اسیلوسکوپ: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
بدون خلاصۀ ویرایش |
|||
خط ۱:
'''نوسان‌نما''' یا '''اسیلوسکوپ''' {{انگلیسی|''Oscilloscope''}} دستگاهی [[الکترونیک]]ی
در |last= Kularatna
|first= Nihal
سطر ۱۰ ⟵ ۱۲:
|doi=}}</ref>
در
مانند دیگر دستگاه‌های اندازه‌گیری، اسیلوسکوپ هم دو نوع آنالوگ و دیجیتال دارد. صرف نظر از برخی اصول عملکرد و کاربرد مشترک، این دو نوع اسیلوسکوپ تفاوت‌های عمده‌ای در ساختار و عملکرد دارند. امروزه اسیلوسکوپ‌های آنالوگ کم‌کم جای خود را به اسیلوسکوپ‌های دیجیتال می‌دهند که قابلیت‌های بیشتر و متنوع‌تری دارند؛ اسیلوسکوپ‌های آنالوگ، بزرگ، سنگین و به‌سختی قابل حمل هستند که ناشی از [[لامپ اشعه کاتدی]] به کار رفته در آنهاست. در مقابل، اسیلوسکوپ‌های دیجیتال به مراتب کوچک‌تر و سبک‌تر بوده و [[صفحه نمایش]] [[ال سی دی|ال‌سی‌دی]] (LCD) رنگی همراه با قابلیت کنترل عملکرد اسیلوسکوپ با لمس صفحه نمایش (در مدل‌های پیشرفته‌تر) دارند. از سوی دیگر، اسیلوسکوپ دیجیتال به علت بهره‌مندی از [[پردازش سیگنال دیجیتال]]، دارای برخی قابلیت‌ها (مانند اجرای عملیات ریاضی و پردازشی روی سیگنالها) هستند که تقریباً در اسیلوسکوپ‌های آنالوگ غیرممکن است.
== معرفی اسیلوسکوپ ==
اسیلوسکوپ یک وسیله [[اندازه‌گیری]] است که کارش نمایش دامنه سیگنالها (ولتاژ) بر حسب زمان است. این دستگاه به‌طور گسترده‌ای توسط مهندسان برق، پژوهشگران، تعمیرکاران و نیز در کارگاه‌ها یا آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود.
اسیلوسکوپ‌های دیجیتال می‌توانند بسته به قابلیت‌هایشان، دو یا چند شکل موج ولتاژ را بر حسب زمان روی صفحه اسیلوسکوپ نمایش دهند (اسیلوسکوپ آنالوگ به‌طور ذاتی از انجام این کار ناتوان است). از سوی دیگر، اسیلوسکوپ‌هایی که دست کم دو کانال دارند (چه آنالوگ و چه دیجیتال)، همچنین می‌توانند سیگنال (ولتاژ) اِعمال شده به یک کانال را بر حسب سیگنال اعمال شده به کانال دیگر نمایش دهند. در واقع با این کار، متغیر زمان در نمایش دو سیگنال حذف می‌شود. به نتیجه این کار، منحنی‌های لیساژو (Lissajous patterns) می‌گویند. == اصول عملکرد اسیلوسکوپ آنالوگ ==
اسیلوسکوپ‌های آنالوگ در حقیقت
به علت [[لختی|لَختی]] بسیار کم باریکه الکترون، می‌توان این باریکه را برای دنبال کردن تغییرات لحظه‌ای (ولتاژهایی که بسیار سریع تغییر می‌کنند) به کار برد. اسیلوسکوپ بر اساس ولتاژ کار می‌کند. البته به کمک
== اجزای اسیلوسکوپ آنالوگ ==
[[پرونده: Tektronix 475A oscilloscope.jpg|بندانگشتی|چپ|200px|یک اسیلوسکوپ آنالوگ مدل ۴۷۵A قابل حمل، یک دستگاه بسیار رایج در اواخر دهه ۱۹۷۰ (سال ۱۹۷۰ تا ۱۹۷۹)]]
[[پرونده:Oscilloscope_diagram.png|بندانگشتی|چپ|200px]]اسیلوسکوپ از یک [[لامپ پرتو کاتدی]] و چند مدار تشکیل شده‌است.
=== لامپ پرتو کاتدی (Cathode Ray Tube) ===
==== تفنگ الکترونی (Electron Gun) ====
تفنگ الکترونی باریکه متمرکزی از الکترونها را به وجود می‌آورد که شتاب زیادی پیدا کرده‌اند. این باریکه الکترون با انرژی کافی به صفحه فلوئورسان برخورد می‌کند و بر روی آن یک لکه نورانی تولید می‌کند. [[تفنگ الکترونی]] از رشتۀ گرم‌کن، کاتد، شبکۀ آند پیش‌شتاب‌دهنده، آند کانونی‌کننده و آند [[شتاب‌دهنده]] تشکیل شده‌است.
الکترونها از کاتدی که بطور غیر مستقیم گرم می‌شود، گسیل می‌شوند. این الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه کنترل می‌گردند. شبکه کنترل معمولاً یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهای گسیل شده از کاتد که از روزنه می‌گذرند (به دلیل پتانسیل مثبت زیادی که به آندهای پیش شتاب‌دهنده و شتاب‌دهنده اعمال می‌شود)، شتاب می‌گیرند. باریکه الکترونی را آند کانونی‌کننده، کانونی می‌کند.
سطر ۳۷ ⟵ ۴۴:
==== صفحه فلوئورسان (Fluorescent Plane) ====
جنس این صفحه که در داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد، از جنس فسفر است. این ماده دارای این خاصیت است که [[انرژی جنبشی]] الکترونهای برخوردکننده را جذب می‌کند و
==== مدار مولد مبنای زمان (time base generator) ====
اسیلوسکوپ‌ها برای اندازه‌گیری و نمایش کمیتهای وابسته به زمان بکار می‌روند. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدین منظور یک موج دندانه اره ای (Sawtooth waveform) که فرکانس آن قابل تنظیم است، تولید و به صفحات انحراف افقی اعمال می‌شود. مداری که این ولتاژ را تولید می‌کند، مولد مبنای زمان، و این ولتاژ، ولتاژ روبش (Sweeping voltage) نام دارد (واژه روبش، از ریشۀ روبیدن، و به معنی جارو کردن است).
[[پرونده: Cro_principle_diagram.png|بندانگشتی|چپ|200px]]
==== سیستم انحراف عمودی (Vertical deflection) ====▼
▲=== مدارهای اصلی اسیلوسکوپ آنالوگ ===
▲==== سیستم انحراف عمودی ====
چون سیگنالها لزوماً برای ایجاد انحراف کافی پرتو الکترونی در لامپ، به اندازه کافی قوی نیستند، معمولاً تقویت آنها لازم است. از سوی دیگر، هنگام اندازه‌گیری سیگنالهایی با دامنه زیاد، باید آنها را تضعیف کرد تا در محدوده تقویت‌کننده‌های عمودی قرار گیرند.
==== سیستم انحراف افقی (Horizontal deflection) ====
صفحات انحراف افقی را ولتاژ روبشی (Sweeping voltage) که توسط مولد مبنای زمان (time base) تولید شده‌است، تغذیه می‌کند. این سیگنال از طریق یک تقویت‌کننده اعمال می‌شود، ولی اگر دامنه سیگنالها به اندازه کافی باشد، می‌توان آن را مستقیماً اعمال کرد.
هنگامی که به سیستم انحراف افقی، سیگنال خارجی اعمال می‌شود، باز هم از طریق تقویت‌کننده افقی و کلید انتخاب روبش در وضعیت خارجی اعمال خواهد شد. اگر کلید انتخاب روبش در وضعیت داخلی باشد، تقویت‌کننده افقی، سیگنال ورودی خود را از مولد روبش دندانه‌اره‌ای که با تقویت‌کننده هم‌زمان [[راه اندازی]] می‌شود، می‌گیرد.
==== همزمانی ====▼
▲==== همزمانی (Synchronization) ====
هر نوع روبشی که بکار می‌رود، باید با سیگنال وارد شده به اسیلوسکوپ هم‌زمان (سینک) باشد. تا یک شکل موج بی حرکت در اسیلوسکوپ نمایش داده شود. برای این کار باید فرکانس سیگنال مبنای زمان مضربی از فرکانس سیگنال مورد بررسی باشد (البته در حالتی که ورودی اسیلوسکوپ، یک سیگنال متناوب است).
<br />
== اجزای دیگر ==
=== مواد محوکننده ===
سطر ۵۸ ⟵ ۷۱:
=== کنترل وضعیت ===
[[پرونده: CRT_oscilloscope.png|بندانگشتی|چپ|200px|این شکل لامپ پرتو کاتدی در یک اسیلوسکوپ را نشان می‌دهد. ۱. صفحات انحراف دهنده ۲. تفنگ الکترونی ۳. شعاع الکترون ۴. سیم پیچ کانونی کننده (یوک) ۵. سطح داخلی فسفرپوش شده صفحه نمایش]]
وسیله‌ای برای [[کنترل حرکت]] مسیر باریکه بر روی صفحه لازم است. با این کار شکل موج ظاهر شده بر روی صفحه را می‌توان بالا یا پائین یا به چپ یا راست حرکت داد. این کار را می‌توان با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. این ولتاژ را می‌توان با یک پتانسیومتر تغییر داد.
سطر ۶۸ ⟵ ۸۱:
شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل‌کننده شدت که پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر می‌دهد، تنظیم می‌شود.
===
در اسیلوسکوپ‌های آزمایشگاهی معمولاً یک ولتاژ پایدار داخلی تولید می‌شود که دامنه و فرکانس مشخصی دارد (فرکانس آن ۱ کیلو هرتز است). این ولتاژ که برای کالیبره سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، یک موج مربعی است.
| |||