«тся в течение времени, необходимого глазу для его детального рассмотреаня. Здесь учитывается физиология зрения.

Электроны, имеющие одноименный отрицательный заряд, стремятся оттолкнуться друг от друга, поэтому пятно на экране не имеет четких границ. Чтобы вместо расплывчатого пятна получ1Ить светящуюся точку, электронный поток должен быть соответствующим образом сфокусирован. С этой целью на-напряжение на фокусирующий электрод Ф подают с движка переменного резистора R1, чем обеспечивается возможность плавной фокусировки луча. Для изменения количества электронов, попадающих на лкиминофор, и, следовательно, яркости его свечения на модулятор М подают отрицательное относительно ка-тода напряжение с движка переменного резистора R2. Регулируя сопротивление резистора ,R2, можно изменять количество электронов, проходящих сквозь отверстие в модуляторе. При достаточно большом отрицательном напряжении на модуляторе (движок переменного резистора R2 в крайнем правом положении) электроны, отталкиваясь от него, ие смогут пройти сквозь отверстие в модуляторе и экран светиться не будет. В результате взаимодействия электрических полей модулятора, фокусирующего электрода и анода .при определенных «априженнях на электродах можно получить на экране ЭЛТ яркую точку диаметром в .десятые доли миллиметра, т. е. сфокусировать луч.

На пути электрюнов взаимно перпеняякулярно расположены отклоняющие пластины Ох и Oj, (см. рис. 15). Если на пластины не подано напряжение, электронный луч, проходя по оси ЗЛТ, создает светящуюся точку пример/но в центре экрана. Допустим, что к пластинам Oj, приложено какое-то постоянное «апряжение, причем верхняя пластина находится под положительным потенциалом, а нижнян - под отрицательным. Б этом случае электронный луч отклонится от первоначального положения в сторону верхней пластины и точка иа эиране переместится вверх. Если полярность приложенного к пластинам напряжения изменить (минус на верхней пластине, плюс - на нижней), то точка переместится вниз. Смещение точки в сторону от центра будет тем большим, чем больше напряжение на пластинах Oj,. При чрезмерном напряжении точка вообще может переместиться за пределы экрана, а электроны будут «оседать» на положительной пластине. Подавая напряжение иа пластины О», мы перемещаем точку на экране в вертикальном направлении или, как говорят, по оси Т. Поэтому пластины Oj, называют вертикальными. Если на пластины Oj, подать «апряжение переменного тока с частотой 1 Гц, то точка на экране каждую секунду будет перемещаться из среднего положения в крайнее верхнее, затем, минуя среднее положение, в крайнее нижнее и вновь в центр экрана, и т. д. Это движение точки из-оа малой скорости будет заметно для глаз.

При значительном увеличении частоты переменного напряжении отдельные фазы движения точии ие будут различаться глазом, а на экране появится слитная неподвижная вертикальная линия, длина которой будет тем больше, чем больше значение напряжения, поданного на пластины. Ясно, что в этом случае увидеть форму колебания не удастся. Чтобы на экране была изображена форма колебания, нужно одновременно перемещать луч в горизонтальном направлении. Для этого в ЭЛТ используют вторую пару пластин Ох- При подаче напряжения на пластины Ох отклонение точки на экране будет происходить в горизонтальном направлении, т. е. по осн X. Пластины Ох поэтому называют горизонтальными. Наличие двух пар отклоняющих пластш позволяет подавать на дих соответствующие напряжения и перемещать светящееся пятно 26 * -

по экрану в любом направлеини. т. е. действовать электронным лучом как своеобразным карандашом и «рисовать» на экране осциллографа практически любые фигуры.

Для .получения действительного изображения формы какого-либо переменного напряжения необходимо, чтобы напряжение, отклоняющее луч в горизонтальном направлении (напряжение развертки), изменялось по определенному закону. В большинстве случаев в качестве напряжения развертки используют напряжение, равномерно увеличивающееся, например, от нуля до какого-то уровня и резко спадающее до первоначального значения. Такое напряжедае, напоминающее по форме зубья пилы, называется пилообразным. На рис. 16 показан один период пилы. Участок О - а, в пределах которого напряжение возрастает, считается прямым ходом, а а-б, вде напряжение резко снижается- обратным ходом пилообразного напряжения. Это напряжение (напряжение развертки), .приложенное в определенной фазе к пластинам Ох и имеющее частоту ие менее 25... 30 Гц заставит электронный луч сравнительно медленно перемещаться слева направо за время прямого хода и значительно быстрее справа налево - за время обратного хода. На экране ЭЛТ появится горизонтальная линия. Здесь имеется прямая аналогия с движением карандаша по бумаге: ковда пишут, карандаш медленно передвигают слева направо (прямой ход) и быстро возвращают в исходное положение (обратный ход) к началу новой строки.

Представим теперь, что в то время, как элйстрсиный луч под воздействием напряжения развертки чертит на экране гор:изонтальную линию, на вертикальные пластины подается напряжение сигнала, например, показанной на рис. 17 ступенчатой формы. Допустим, что период Т этого напряжения равен периоду пилообразного напряжения развертки (штриховая линия на рис. 17). Будем считать, что длительность обратного хода равна нулю. Электронный луч в этом случае поведет себя как карандаш в руке чертежника, заостренным кончиком карандаша будет светящаяся точка на экране, а бумагой - слой люминофора. Услоиимся, что процесс нарастания ступенчатого и пилообразного напряжения начинается одновременно в момент t=0. Начав движение, точка переместится в горизонтальном направлении до момента t], когда напряжение сигнала скачком возрастет до значения Ui. При этом точка переместится вверх по экрану на соответствующее расстояние л затем продолжит движение в горизонтальном иаправленяи до момента tj, когда напряжение сигнала возрастет до значения U2. В тот же момент точка на экране займет новое положение, переместившись вверх, и продолжит движение до момента ta.

Рис. 16. Пилообразное иапряженне

Рис. 17. Сигнал ступенчатой

формы

когда напряжение сигнала спа-Гйот» дет до нуля. Таким образом -о на экране ЭЛТ будет нарисована картина, повторяющая фор. му ступенчатого напряжения, поданного на вертикальные пластины. Нетрудно представить, что если бы период пилообразного напряжения по длительности превышал в 2 раза период ступенчатого напряжения, Р,ис. 18. Функциональная схема осцилло- то на экране были бы нари-графа сованы два периода ступенча-

того напряжения, и т. д. Так могут быть получены изображение любого другого электрического процесса, его осциллограмма.

Теперь можно представить, из каких основных узлов, кроме ЭЛТ, должен состоять осциллограф. Прежде всего в нем должен быть узел электрошита-ния УП. Далее необходим узел развертки УР, создающий пилообразное напряжение. И все... Этих двух узлов достаточно, чтобы собрать простейший осциллограф. Его функциональная схема приведена на рис. 18. Из нее видно, что иапряженне сигнала U"bx, осциллограмму которого предполагается рассмотреть, подается на вертикальные отклоняющие пластины Оу. Чтобы осциллограмма была удобна для наблюдения, вертикальный размер ее должен составлять 20... 30 мм, а это значит, что на пластины Oj, ЭЛТ, работающей в типовом режиме, должно быть подано наприжение от десятков до сотни вольт. В подавляющем большинстве случаев напряжение сигнала, подлежащего изучению с помощью ооц.иллографа, имеет во .много раз меньшее значение и нуждается в усилении. Поэтому в функциональную схему добавляют узел усиления сигнала УС.

Рассмотрим возможность технической реализации функциональной схемы осциллографа, показанной иа рис. 18. Для этого необходимо сформулировать общие требования к прибору.

Осциллограф предназначен для наблюдения электрических процессов, периодических колебаний, импульсных напряжений и токов. Он должен обеспечивать возможность измерять напряжения постоянного и переменного тока, параметры импульсов, сопротивления, емкости и другие электрические велиишы. Основные технические данные осциллографа:

Наименьшее значение напряжения, подаваемого на вход Y для получения осциллограммы размером

по вертикали не менее 15 мм, В...... 0,05... 0,1

Полоса частот усилителя входного оигнала, Гц . . 20... 20 000

Частота развертки*, Гц........ 20 ...30 ООО

Пределы измерения напряжения постоянного тока, В 1 ... 1000 Пределы измерения напряжения переменного тока i,

импульсного напряжении, В...... 1... 500

Пределы измерения сопротивления. Ом . . . . 50 ... 4 ООО ООО

Пределы измерения емкости, МкФ .... 0,001 ...10

Напряжение питающей сети, В...... 220, 127, ПО

• Амплнтула развертки в указанном лиапазоне частот лолжна быть достаточной для получения линии развертки, равной по длине диаметру экрана ЭЛТ.