Measurement&Instruments

ถึงผู้เยี่ยมชมทุกท่าน~

     เนื้อหาที่ถูกจัดทำขึ้นในBlogนี้ จัดทำขึ้นเพื่อเป็นอีกหนึ่งช่องทางการศึกษาให้แก่ผู้ที่มีความสนใจในเรื่องของ การวัดและเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า โดยเนื้อหาในBlogนี้
จะประกอบไปด้วย
1.Oscilloscope แบบขดลวด CRT
2.การวัดค่าความเหนี่ยวนำไฟฟ้า

      ทางผู้จัดทำหวังเป็นอย่างสูงว่า เนื้อหาในBlogนี้จะสร้างประโยชน์ต่อผู้เยี่ยมชมไม่มาก
ก็น้อย 

คณะผู้จัดทำ

นายปวเรศ  อำไพ 55070500425 2A  (การวัดค่าความเหนี่ยวนำไฟฟ้า)

นายวัชรวิทย์     นาละออง 55070500471 2B (Oscilloscope แบบ CRT)

การวัดค่าความเหนี่ยวนำ (ภาคปฏิบัติ)

เรามาเรียนรู้วิธีการวัดค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำ(ไม่ทราบค่า)กันเถอะ

วิธีการวัดค่าความเหนี่ยวนำอย่างง่าย ( Step by Step )
1.ต่อตัวต้านทาน 50 โอห์ม ที่ช่ิอง output ของ generator ของ Oscilloscope และ เลือกสัญญาณ
sine wave
2.ปรับค่าความถี่ของ generator ให้อยู่ประมาณ 20 kHz
3.ปรับค่า output voltage ของ generator ไปที่ 1 Volt peak-peak
4.ต่อตัวเหนี่ยวนำที่ไม่ทราบค่าแบบขนานกับOscilloscope (ดังรูป A) พร้อมวัดค่าสัญญาณ
5.ขณะนี้ปรับเพียงความถี่ของgeneratorในลักษณะที่ทำให้จุดสูงสุดของคลื่นเป็นครึ่งหนึ่งของค่าเดิม
(0.5 Vp-p)
6.อ่านค่าความถี่และคำนวณหาค่าความเหนี่ยวนำ จากสูตร   L  =  (4.57) / f  

Videoประกอบการปฏิบัติ

6) การประยุกต์ใช้งาน

                6.1) การวัดแรงดัน

                เมื่อนำเอาออสซิลโลสโคปไปใช้วัดแรงดัน วิธีที่ง่ายที่สุดคือ การวัดค่าแรงดันจากยอดถึงยอด (Peak-to-Peak e_P-P) และอาศัยความสัมพันธ์ที่แน่นอน จะสามารถคำนวณกลับมาเป็นค่าเฉลี่ยหรือค่าประสิทธิผลได้ โดยการป้อนสัญญาณที่ต้องการวัดเข้าที่อินพุตแนวตั้ง และ (ในกรณีนี้) อาศัยโพรบแบบ 10 : 1 โดยการปรับความไว อัตราสวีป และปุ่มควบคุมการทริกที่เหมาะสม จะเกิดภาพของสัญญาณที่นิ่ง และควรมีขนาดใหญ่เต็มจอให้มากเท่าที่จะทำได้ ค่าแรงดันจากยอดถึงยอดจะมีค่าเท่ากับผลคูณระหว่างความไวของวงจรขยายตามแนวตั้ง จำนวนช่องที่อ่านได้จากจอ กับการลดทอนของโพรบสำหรับสัญญาณ ที่แสดงในรูปที่ 15

                V_P-P  =   จำนวนช่อง x ความไวตามแนวตั้ง x การลดทอนของสายต่อวัด

                        =   (4.8 DIV) (0.01 V/DIV) (10)

                        =   0.48  V

                สำหรับคลื่นรูปซายน์

                V_rms =  V_P-P /2.828  =  0.48/2.828  =       0.1697  V_rms

                6.2) การวัดความถี่

                ในการวัดค่าความถี่โดยการเปรียบเทียบ ทำได้โดยต่อวงจรดังรูปที่ 16 สัญญาณที่เรารู้ค่าความถี่จะต่อเข้ากับขั้วทางแนวนอน ขณะที่สัญญาณที่ไม่รู้ค่าความถี่ จะต่อเข้ากับขั้วเข้าทางแนวตั้ง ในการวัด เราจะบิดปุ่มการกวาดภาพ (time/div) ไปจนตำแหน่ง off เพื่อให้ออสซิลโลสโคปทำงานอยู่ในโหมดของ X-Y (ปรกติจะทำงานในโหมด X-t)

                เมื่อป้อนสัญญาณเข้าตามรูปที่ 16 แล้ว เราจะได้รูปคลื่นหยุดนิ่งบนจอหลอดภาพ ดังแสดงในรูปที่ 17 (ในกรณีที่รูปคลื่นไม่หยุดนิ่ง แสดงวัดสัดส่วนความถี่ของสัญญาณไม่ได้เป็นไปตามรูป เราอาจต้องปรับค่าความถี่รู้ค่า จนได้สัดส่วนตามต้องการ รูปคลื่นก็จะหยุดนิ่ง) เมื่อรูปคลื่นหยุดนิ่ง เราสามารถหาความถี่ของสัญญาณแนวตั้งจากสูตร

                                                f_v             =             (t_h/t_v)f_h

ทั้งนี้       f_v คือ ความถี่ป้อนเข้าทางแกนตั้ง

                F_h คือ ความถี่ป้อนเข้าทางแกนนอน

                t_n คือ จำนวนครั้งที่รูปสัมผัสแกนนอน

                t_v คือ จำนวนครั้งที่รูปสัมผัสกับแกนตั้ง

                 6.3) การวัดเฟส

                ก) แบบใช้ออสซิลโลสโคปแบบกวาด 2 เส้น

                รูปที่ 18 แสดงการต่อวงจร เพื่อวัดเฟสที่เกิดขึ้นจากวงจรขยายในรูป

                รูปคลื่นที่ปรากฏบนจอหลอดภาพ CRT จะเป็นดังรูปที่ 19 จากรูปคลื่นสัญญาณที่ได้ เราจะสามารถนำไปคำนวณหาค่าเฟสที่เกิดขึ้นได้

                ในรูปที่ 8.27 (ก) เป็นการปรับ time/div เพื่อให้สามารถวัดค่าคาบของรูปคลื่นได้ ขณะเดียวกันถ้าต้องการวัดความแตกต่างของเวลา (T_d) ระหว่างลูกคลื่น จำเป็นต้องปรับ time/div ให้ย่อยขึ้น เพื่อให้อ่านค่าได้ จากค่าที่อ่านบนจอหลอดภาพ จะสามารถนำไปคำนวณหาเฟสได้ดังนี้

                                เฟสที่เกิด (องศา)  =  T_d/ T x 360­­_­­­^o

แต่ period (T) หาได้ดังนี้

                T             =        (4.2 div.) (1 ms/div.)          =    4.2   x   10­^-3 s

                T_d            =        (2.2 div.) (100 us/div.)       =    220  x   10­^-6 s

                ค่าเฟส     =        T_d/T   x   360^o    =    18.86  องศา

                ข) โดยใช้  Lissajous Patterns

                การวัดเฟสโดยอาศัย Lissajous Patterns ต่ออุปกรณ์วัดดังวงจรในรูปที่ 20

                ในการวัดเช่นนี้ ปุ่ม time/div จะปรับไปอยู่ที่ตำแหน่ง off เพื่อให้ออสซิลโลสโคปทำงานในโหมด X-Y รูปทรงที่ปรากฏบนจอหลอด CRT จะใช้ในการคำนวณหาค่าความต่างเฟส ทั้งนี้ เฟสที่สามารถคำนวณจากสูตร (ดูรูปที่ 21 ประกอบ)

                                                เฟส        =        sin^-1(A/B)

                โดยที่ A คือ ระยะที่รูปทรงตัดแกน x

                          B คือ ความสูง(ในแนวแกน x) ของรูปทรง

                แม้ว่าเราจะสามารถทดสอบวงจรขยายสัญญาณ โดยการป้อนสัญญาณไฟสลับที่แปรขนาดและความถี่เพื่อหาค่าเฟส อัตราการขยาย และการตอบสนองต่อความถี่ เป็นต้น แต่วิธีนี้จะใช้เวลานาน น่าเบื่อ และไม่ได้ผลในการกำหนดคุณสมบัติประจำต่อ Transient ของวงจรขยาย การทดสอบโดยใช้สแควร์เวฟ จะเป็นการวัดความเป็นเชิงเส้น (Linearity) Transient และลักษณะจำเพาะด้านความถี่ของวงจรขยายอย่างได้ผล การทดสอบโดยวิธีนี้จะใช้อย่างกว้างขวางในการทดสอบวงจรขยายย่านความถี่ต่ำและปานกลาง

                โดยใช้ความรู้ทางคณิตศาสตร์ (การวิเคราะห์แบบ Fourier) จะแสดงให้เห็นว่า สแควร์เวฟที่มีความถี่ในการเกิดพัลส์ซ้ำ (Pulse Repetition Frequency, PRF) เท่ากับ f_s จะประกอบด้วย สัญญาณรูปซายน์ ซึ่งมีความถี่ f_s (ฟันดาเมนทัล) และฮาร์โมนิกคี่ (Odd Harmonics) จำนวนอนันต์

                ถ้าสแควร์เวฟ มีขนาด E_p และความถี่ในการเกิดพัลส์ซ้ำ f_s โดยการใช้การวิเคราะห์แบบ Fourier จะสามารถแทนสแควร์เวฟในรูป

                E_p/ {sin2 f_st + (1/3)sin[(3) (2 f_st)] + (1/5)sin[(5) (2 f_st)] + ….}

                ตามรูปที่ 23 จะแสดงถึงสแควร์เวฟที่เกิดขึ้น โดยการรวมสัญญาณที่เป็นฟันดาเมนทัลและฮาร์โมนิกที่ 3, 5, 7 และ 9 ดังนั้นการที่ป้อนสแควร์เวฟเข้าสู่วงจรขยายอาจพิจารณาได้ว่า เหมือนกับการป้อนคลื่นรูปซายน์จำนวนอนันต์เข้าไปพร้อมๆ กัน

                นอกจากนี้ เรายังอาจประมาณค่าผลตอบสนองเชิงความถี่ของวงจรขยาย โดยการวัดค่า rise time และค่าความเอียง (tilt) ของรูปคลื่นสแควร์ด้านออก ดังแสดงในรูปที่ 26 จากรูปที่ 26 เราสามารถประมาณค่า การตอบสนองย่านความถี่สูงของวงจรของวงจรขยายได้จากสูตร

                                f_high   =   0.35/t_r

โดย        f_high(= bandwidth) มีค่าเป็น เมกะเฮิรตซ์

                t_r  (rise time) มีค่าเป็น microsecond

                ในทำนองเดียวกัน ความเอียงจะช่วยในการประมาณค่าการตอบสนองย่านความถี่ต่ำ จากสูตร

                                f_L      =    Pf_s/100

โดยที่      P   =    (E_d/E_p)  x  100 เรียกว่า เปอร์เซ็นต์ความเอียง (tilt)

                f_s   =    pulse repetition frequency ของรูปคลื่นสแควร์

                   6.5) การทดสอบโดยใช้พัลซ์ (pulse)

                พัลซ์มักใช้ในการทดสอบวงจรขยายในย่านความถี่สูง และในวงจรสวิทชิ่งแบบดิจิตัล ช่วงมีสัญญาณ(duration) ของพัลซ์ควรจะสั้นเมื่อเทียบกับช่วงคาบ (period) ของมัน รูปที่ 27 เป็นตัวอย่างรูปคลื่นพัลซ์ที่พบกันโดยทั่วไป

                รูปที่ 28 แสดงการต่อวงจรเพื่อทำการทดสอบโดยใช้พัลซ์ ออสซิลโลสโคปจะใช้สัญญาณทริกเกอร์จากภายนอก (จากตัวกำเนิดสัญญาณพัลซ์) และปุ่มปรับความไวแนวตั้งกับตัวควบคุมความเร็วในการปรับภาพต้องปรับตั้งอย่างเหมาะสมเพื่อให้รูปคลื่นขาออก หยุดนิ่งบนจอหลอดภาพ

                สำหรับค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับสัญญาณพัลซ์ในรูปที่ 27 นั้นได้แก่

                PRE                =     1/T

และ        duty cycle        =                 pulse width/T

                                         =     (pulse width) x PRF

                สำหรับการวัดหาค่า rise time ของวงจรเราสามารถคำนวณหาได้จากสูตรต่อไปนี้

                                                t²_r(dev)   =   t²_r(meas) -  t²_r(scope) -  t²_r(PG)

โดยที่     t_r(dev)   =   ค่า rise time ของวงจรซึ่งทำการทดสอบ

t_r(meas) =   ค่า rise time เบ็ดเสร็จ (รวมค่า rise time ของออสซิลโลสโคป และของสัญญาณเอง) ซึ่งคือค่า rise time ที่วัดหาได้บนจอภาพ CRT นั่นเอง

t_r(scope)                =   rise time ของออสซิลโลสโคป

t_r(PG)    =   rise time ของตัวกำเนิดสัญญาณพัลซ์

5) ระบบเบี่ยงเบนแนวนอน

                ออสซิลโลสโคปมักแสดงรูปคลื่นขาเข้าบนจอภาพ CRT โดยเป็นฟังก์ชั่นของเวลา ดังนั้นจึงต้องมีแรงดันเบี่ยงเบนแนวนอนที่สามารถกวาดจุดเรืองแสงบนจอภาพให้เคลื่อนที่จากด้านซ้ายไปทางขวาของจอ โดยมีความเร็วคงที่ กับทั้งต้องสามารถกวาดกลับมายังจุดเริ่มต้นทางด้านซ้ายของจอภาพ เพื่อเตรียมการกวาดภาพต่อไปได้ แรงดันกวาดหรือฐานเวลานี้จะเกิดขึ้นจากวงจรกำเนิดสัญญาณกวาดภาพ ภายในระบบเบี่ยงเบนแนวนอนของออสซิลโลสโคป

                รูปที่ 9 แสดงแรงดันกวาดภาพที่ควรจะเป็น ค่าแรงดันดังกล่าวจะค่อยๆ เพิ่มจากค่าต่ำสุดจนถึงค่าแรงดันสูงสุดค่าหนึ่ง แล้วแรงดันก็ลดลงอย่างรวดเร็ว ลงสู่ค่าแรงดันต่ำสุดใหม่ รูปคลื่นนี้จะมีลักษณะเป็นรูปคลื่นฟันเลื่อย ดังแสดงในรูป ช่วงที่แรงดันค่อยๆ เพิ่มขึ้นเราเรียกว่า แรงดันลาด (ramp voltage) ในช่วงเวลานี้ (T_S)  จุดเรืองแสงบนจอภาพจะถูกกวาดจากด้านซ้ายของภาพไปทางขวาของจอภาพ ในช่วงเวลากวาดกลับ (T_r) แรงดันกวาดภาพจะลดลงอย่างรวดเร็ว และจุดเรืองแสงจะเคลื่อนกลับมาสู่จุดเริ่มต้นเดิมอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม ในออสซิลโลสโคปที่ใช้ทั่วไป ลำอิเล็กตรอนถูกตัด (cut off) ในช่วงเวลากวาดกลับทั้งนี้เพื่อจะให้ไม่มีร่องรอยตอนกวาดกลับปรากฏบนจอภาพ

                รูปที่ 10 แสดงวงจรกำเนิดสัญญาณฟันเลื่อยที่สามารถใช้งานได้ เมื่อป้อนแรงดันให้กับวงจร ตัวเก็บประจุ C จะเริ่มเก็บประจุโดยผ่านความต้านทาน R ทำให้แรงดันอิมิตเตอร์ของ UJT ค่อยๆ เพิ่มสูงขึ้น เมื่อค่าแรงดันอิมิตเตอร์ (V_E) เพิ่มสูงเท่าแรงดันยอด (V_P) ของ UJT รอยต่อระหว่างอิมิตเตอร์กับขาของเบส B₁ จะทำไฟฟ้า ทำให้ตัวเก็บประจุสามารถคายประจุผ่านรอยต่อนี้ไปยัง R₁ ไหลลงกราวด์ได้ ดังนั้น แรงดัน V_E จึงลดลงอย่างรวดเร็วจนกระทั่งรอยต่ออิมิตเตอร์กับขาของเบส B₁ ไม่สามารถนำกระแสต่อไปได้ จากจุดนี้ตัวเก็บประจุก็จะเริ่มเก็บประจุใหม่ ลักษณะการเก็บและคายประจุเช่นนี้จะเกิดซ้ำกันเป็นจังหวะ และให้กำเนิดสัญญาณรูปคลื่นฟันเลื่อย ดังรูปที่ 10 (ข) 

                เพื่อช่วยปรับปรุงการกวาดภาพให้มีลักษณะเชิงเส้นมากขึ้น อาจต้องดัดแปลงการไบแอสวงจรในรูปที่ 10 โดยใช้ต้นแหล่งต่างกัน กล่าวคือ ใช้ตัวป้อนแรงดันต่ำสำหรับตัว UJT และตัวป้อนแรงดันสูงสำหรับส่วนวงจร RC

                ความถี่ของสัญญาณฐานเวลาอาจแปรเปลี่ยนได้โดยการปรับค่าของ R และ/หรือค่า C (คือเปลี่ยนค่าคงตัวเวลา RC) ในทางปฏิบัติสำหรับวงจรกวาดภาพของออสซิลโลสโคป ความต้านทาน R จะใช้ในการควบคุมและแปรค่าความถี่อย่างต่อเนื่อง (ตัวควบคุมแปรค่าได้หรือปุ่ม VARIABLE)  ส่วนตัวเก็บประจุ C จะใช้เพื่อเปลี่ยนช่วงความถี่ (โดยใช้ปุ่มควบคุมเวลาต่อช่อง TIME/DIV)

                5.1) การประสานจังหวะการกวาดภาพ (synchronization of the sweep)

                ตัวกำเนิดสัญญาณฟันเลื่อยในรูปที่ 10 มีลักษณะแบบกวาดอิสระ (free running) ทั้งนี้เพราะไม่มีกลไกควบคุมจากภายนอก สำหรับกระตุ้นให้มีการเริ่มการกวาดภาพไซเกิ้ลใหม่ วงจรดังรูปจะให้สัญญาณกวาดภาพ ที่เริ่มกวาดภาพทันทีที่ตัวเก็บประจุได้คายประจุออก จน UJT เปลี่ยนสภาพเป็นไม่นำกระแส สัญญาณกวาดภาพอิสระเช่นนี้อาจช่วยให้เกิดภาพที่มีเสถียรภาพบนหลอดภาพ CRT ได้ ทั้งนี้ความถี่ของสัญญาณเข้าแนวตั้งจะต้องสัมพันธ์กับความถี่สัญญาณกวาดภาพดังนี้

                                f_v =  nf_s                                                               -----------              (A)

โดยที่     f_v  คือ ความถี่สัญญาณเข้าแนวตั้ง

                n  คือ ค่าเลขจำนวนเต็มใดๆ (1,2,3,…)

                f_s คือ ความถี่สัญญาณกวาดภาพ

                รูปที่ 11 แสดงเงื่อนไขดังกล่าวนี้ กล่าวคือ f_v = 2f_s  ในกรณีเช่นนี้ภาพที่เกิดบนหลอดภาพ จะหยุดนิ่ง มีเสถียรภาพ แต่ถ้าเงื่อนไขตามสมการ (A) ไม่เป็นจริง ภาพที่เกิดบนหลอดภาพจะไม่เสถียรและจะค่อยๆ เลื่อนจากทางซ้ายไปทางขวาของจอภาพ เพื่อจะให้ได้ภาพที่หยุดนิ่ง ตัวกำเนิดสัญญาณกวาดภาพจะต้องทำงานเป็นจังหวะประสาน (synchronously) กับแหล่งสัญญาณเข้าแนวตั้ง

ในวงจรรูปที่ 10 (ก) เราสามารถประสานจังหวะการกวาดภาพได้โดยการป้อนสัญญาณซิงค์(Sync signal) เข้าที่ขั้วเข้าสัญญาณซิงค์ (Sync input) (ดูรูปประกอบ) สัญญาณซิงค์ที่ป้อนเข้ามุ่งที่จะลดค่าแรงดันยอด (peak voltage หรือ V_P) ของ UJT ลง ซึ่งยังผลให้ค่าแรงดันลาดขึ้น (run up ramp) หยุดลงเร็วกว่าปกติ (ดูรูปที่ 12 ประกอบ) ในรูปที่ 12 เราจะเห็นได้ว่า รูปคลื่นฟันปลาจะถูกควบคุมให้มีจังหวะความถี่สอดคล้องกันกับสัญญาณซิงค์ที่ป้อนเข้ามา ในกรณีการประสานจังหวะจะทำได้ เฉพาะ เมื่อช่วงเวลา (T) ของสัญญาณซิงค์สั้นกว่าช่วงเวลา (T_o) ของรูปคลื่นฟันปลา

                 5.2) การกระตุ้นให้กวาดภาพ
                ออสซิลโลสโคปที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน มักใช้หลักการของการกระตุ้นให้กวาดภาพ รูปที่ 13 (ก) แสดงการดัดแปลงวงจรกำเนิดสัญญาณฟันเลื่อยจากวงจรรูปที่ 13 สำหรับเป็นวงจรกวาดภาพ โดยการกระตุ้นตัวต้านทาน R₃ และ R₄ ทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดัน โดยค่า R₃, R₄ จะเลือกเพื่อว่าค่า V_D ซึ่งต่อกับคาโธดของได้โอดจะมีแรงดันต่ำกว่าแรงดันยอด (V_P) ของ UJT เมื่อวงจรนี้เริ่มทำงาน UJT จะอยู่ในสภาพไม่นำไฟฟ้า C_T ในวงจรจะทำการเก็บประจุโดยผ่านความต้านทาน R_T ค่าแรงดันคร่อม C_T จะสูงขึ้นเรื่อยๆจนกระทั่งมีค่าสูงกว่า V_D เมื่อถึงจุดนี้ไดโอดจะเริ่มนำกระแส ทำให้ค่าแรงดันคร่อม C_T­­ ไม่สามารถเพิ่มสูงเกินกว่า V_D แต่จะถูกตรึงให้มีค่าเท่ากับ V_D นอกจากนั้น C_T ยังไม่สามารถคายประจุออกได้ด้วย ถ้าหากมีพัลซ์ทริกเกอร์ค่าลบขนาดใหญ่เพียงพอ ป้อนให้กับขาเบสที่ 2 ของ UJT จะยังผลให้แรงดันยอด V_P ของ UJT ลดลงกะทันหันชั่วขณะหนึ่ง UJT จะนำกระแสซึ่งทำให้ C_T สามารถคายประจุผ่านตัว UJT ได้จนกระทั่ง UJT เปลี่ยนสภาพไม่นำกระแส ต่อจากนั้น C_T ก็จะเริ่มเก็บประจุใหม่ และมีแรงดันคงที่อยู่ที่ค่า V_D จนกว่าจะมีสัญญาณกระตุ้นต่อ รูปที่ 13 (ข) แสดงรูปคลื่นออกของตัวกำเนิดแรงดันกวาดภาพแบบมีการกระตุ้น

                5.3) วงจรขยายแนวนอน

                ในออสซิลโลสโคปที่ใช้กันทั่วไป ข้อเรียกร้องเกี่ยวกับสมรรถนะของวงจรขยายแนวนอน มักจะไม่สูงเท่ากรณีของวงจรขยายแนวตั้ง ในกรณีวงจรขยายแนวตั้ง วงจรที่ใช้ต้องสามารถขยายสัญญาณขนาดเล็กและมีช่วง risetime สั้นมากๆ ขณะที่วงจรแนวนอนทำหน้าที่ขยายสัญญาณกวาดภาพที่มีขนาดใหญ่กว่ากับทั้งมีค่า risetime ช้ากว่ากันมาก อย่างไรก็ตาม อัตราขยายของวงจรขยายแนวนอนต้องมีขนาดใหญ่กว่าวงจรขยายแนวตั้ง ทั้งนี้เพราะความไวการเบี่ยงเบนแนวนอนของหลอด CRT จะดีสู้ความไวในการเบี่ยงเบนอแนวตั้งไม่ได้

                 รูปที่ 14 แสดงบล็อกไดอะแกรมของวงจรขยายแนวนอนซึ่งใช้กันทั่วไป ภาคขยายแนวนอนจะประกอบด้วย วงจรขยายสัญญาณเข้า วงจรขยายพาราเฟส (paraphase amplifier) และวงจรขยายพุช-พูลสัญญาณเข้าจากตัวกำเนิดสัญญาณกวาดภาพ มักเป็นสัญญาณฐานเวลาลาดขึ้น มีค่ายอด 10 โวลต์

3) ระบบควบคุมการเบี่ยงเบนแนวตั้ง

                ระบบควบคุมการเบี่ยงเบนแนวตั้งจะต้องสามารถทำซ้ำให้เกิดรูปคลื่นของสัญญาณเข้า ได้อย่างถูกต้องเหมือนเดิม ทั้งนี้ภายใต้เงื่อนไขการทำงานที่กำหนดไว้ ในแง่ความกว้างแถบความถี่ (bandwidth), risetime และขนาดของสัญญาณ (amplitude) นอกจากนี้ ระบบควบคุมการเบี่ยงเบนแนวตั้งนี้ยังทำหน้าที่เป็นวงจรกั้นแบ่ง(buffer) ระหว่างแหล่งสัญญาณกับแผ่นเบี่ยงเบนของหลอดภาพ ระบบนี้ยังอาจแบ่งออกเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอีก 4 ส่วนคือ

ก)      ตัวโพรบของออสซิลโลสโคป

ข)      ตัวเลือกสัญญาณเข้า

ค)      ตัวลดทอนสัญญาณเข้า

ง)      วงจรขยายสัญญาณแนวตั้ง

                

                 3.1) ตัวโพรบของออสซิลโลสโคป

                ตัวโพรบของออสซิลโลสโคปมีหน้าที่สำคัญในการเชื่อมโยงวงจรที่กำลังตรวจวัดอยู่ เข้ากับขั้วต่อสัญญาณเข้าของออสซิลโลสโคป ทั้งนี้โดยต้องไม่ส่งผลในการโหลด หรือรบกวนต่อวงจรที่กำลังวัดอยู่ โพรบที่มีใช้กันยังอาจจำแนกออกเป็น 4 จำพวกใหญ่ๆ อันได้แก่ โพรบแรงดันแบบไม่ไวงาน(passive), โพรบแรงดันแบบไวงาน(active), โพรบกระแส และโพรบแรงดันสูง

                3.2) ตัวเลือกสัญญาณเข้า

รูปที่ 6 แสดงตัวเลือกสัญญาณเข้าที่มีสวิทช์แบบสามทาง คือ ไฟสลับ กราวนด์ และไฟตรง เมื่อบิดปุ่มเลือกไปที่ตำแหน่งไฟสลับ สัญญาณจะถูกต่อโยงเข้าสู่ตัวลดทอนสัญญาณโดยผ่านตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุทำหน้าที่กั้นส่วนไฟตรงของรูปคลื่นขอเข้า และยอมปล่อยที่ให้เฉพาะส่วนไฟสลับเข้าสู่วงจรขยายตัวเลือกสัญญาณจะมีประโยชน์ในการวัดสัญญาณไฟสลับที่เข้าสู่วงจรขยาย ถ้าหากเราบิดปุ่มเลือกไปที่ไฟตรงสัญญาณแรงดันทั้งส่วนไฟตรงและไฟสลับจะสามารถผ่านเข้าสู่วงจรขยายได้ การวัดค่าในโหมดนี้จะช่วยให้เราสามารถรู้ค่าแรงดันเฉียบพลัน (instantaneous) ของทั้งส่วนไฟตรงและไฟสลับ

จุดสำหรับต่อกราวนด์ช่วยทำให้เรากำหนดตำแหน่งอ้างอิงของเส้นบนจอภาพ ในขณะที่สัญญาณเป็นศูนย์ได้ นอกจากนั้น ยังช่วยในการกำจัดประจุที่อาจตกค้างอยู่ในส่วนลดทอนสัญญาณเข้าโดยการต่อส่วนนั้นลงกราวนด์ได้

3.3) ตัวลดทอนสัญญาณเข้า

ตัวลดทอนสัญญาณเข้าประกอบด้วยตัวแบ่งแรงดันแบบ RC หลายตัว ซึ่งสามารถควบคุมโดยปุ่มควบคุมบนแผงหน้าปัดของออสซิลโลสโคปที่เป็นตัวเลือกโวลต์ต่อช่อง (Volts/Div) ปุ่มควบคุมเหล่านี้มักมีลำดับเป็น 1-2-5 ช่วงการลดทอนสัญญาณของปุ่มควบคุมนี้ โดยทั่วไปจะเป็น 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20 และ 50 โวลต์ต่อช่อง

เพื่อจะให้ออสซิลโลสโคปทำงานในลักษณะเชิงเส้นตลอดช่วงความถี่ที่กำหนด (โดยทั่วไปประมาณจากช่วงไฟตรงถึง 25 เมกะเฮิรตซ์) การทำงานของตัวลดทอนสัญญาณต้องไม่แปรเปลี่ยนตามการเปลี่ยนแปลงของความถี่ ดังนั้น จึงทำให้มีความจำเป็นต้องชดเชยตัวลดทอนแรงดัน (compensated attenuator) หลักการปรับชดเชยตัวลดทอนสัญญาณจะเหมือนกันกับกรณีการปรับชดเชยโพรบวัดของออสซิลโลสโคป ในวงจรลดทอนแรงดันของออสซิลโลสโคปนี้ ค่าของความต้านทานและตัวเก็บประจุที่ใช้จะคัดเลือกอย่างเหมาะสมเพื่อว่าอิมพีแดนซ์ด้านเข้าของวงจรภาคแนวตั้งจะมีค่าคงที่ ไม่ว่าปุ่มควบคุมโวลต์ต่อช่องจะปรับตั้งไว้อย่างไรก็ตามค่าทั่วๆ ไป ของอิมพีแดนซ์ด้านข้าวของออสซิลโลสโคปจะเป็น 1 เมกะโอห์ม ต่อชันต์กับตัวเก็บประจุขนาด 33 pF

3.4) วงจรขยายแนวตั้ง

                วงจรขยายแนวตั้งมักประกอบด้วยภาคขยายสองภาคที่สำคัญคือ วงจรขยายปรีแอมป์ (preamplifer) และวงจรขยายหลัก (main amplifier)

                วงจรขยายปรีแอมป์จะมีองค์ประกอบส่วนแรกเป็นภาคสัญญาณเข้า ซึ่งมักใช้วงจรซ๊อสโฟโลเวอร์ของ FET วงจรเช่นนี้จะมีอิมพีแดนซ์ด้านเข้าที่สูงมาก ทำให้ช่วยเป็นตัว buffer ระหว่างวงจรขยายกับตัวลดทอนสัญญาณออกจากกัน ถัดจากภาคสัญญาณเข้าของ FET มักจะมีวงจรอิมิตเตอร์โฟโลเวอร์ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวอินเตอร์เฟสระหว่างวงจร FET ที่มีอิมพีแดนซ์ด้านออกค่อนข้างสูง เข้ากับวงจรกลับเฟสซึ่งมีอิมพีแดนซ์ด้านเข้าค่อนข้างต่ำ วงจรกลับเฟสจะป้อนสัญญาณออกที่มีเฟสตรงข้ามกันเพื่อขับดันวงจรพุช-พูล (push-pull) ขาออกต่อไป ภาคสุดท้ายของภาควงจรปรีแอมป์นี้ จะป้อนแรงดันที่จำเป็นสำหรับขับดันวงจรขยายแนวตั้งต่อไป

                วงจรขยายกำลัง (main vertical amplifier) ซึ่งเป็นภาคสุดท้ายในรูปที่ 7 จะประกอบด้วยวงจรขับดัน (driver amplifier) และวงจรขยายพุช-พูล วงจรขยายพุช-พูลนี้จะป้อนสัญญาณแรงดันขนาดเท่ากันแต่มีเฟสตรงข้ามกันให้แก่แผ่นเบี่ยงเบนแนวตั้งของหลอด CRT