Ellära för intresserade - SyntaxSociety

Oscilloskopet
Ellära för intresserade
Ibland kan det vara till stor hjälp att se hur signalerna ser ut. Till det har vi oscilloskopen. De är
relativt enkla att använda när man väl tagit hänsyn till hur de arbetar. De moderna oscilloskopen har
inte samma begränsningar som de klassiska. Men det är de klassiska som vi ska försöka förstå just nu.
Det är bara spänning och tid man kan mäta med ett skop. Naturligtvis kan man mäta spänningen över
en shunt, för att se en ström. Men skopet bryr sig bara om spänning.
Precis som tidigare, kommer mätningen att påverka resultatet, så det får man ta med i beräkningen.
Till att börja med så kommer vi att ha signaler starka nog (lågimpediva) för att stå emot skopets
inimpedans. Här kommer mätprobens egenskaper in.
Grundidéen vs. Moderna
Hela idéen går ut på att mäta en spänning över en tidsperiod. Ett
katodstrålerör gör en elektronstråle som accelereras fram till
skärmen. Rita röret och blockschema.
Strålen länkas av i Y-led samtidigt som en tidbas påverkar strålen i
X-led. Om ingen axel hade påverkat strålen, hade det bara blivit in
prick mitt på skärmen. Eftersom det fosforeserande skiktet på
skärmens insida lyser upp när elektronerna träffar det och bibehåller
effekten en liten stund, så kan man se hur den uppmätta signalen visas utan flimmer.
Ingen spänning avlänkar
strålen. Därför blir det
bara en prick i mitten.
Med Fokus och
intensitet, kan pricken
justeras till önskad form.
Men låt inte pricken stå
still, då försvagas
fosforskiktet just där.
Med en spänning som
denna på
avlänkningsplattorna i Xled,
rör sig punkten.
Nu mäter vi en
sinusformad
signal. Den lägger
vi på Y-axeln.
Utan tidsaspekten
ser den inte
mycket ut för världen.
Det fosforeserande
skiktet klingar av efter
en liten stund, så
signalen måste
uppdateras ständigt.
Snart kommer vi till
synkroniseringen, trigpulsen.
Nu kommer dock ett par svagheter i uppbyggnaden att påverka
resultatet, som om inte mätproben vore bekymmer nog. Elektronstrålen
kan ses som en ”hypotenusa” i en triangel, där ena kateten är skärmen,
och den andra är avståndet till katodstrålerörets hals. Därför blir signalen
förvrängd i ytterkanterna. Av den anledningen har man gjort så att
skärmen visar korrekt värde längs med två linjer på skärmen över och
under mitten, istället för bara mitten. På så vis blir de övriga
förvrängningarna inte så stora.
Eftersom moderna skop hanterar signalen helt elektroniskt, och sedan
presenterar det färdiga resultatet på en skärm, så har man eliminerat sådana bieffekter.
Sidan 44 av 81