مقاله فارسی درباره اسيلوسكوپ

اسيلوسكوپ
يكي از مهمترين ابزارهاي اندازه گيري اسيلوسكوپ مي باشد .اين وسيله نقش بسيار مهمي در توسعه علم الكترونيك داشته است .اسيلوسكوپ اين امكان را فراهم مي كند كه كمياتي نظير ولتاژ،جريان ويا توان را برحسب زمان نمايش داد. قلب يك اسيلو سكوپ ،لامپ اشعه كاتدي مي باشد .در لامپ اشعه كاتدي شعاع باريكي از الكترون به صفحه فسفري اصابت كرده وباعث ايجاد يك نقطه نوراني مي شود .با انحراف اشعه در دوجهت xوy وجابجايي نقطه نوراني مي توان يك شكل دو بعدي را مشاهده كرد. عملا انحراف اشعه در جهت x متناسب با زمان ودر جهت y متناسب با كميت مورد اندازه گيري مثل ولتاژ است. بنابراين مي توان تغييرات ولتاژ ورودي با زمان رامشاهده نمود
فرق عمده اسيلو سكوپ با سيستم هاي ثبات نظير قلم ثبات در سرعت كار آنهاست .در اسيلوسكوپ بخاطر اينكه اشعه الكتروني عملا فاقد اينرسي است، لذا مي تواند تغييرات ورودي را در زمانهاي كمتر از نانو ثانيه نشان دهد .
بلوك ديا گرام اسيلو سكوپ
همانطوري كه گفته شد مهمترين قسمت يك اسيلوسكوپ لامپ اشعه كاتدي مي باشد .در اين لامپ الكترونها توليد شده وشتاب مي گيرند . همچنين انحراف اشعه براي ايجاد يك تصوير دو بعدي ونهايتا برخورد با صفحه فسفري براي رؤيت اشعه الكتروني در لامپ اشعه كاتدي صورت مي گيرد.براي انجام چنين اعمالي نياز
به سيگنالها وولتاژ هاي مختلفي مي باشد كه بقيه قسمتهاي اسيلوسكوپوظيفه ساخت آنها را برعهده دارند .
شكل 35-8 بلوك دياگرام يك اسيلوسكوپ رانشان مي دهد .منبع تغذيه ولتاژ لازم براي لامپ اشعه كاتدي جهت ايجاد الكترون وشتاب دادن آن راتوليدمي كند . علاوه بر اين ولتاژ مورد نياز براي ساير مدارات اسيلوسكوپ نيز توسط منبع تغذيه ايجاد مي شود ،براي شتاب الكترون نياز به ولتاژ نسبتا زيادي در حد چند هزار ولت مي باشد ، در حالي كه المنت گرم كننده كاتد با ولتاژ چند ولت كار مي كند . ولتاژ بقيه قسمتهاي مدار نيز از حد چند صد ولت تجاوز نمي كند .براي انحراف افقي اشعه بايد يك ولتاژ دندانه اره اي به صفحات افقي اعمال شود. اين موج توسط بلوك« Time Base generator» توليد مي شود كه پس از تقويت به صفحات انحراف افقي مي رود .سيگنالي كه قرار است نشان داده شود به صفحات انحراف دهنده عمودي داده مي شود .براي اينكه دامنه سيگنال به حدي برسد كه باعث انحراف قابل ملاحضة بيم الكتروني گردد ،آن را ابتدا توسط تقويت كننده عمودي ، تقويت مي كنند .براي اينكه شكل ثابتي روي صفحه اسيلوسكوپ داشته باشيم ،لازم است تا سيگنال ورودي با انحراف افقي سنكرون باشد، بطوري كه در هر بار از حركت اشعه ،انحراف افقي آن درست د ر لحظه مشخصي از سيگنال ورودي شروع شود .اين وظيفه بر عهده بلوك Tigger Circuit مي باشد كه بعدا راجع به آن توضيح بيشتري
خواهيم داد. بلوك Delay Line باعث تاخيري در حد نانو ثانيه روي سيگنال عمودي
مي شود .براي اينكه به لزوم چنين تاخيري پي ببريم بايد اين نكته را خاطر نشان ساخت كه هر مدار الكترونيكي باعث ايجاد تاخيري ناخواسته در سيگنال
مي شود.
از آنجائي كه اكثر مدارات اسيلو سكوپ در مسير انحراف افقي قرار دارند، لذا براي جبران تاخير زماني ناچاريم تا يك خط تاخير در مسير سيگنال عمودي اضافه كنيم .بدون اين تاخير قسمت ابتداي سيگنال رويCRT ظاهر نمي شود . در عمل براي ساخت خط تاخير از يك فيلتر تمام گذر استفاده مي كنند .
لامپ اشعه كاتدي
شكل 36-8 برشي عرضي از يك لامپ اشعه كاتدي ساده را كه در اسيلوسكوپ هاي فركانس پايين استفاده مي شود ،نشان مي دهد .البته در همين بخش به بررسي ساختمان لامپ هاي مدرن تر نيز پرداخته خواهد شد .در اثر حرارت حاصله از گرم كننده كه در پشت كاتد قرار دارد ،كاتد شروع به صدور الكترون مي نمايد .اين الكترونها به سمت پتانسيل مثبت كه روي آند اول قرار گرفته ودر حد چند صد ولت است ،
حركت كرده وشتاب مي گيرند .البته قسمت شبكه كنترل ،مقدار الكترونهايي را كه به سمت آند مي آيند ،كنترل نموده وبدين وسيله روشنايي نقطه نوراني روي صفحه را تنظيم مي كند .هرچه ولتاژ منفي شبكه كنترل نسبت به كاتد بيشتر باشد،عبور الكترونها از آن كمتر شده وشدت روشنايي نقطه نوراني كمتر خواهد بود .اين كنترل هم از طريق پتانسيومتر تنظيم روشنايي كه در قسمت جلوي دستگاه قرار دارد وهم توسط ولتاژي كه به ورودي z اسيلوسكوپ واقع در پشت دستگاه مي توان اعمال نمود ،امكانپذير است.
آند اول نقش شتاب دهندة ابتدايي را دارد. همچنين اين قسمت يك جزء از عدسي الكتروستاتيكي نيز مي باشد كه بعدا بيشتر درباره آن صحبت خواهد شد. پس از شتاب دهندة اوليه،آند متمركز كننده قرار گرفته است وپس از آن نيز آند شتاب دهنده قرار دارد كه براي آخرين مرحله باعث افزايش سرعت الكترونها مي شود .
اگر چه تنها يكي از آندها بنام آند متمركز كننده ناميده مي شود ولي در عمل تمركز اشعه توسط هر سه آند انجام مي شود .بدون وجود اين سه آند كه نقش يك عدسي الكترواستاتيكي را دارند ،نقطه نوراني كه روي صفحه تشكيل مي شود ،در اثر واگرايي بيم الكتروني ،پخش شده وغير واضح خواهد بود .در شكل 37-8 عمل تمركز اشعه توسط سه آند ،با جز
ئيات بيشتري نشان داده شده است .آند وسطي داراي پتانسيل كمتري نسبت به دو آند ديگر است .
براي اينكه عملكرد عدسي الكترواستاتيكي روشن شود ،به شكل 38-8 توجه كنيد .اين شكل دو استوانه را كه داراي پتانسيل هاي متفاوتي مي باشند ،نشان مي دهد .بخاطر اختلاف پتانسيل موجود يك ميدان الكتريكي بوجود مي آيد.
سطوح هم پتانسيل عمود بر خطوط ميدان بوده وبصورتي كه در شكل نشان داده شده ،در وسط استوانه بصورت كوژ مي باشند .الكترونهايي كه جهت حركت آنها عمود بر صفحه هم پتانسيل است، بدون تغيير جهت به مسير خود ادامه مي دهد.(البته اندازة سرعت آن عوض مي شود ).اگر
راستاي حركت الكترون عمود بر صفحه هم پتانسيل نباشد ،جهت حركت آن عوض عوض خواهد شد دليل اين امر تغيير مؤلفه سرعت عمود برصفحه هم پتانسيل مي باشد.در شكل39-8 اين مطلب بوضوح نشان داده شده است . سطح s يك سطح هم پتانسيل بوده كه طرف چپ آن داراي پتانسيل v- وطرف راست آن داراي پتانسيل +v است . هنگامي كه الكتروني در راستاي AB وبا زاويه  نسبت به نرمال s به سمت هم پتانسيل حركت مي كند در هنگام خروج از سمت ديگر آن ،نيرويي در جهت نرمال s به آنوارد شده وباعث مي شود تا زاويه را پيداكند.
از طرف ديگر هيچ نيرويي در جهت مماس بر s به آن وارد نمي شود. بنابراين :
Vt=V1( )=V2 sin( ) (29-8)
كه در آن V1 سرعت اوليه الكترون قبل از برخورد با صفحه s وV2 سرعت
الكترون پس از عبور از s مي باشد .با جابجايي مختصري در رابطه بالا خواهيم داشت :
همانطوري كه ملا حضه مي شود ،اين رابطه نظير رابطه شكست نور در هنگام عبور از مرز ميان دو محيط با ضريب شكست متفاوت است .بنابراين سطوح همپتانسيل مي تواند نظير يك عدسي عمل كرده ومسي الكترونها را همگراكند .در مجاورت دو استوانه كه داراي پتانسيل هاي متفاوتي هستند ،نيز چنين سطوح هم پتانسيلي وجود دارد .
شعاع الكتروني هنگام عبور از سطوح هم پتانسيل اول در مسير محور استوانه ها قرار مي گيرند وبا عبور از سطوح هم پتانسيل دوم روي صفحه فسفري متمركز مي شوند .برخلاف عدسيهاي نوري در اينجا مي توان با تغيير اختلاف پتانسيل بين استوانه ها ،فاصله كانوني لنز الكتر استا تيكي راتنظيم واشعه را دقيقا روي صفحه فسفري متمركز ساخت .
اسيلوسكوپ چند كاناله
در اغلب ديدن دو يا چند سيگنال بطور همزمان بسيار مطلوب ومورد نياز است. به همين منظور برخي از CRT ها داراي دو تفنگ الكتروني هستند .هر يك از تفنگ ها داراي صفحات انحراف دهنده عمودي مختص خود بوده ،در حالي كه صفحات انحرافي افقي براي هر دو مشترك است . اين نوع CRT،لامپ اشعه كاتدي دو بيمه ناميده مي شود .از اين روش در برخي حالت هاي خاص كه لزوما نياز به دو كانال كاملا مجهز وايزوله از هم باشد ،استفاده مي شود .يك روش متداولتر وارزانتر ،روش دو كاناله مي باشد .در اين روش تنها يك تفنگ الكتروني وجوددارد .
براي نمايش دو سيگنال در اسيلوسكوپ دوكاناله دو راه وجود دارد .اول اينكه يك سيگنال بطور كامل روي صفحه نشان
داده شود وپس از آن سيگنال همزمان دوم نمايش داده خواهدشود. در عمل بخاطر خاصيت فسفر سانس به نظر مي رسد كه دو سيگنال همزمان روي صفحه اسيلوسكوپ وجود دارند. شكل 49-8 بلوك دياگرام لازم براي اين روش را نشان مي دهد . هر بار كه موج دندانه اي شروع مي شود ،سوئيچ تغيير وضعيت مي دهد .بنابراين در يك انحراف افقي بعدي اين ورودي ،سيگنال Bاست. عيب اين روش در اين است كه اگر سيگنال ورودي غير پريوديك باشد ،تصوير صحيحي از آن ايجاد نمي شود .همچنين در سرعت هاي كم ،هنگامي كه سرعت جاروب كند است ،عمل نشان دادن دو سيگنال بصورت يك در ميان كاملا مشهود است .در اسيلوسكوپ ها دو كانال ،نمايش سيگنال به اين صورت با زدن كليد ALT (مخففAlternate)امكان پذير است .
روش دوم بسيار شبيه به روش قبلي بوده مگر اينكه در اينجا سوئيچ شكل 46-8با سرعت خيلي زيادي بين دوحالت ،تغيير وضعيت مي دهد .بنابراين در روي صفحه نمايش قسمتهايي از سيگنال A را به همراه قسمتهايي از سيگنال B كه يك در ميان پشت سر هم قرار گرفته اند ،مي توان ديد. البته جهت محو اشعه هنگام گذر از يك كانال به كانال ديگر از شبكه كنترل استفاده مي كنند. اين روش به نام CHOP ناميده شده ودر اسيلوسكوپ ها دو كانال با كليدي به همين نام قابل انتخاب مي باشد . البته بخاطر محدوديت سرعت سوئيچ ،اين روش در نمايش سيگنالهاي با فركانس بالا ضعف داشته وسيگنال را بصورت منقطع نشان مي دهد
.ودر حالي كه براي فركانس هاي كم بسيار مطلوب بوده وعيب روش ALT را مي پوشاند ،در واقع روش ALT وCHOP مكمل هم مي باشند .
سيستم انحراف افقي
همانطوري كه قبلا گفته شد ،در يك اسيلو سكوپ ،انحراف افقي اشعه بايد با يك سرعت ثابت صورت گيرد كه به آن جاروب خطي مي گويند . توسط يك ولتاژ دندانه اره اي كه در سمت بلوك «ژانور مبناي زمان (بلوك دياگرام شكل 35 –8)ايجاد مي شود ،اين عمل صورت مي گيرد .
سرعت حركت اشعه روي صفحه نمايش متناسب با شيب موج دندانه اي اره اي بوده ودر روي اسيلو سكوپ با استفاده از سلكتور Time/Div قابل تنظيم است .براي نمايش سيگنالهاي با فركانس بالا اين سرعت نيز بايد بيشتر باشد .زمان شروع انحراف اشعه بسيار مهم است .براي اينكه شكل موج ساكني روي صفحه نمايش داشته باشيم لازم است تا انحراف افقي اشعه ،هر باز از محل مشخصي از سيگنال ورودي شروع شود .اين وظيفه بر عهده بلوك تريگر در شكل 35-8 است .شكل 47-8 شكل موجهاي مربوطه را بطور نمونه نشان مي دهد .
در اين شكل پالسهاي تريگر با مقايسه سيگنال ورودي ويك مقدار آستانه به نام سطح تريگر سا خته مي شود . موج دندانه اره اي همزمان با پالس تريگر شروع مي شود وباعث انحراف اشعه مي گردد .سه قسمت را مي توان دراين موج تفكيك كرد . قسمت اول زماني است كه موج دندانه اره اي با شيب ثابتي افزايش مي يابد .به اين قسمت زمان جاروب مي گويند . پس از اينكه دامنه موج به مقدار مشخصي كه متناظر با انحراف كامل اشعه است رسيد،زمان بازگشت را خواهيم داشت .در پايان اين زمان اشعه به ابتداي صفحه برمي گردد. براي اينكه مسير برگشت اشعه روي صفحه CRT ظاهر نشود وشكل موج مورد نمايش را خراب نكند ،در حين برگشت اشعه با دادن فرمان به الكترودكنترل ،اشعه را محو مي كنند .پس از اين زمان ،براي مدتي سيگنال جاروب صفر مي ماند كه به آن زمان توقف مي گويند. هرگاه يك پالس تريگر در اين زمان وارد شود مراحل گفته شده در بالا عينا تكرار مي گردد. به اين روش تريگر مد نرمال مي گويند .در اسيلوسكوپ در مجموعه كليدهاي انتخاب نوع تريگر، اگر كليد Normal فشرده شود ،عمل تريگر به صورت فوق انجام مي شود .البته با انتخاب كليدي كه به صورت +/- در اسيلوسكوپ مشخص شده مي توان تعيين كرد كه پالسهاي تريگر در جبهة صعودي ايجاد شود ويا در جبهةنزولي وبنابراين شكل موج ديده شده نيز به تبع آن متفاوت خواد بود .در ادامه به اهم روش هاي
ديگر كه براي تريگر وجود دارد اشاره مي شود
مد اتوماتيك (AUTO Triggering)
در مد نرمال اگر سيگنالي به ورودي اسيلوسكوپ داده نشود وبا يك مقدار DC داده شود پالسهاي تريگر بوجود نيامده وموج جاروب ساخته نمي شود .اين بدين معني است كه هيچ ردي از اشعه بر روي CRT نخواهيم داشت كه البته در بسياري از موارد حالت مطلوبي نمي باشد .در مد اتوماتيك موج جاروب دائما ايجاد مي شود وتنها در صورت حضور سيگنال ورودي با آن سنكرون مي شود .اگر چه دربيشتر موارد
روش تريگر اتوماتيك انتخاب مي شود ولي براي نمايش سيگنالهاي پيچيده ويا آلوده به نويز شانس اينكه بتوان در مد نرمال وبا تنظيم سطح تريگر موج ايستايي را روي CRT نمايش داد ،بيشتر است .
تريگر خارجي (External Trigger)
برخي از مواقع سيگنالي كه قرار است نمايش داده شود شكل موج كاملاً پريوديك نداشته ويا به صورتي است كه نمي توان با روش هاي قبل شكل ايستايي را روي CRT ايجاد نمود .بعنوان مثال يك موج مربعي كه مدولاسيون FSK شده باشد را مي توان از اين جمله بر شمرد . دراينگونه موارد اگر سيگنال پريوديكي وجود داشته باشد كه به نوعي با موج مورد نمايش سنكرون باشد، مي توان از آن براي سنكرون كردن سيگنال جاروب اسيلوسكوپ استفاده كرد .در اين حالت كافي است كه موج سنكرون را به ورودي EXT.Trigger input اسيلوسكوپ داده وسوئيچ مربوطه را كه به نام EXT.Trig است ،انتخاب نمائيم .بدين ترتيب مي توان شكل ايستايي را روي CRT مشاهده نمود .
انتخاب سيگنال تريگر
در حالت عادي مستقيما از سيگنال ورودي جهت سنكرون كردن موج جاروب استفاده مي شود .البته اين امكان در اسيلوسكوپ وجود دارد كه از مؤلفه AC سيگنال ورودي جهت اين امر استفاده شود. دوحالت فوق در اسيلوسكوپ ،با قرار دادن مجموعه كليد source به ترتيب روي DC وAC قابل
انتخاب مي باشد. همچنين اين امكان وجود دارد كه مؤلفه هاي فركانس بالا را از سيگنال ورودي حذف كرده وسپس آن را به قسمت تريگر اعمال نمود .در اين حالت بايد كليد مربوطه را روي HF Reg قرار داد .در حالت برعكس آن كه لازم است مؤلفه هاي فركانس پايين را حذف نمود ،بايد كليد مربوطه در وضعيت LFReg قرار بگيرد .در اغلب اسيلوسكوپ ها دو انتخاب ديگر بنامTV-H و TV-V وجود دارد كه به ترتيب براي سنكرون شدن با پالسهاي افقي وعمودي در تلويزيون مناسب مي باشد .در اسيلوسكوپ دوكانال اين آزادي وجود دارد كه سيگنال تريگر را از هر يك از كانالها انتخاب نمود . در عمل بايد كانالي را كه داراي فركانس كمتري مي باشد ؤانتخاب كرد تا عمل تريگر بدرستي انجام شده وهر دو كانال بطور صحيحي نمايش داده شود.
موج جاروب تاخير يافته
برخي از مواقع لازم است تا قسمتي از شكل موجي را كه نمايش داده مي شود ،با دقت بيشتري نشان داد. در صورتي سلكتور Time/Div روي عدد كمتري تنظيم شود ،اين احتمال وجود دارد كه آن تكه از شكل موج از صفحه خارج شود .براي فائق آمدن براين مشكل ،از روش جاروب تاخير يافته استفاده مي كنند .شكل 48-8 روش ايجاد جاروب تاخير يافته را نشان مي دهد. روش كار به اين ترتيب است ازموج جاروب اصلي يك موج جاروب ديگر كه نسبت به جاروب اصلي تاخير دارد ساخته مي شود .اين كاربا مقايسه جاروب اصلي با يك مقدار آستانه
انجام مي شود. البته مقدار اين آستانه از روي پانل اسيلو سكوپ قابل تنظيم ولذا مقدار تاخير قابل تنظيم مي باشد .همچنين شيب جاروب تاخير يافته نيز بطور مستقل قابل انتخاب است .عمل نمايش موج روي CRT بصورت يك در ميان توسط جاروب اصلي وجاروب تاخير يافته انجام مي شود . بدين ترتيب روي CRT دو موج مشاهده خواهد شد .يك موج به صورت عادي وموج ديگر كه به لحاظ زماني گسترده شده است .بدين ترتيب مي توان قسمتهايي از شكل موج را كه داراي تغييرات سريع است به طور واضح مشاهده كرد.
قسمت انحرا ف عمودي
وظيفه اين قسمت،تقويت سيگنال به اندازه اي است كه بتوان آن را به صفحات انحراف عمودي اعمال كرد .شكل 49-8 بلوك دياگرام قسمت انحراف عمودي را نشان مي دهد .سيگنال ورودي از طريق BNC وارد اسيلوسكوپ شده وبسته به انتخاب DC ياAC بطور مستقيم ويا از طريق كوپلاژ خازني به تضعيف كننده اعمال شود .در صورتي كه سيگنال داراي مؤلفه DC بزرگي باشد وهدف ديدن تغييرات كوچك روي آن باشد،انتخاب كوپلاژ AC اين امكان رامي دهد كه مقدار DC حذف شده وبا انتخاب مناسب سلكتور Volt /Div ،اين تغييرات كوچك را بخوبي مشاهده كرد .
بايد توجه داشت كه در حالت كوپلاژ AC ،فركانس قطع پايين در حد چند ده هرتز بوده ولذا اگر فركانس سيگنال خيلي كوچك باشد ،قرائت دامنه سيگنال روي اسيلوسكوپ صحيح نخواهد بود .در اين حالت بايد حتما از كوپلاژ DC استفاده كرد .امپدانس ورودي اسيلوسكوپ نسبتا زياد بوده (در حد MΏ1 )بطوري كه آن را براي اندازه گيري ولتاژ مناسب مي سازد . وظيفه تضعيف كننده تنظيم حساسيت اسيلوسكوپ مي باشد كه توسط سلكتور Volt/Div مي توان آن را انتخاب كرد . شكل 50-8 نمونه ساده اي از تضعيف كننده مقاومتي را نشان مي دهد.
در اين نمونه، امپدانس ورودي همواره ثابت وبستگي به وضعيت سوئيچ ندارد(با فرض بالا بودن امپدانس ورودي تقويت كننده )علي رغم اين مطلب تغيير وضعيت سوئيچ باعث تغيير امپدانس ديده شده از طرف تقويت كننده شده وبخاطر تغيير ثابت زماني RC پاسخ فركانس كل مجموعه وابسته به وضعيت سوئيچ خواهد بود كه اين مسئله بسيار نامطلوب است . براي رفع اين مشكل
از تقويت كننده جبران شده مطابق شكل 51-8 استفاده مي شود كه در آن تقسيم كننده هاي خازني موجود باعث بهبود پاسخ فركانسي مي شوند .
براي اسيلوسكوپ هاي فركانس بالا معمولا از ارايش شكل 52-8 استفاده مي شود .در اين شكل ،ورودي عمل تضعيف با ضرايب 1:10:100 را انجام داده ودر قسمت خروجي اين تضعيف با ضرايب 1:2:5 انجام مي شود .
امپدانس ورودي اغلب اسيلوسكوپ ها را مي توان بصورت حاصل موازي يك مقاومتΩ M1 ويك خازن 10 الي 30 پيكو فاراد مجسم كرد. با اتصال پروب به اسيلوسكوپ ،خازن معادل خود پروب با خازن ورودي اسيلوسكوپ جمع شده وباعث افزايش ظرفيت خازني ديده شده در سر پروب مي گردد.در مورد اسيلوسكوپ هاي فركانس بالا اين امر مطلوب نمي باشد وبخاطر همين موضوع از پروب هاي تضعيف كننده (وجبران شده )استفاده مي شود .
شكل 53-8 مدار يك پروب 10 به 1 را نشان مي دهد .در ابتداي پروب يك مقاومت ΩM9 به طور موازي با خازن pf 10 قرار دارد . در انتهاي پروب نيز يك خازن pf30 تريمر قرار دارد كه با تنظيم آن مي توان عمل جبران سازي را براي بهترين حالت تنظيم كرد. البته بايد بخاطر داشت كه استفاده از اين پروب حساسيت كل را ده برابر كم مي كند .
شكل 54-8 پاسخ هاي مختلفي را كه در اثر عدم تنظيم خازن تريمر مي باشد، نشان مي دهد .در حالت Under Compena ted مقدار ظزفيت خازن تريمر بيش از حد بوده ودر حالت Over Compensted ظرفيت خازن كمتر از حد مطلوب مي باشد .اگر خازن بدرستي تنظيم شود، پاسخ اسيلوسكوپ عينا نظير سيگنال ورودي خواهد بود .
پروب هاي ديگري نيز بسته به كار برد ،در اسيلو سكوپ استفاده مي شوند .
ازجمله مي توان به پروب اكتيو اشاره كرد . شكل 55-8 نونه اي از پروب اكتيو را نشان مي دهد .مزيت اين نوع پروب در اين است كه مي تواند ظرفيت خازني خيلي كمي داشته باشد ،ودر عين حال سيگنال را بدون تضعيف انتقال دهد . براي اينكه مدار مؤثري داشته باشيم ،بايد آن رادر ابتداي پروب قرار داد .به اين ترتيب ديگر خازن كابل كه در حالت عادي وجود داشت ،برطرف مي شود . در طرف اسيلو سكوپ ،انتهاي كابل را به امپدانسي كه معادل امپدانس كابل باشد ،متصل كرده وبدين ترتيب اثر تضعيف كننده فركانس بالاي كابل ظاهر نمي شود . از معايب پروب اكتيو محدود بودن رنج ديناميكي آن است ، بطوريكه تنها سيگنالهايي را كه در محدودةكار تقويت كنندة FET باشد مي توان به آن اعمال كرد .
پروب مهم ديگري كه در اسيلوسكوپ كاربرد دارد ،پروب جريان است . اين پروب مي تواند دور يك سيم حامل جريان قرار گرفته وبدون اينكه هيچگونه تماس الكتريكي ،جريان سيم را در رنج فركانسي DC تا MHZ50 اندازه گيري نمايد . پروب جريان شامل دو عنصر مي باشد يكي هسته براي تبديل جريان به شار ويك سنسور هال
براي تبديل شار به ولتاژ /شكل 56-8 ساختمان داخلي اين پروب را نشان مي دهد .همانطوريكه مي دانيم ،در سنسور هال ولتاژي متناسب با ميدان مغناطيسي بوجود مي ايد .ميدان حاصل از سيم حامل جريان توسط هسته مغناطيسي به سنسور هال وسيم پيچي كوپل مي شود . همانطوري كه مشاهده مي شود ،جريان سيم پيچ از تقويت كننده فيد بك تامين مي شود .جهت فيد بك اعمالي طوري است كه همواره باعث صفر شدن ميدان مغناطيسي در هسته مي شود .اگر جريان سيم مورد اندازه گيري i 1 وتعداد دور سيم پيچn وجريان آن i 2 باشد خواهيم داشت :
i 1=n i 2
Vo=R i2
همانطوريكه ملاحضه مي شود يك رابطه خطي بين ولتاژ خروجي (كه به اسيلوسكوپ داده مي شود )وجريان مورد اندازه گيري وجود دارد .
اسيلوسكوپ ديجيتالي
هنگامي كه بخواهيم يك سيگنال غير پريوديك را مشاهده كنيم ،استفاده از
اسيلوسكوپهاي عادي غير ممكن است وسيگنال مورد نظر تنها براي مدت كوتاهي روي CRT ظاهر مي شود .همچنين براي ديدن سيگنالهاي پريوديك كه داراي فركانسهاي كمي مي باشند بايد سرعت جاروب اشعه را كم كرده واين باعث مي شود تا تصوير كاملي روي صفحه اسيلوسكوپ ايجاد نشود وعملا آنچه كه مشاهده مي شود يك نقطه نوراني در حال حركت خواهد بود .دوراه براي فائق آمدن به اين مشكلات وجود دارد .راه حل اول استفاده از لامپ هاي اشعه كاتدي مخصوص است كه قدرت ذخيره شكل موج رغا داشته باشند .
اساس كار اين لامپ ها براين اصل استوار است كه هنگام عبور پيم الكتريكي از روي صفحه اسيلوسكوپ ،ماده مخصوصي كه روي فسفر لامپ وجود دارد بار دار مي شود (بار مثبت ).
يك تفنگ ديگر در اين لامپ ها قرار دارد بطوري كه الكترونها يي كه از آن خارج مي شوند بصورت گسترده در تمام صفحه پخش مي شوند . الكترونهايي كه به ناحيه باردار مي رسند ،بخاطر بار مثبت موجود ، با سرعت بيشتري به صفحه برخورد كرده وباعث روشن شدن ان نقاط مي شوند
حال آنكه در ساير نقاط سرعت الكترونها كم ولذا روشنايي قابل ملاحظه اي نخواهيم داشت .بدين ترتيب شكل موج سيگنال تا مدت ها روي صفحه باقي مي ماند .
با پيشرفت تكنولوژي وبالا رفتن چگالي ساخت مدارات بصورت مجتمع و همچنين افزايش سرعت آي سي هاي انالوگ به ديجيتال ،روش ديگري براي نمايش سيگنالهاي كند ويا غير پريوديك مورد
استفاده قرار گرفت كه بر اساس نمونه گيري از سيگنال وتبديل ان به ديجيتال وذخيرة آن مي باشد .
به اسيلوسكوپ هايي كه از اين روش براي نمايش سيگنال استفاده مي كنند ،اسيلوسكوپ ديجيتالي مي گويند .
شكل 57-8 بلوك دياگرام اين اسيلوسكوپ ها را بطور نمونه نشان مي دهد .
هنگامي كه كليد موجود در شكل در وضعيت Aقرار گيرد، عملا يك اسيلوسكوپ معمولي خواهيم داشت وبراي وضعيت B سوئيچ،مدارات مربوط به اسيلوسكوپ ديجيتالي وارد مدار مي شود .سيگنال تقويت شده توسط A/D نمونه برداري شده وبه ديجيتال تبديل مي شود .اين اطلاعات در قسمت ذخيره سازي ديجيتال كه يك RAM مي باشد ذخيره مي شود . بنابراين در RAM تعداد مشخصي عدد خواهيم داشت كه متناظر با نمونه هاي سيگنال آنالوگ ورودي مي باشد .براي نمايش اين اطلاعات روي CRT مي توان اين اطلاعات را از RAM خواند وتوسط مبدل D/A به آنالوگ تبديل

فایل : 22 صفحه

فرمت : Word