Юный техник - для умелых рук 1970-18, страница 2

Существует очень много различных электро- и радиоизмерительных приборов. Но ни один из них, кроме осциллографа, не дает наглядного представления об измеряемой величине. Название этого прибора состоит из латинского слова oscillum — колебания и греческого слова grapho — пишу. Однако иногда этот прибор называют осциллоскопом (лат. oscillum — колебания + гр. skopeo — смотрю). Это название более точное, хотя чаще употребляется «осциллограф». Есть электромеханические осциллографы и электронные. Для наблюдения форм электрических процессов и характера их протекания во времени наибольшее распространение получили электронные осциллографы.

Осциллограф — прибор универсальный, и если в проводимых исследованиях не требуется очень большой точности, он может заменить ряд радиоизмерительных приборов. Результаты измерений, полученных с помощью осциллографа, более наглядны и создают более ясную картину исследуемого процесса, чем все остальные приборы. С помощью осциллографа можно получить без предварительных построений графики зависимости напряжений и токов во времени, зависимости токов и напряжений друг от друга и др.

Используя несложные приставки, осциллографом можно измерять частоту электрических колебаний, сопротивление электрической цепи, глубину и качество модуляции, оценивать нелинейные и частотные искажения, измерять индуктивность и добротность катушек и емкости конденсаторов, электрическую мощность, определять параметры радиоламп и транзисторов, снимать характеристики колебательных контуров и даже измерять неэлектрические величины (давления, короткие отрезки времени, форму предметов и пр.).

ЧУДЕСНЫЙ ЭКРАН

Создание электронного осциллографа стало возможным только после того, как была изобретена электронно-лучевая трубка. Такая трубка установлена в каждом телевизоре, который очень похож на осциллограф, только более сложен по устройству.

Как же работает электронно-лучевая трубка? Вспомним, что вокруг нагретого проводника с током образуется электронное облако. Если к такому проводнику-катоду присоединить отрицательный полюс батареи, а к металлической пластине-аноду, находящейся на небольшом расстоянии от проводника, — положительный полюс, то мы получим простейший диод (рис. 1). Если теперь катод такого диода выполнить цилиндрическим, а в середине анода сделать отверстие, то часть электронов, летящих от катода к аноду, проскочит по инерции в отверстие анода и полетит в пространство за анодом. Поместим теперь сзади анода, напротив отверстия в нем, экран, покрытый особым веществом — люминофором. Люминофор обладает замечательной способностью светиться, если на него направить поток электронов. Все электроны в нашем диоде, проскочившие в отверстие анода, достигнут экрана и ударятся о слой люминофора. При ударении возникает свечение. Оно тем интенсивнее, чем больше скорость ударяющихся электронов (рис, 2).

Светящееся пятно на экране, находящемся за анодом, не имеет четких • границ, и диаметр его будет значительно больше диаметра отверстия в аноде. Нам нужно сфокусировать электронный поток в тонкий луч, чтобы на экране получить яркую светящуюся точку. Всем известно, что одноименные электрические заряды взаимно отталкиваются, а разноименные притягиваются. Сфокусировать, сжать электронный поток в узкий луч можно с помощью небольшого цилиндра из проводящего материала, расположенного на пути электронов и находящегося под отрицательным потенциалом (рис. 3). Электроны, вылетающие из торцевой поверхности катода, попадают внутрь цилиндрического фокусирующего электрода. Они имеют отрицательный заряд и стремятся к положительно заряженному аноду. Но на пути электронов встречается поле отрицательно заряженного фокусирующего электрода. Электрическое поле отталкивает электроны от стенок цилиндра и «сжимает» их в тонкий пучок—электронный луч. Теперь на экране будет светиться яркая небольшая точка. Яркость свечения этой точки можно регулировать, если на пути электронов установить еще один электрод, тоже обычно цилиндрической формы, и подключать его к отрицательному полюсу источника напряжения. Этот цилиндр очень напоминает фокусирующий электрод. Разница состоит в том, что мы можем менять напряжение на этом электроде резистором переменного сопротивления (рис. 4). И напряжение на этом электроде, обычно расположенном ближе к катоду, сильнее влияет на интенсивность тока луча, на плотность электронного потока. Ручкой регулировки яркости можно настолько ослабить электронный поток, что он прекратится вовсе.

Все перечисленные электроды, формирующие электронный луч, называют «электронной пушкой». Электронные пушки есть во всех электронно-лучевых трубках. В некоторых трубках бывает несколько электронных пушек. Например, в цветном кинескопе — трл.