, отклонение потока электронов и, следовательно, вертикаль­ное отклонение h светящегося пятна на экране определяются на­пряжением на пластинах U_Y. Если напряжение на пластинах U_Y меняется, то пропорционально меняется и отклонение пятна на экране h.

Действие другой пары пластин – пластин X – на поток элект­ронов аналогично рассмотренному, но только отклонение потока электронов при подаче напряжения U_X происходит в горизонталь­ной плоскости, т.е. вдоль оси X.

Чувствительность собственно ЭЛТ низка, поэтому для работы с сигналами обычных уровней (доли вольта – единицы вольт) необходимо предварительное усиление исследуемых сигналов. Кроме того, для организации различных режимов работы, возможности измерения сигналов в достаточно широких диапазонах измене­ния их амплитуд и частот необходимы дополнительные узлы. Для обеспечения этих возможностей и предназначены элементы ка­налов Y и X.