รูปที่ 1 เป็นบล็อกไดอะแกรมซึ่งแสดงระบบย่อยต่างๆ
ของออสซิลโลสโคปที่มีใช้กันอยู่โดยทั่วไป
ระบบย่อยต่างๆ เหล่านี้ประกอบด้วย
ก)
หลอดคาโธดเรย์
หรือ CRT
ข)
วงจรขยายแนวตั้ง
ค)
สายหน่วงเวลา
ง)
ตัวกำเนิดสัญญาณฐานเวลา (time base)
จ)
วงจรขยายแนวนอน
ฉ)
วงจรทริกเกอร์
ช)
ตัวป้อนกำลัง
หลอดคาโธดเรย์หรือ
CRT เป็นหัวใจสำคัญของออสซิลโลสโคป โดยมีวงจรส่วนอื่นๆ
ของออสซิลโลสโคป ทำหน้าที่ควบคุมและขับเคลื่อนอีกต่อหนึ่ง หลอดคาโธดเรย์จะให้กำเนิดลำอิเล็กตรอนที่มีการโฟกัสจุดอย่างดี
แล้วได้รับการเร่งความเร็วให้พุ่งชนจอภาพ เพื่อให้เกิดเป็นเส้นสว่างบนจอของหลอด
ขณะที่ลำอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากแหล่งกำเนิด หรือเรียกว่า ปืนอิเล็กตรอน :
electron gun ไปยังจอภาพนั้น มันจะเคลื่อนผ่านแผ่นโลหะ ซึ่งทำให้เบี่ยงเบนจำนวนหนึ่ง
แผ่นโลหะเหล่านี้มีหน้าที่ควบคุมการเบี่ยงเบนของลำอิเล็กตรอนในแนวตั้งและแนวนอน
แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับแผ่นเบี่ยงเบนในแนวตั้ง(vertical deflection
plate) จะทำให้ลำอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในแนวตั้ง คือ ขึ้นหรือลง
ในทำนองเดียวกัน แรงดันที่ป้อนให้กับแผ่นเบี่ยงเบนในแนวนอน(horizontal
deflection plate) จะทำให้ลำอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในแนวนอน คือ
จากซ้ายไปขวา ดังนั้นการควบคุมแรงดันที่ป้อนให้กับแผ่นโลหะทั้งสองชุดนี้
จะทำให้เราสามารถควบคุมให้ลำอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปมาในตำแหน่งต่างๆ
ตามความต้องการได้
รูปคลื่นสัญญาณซึ่งเราต้องการตรวจดูจะป้อนให้แก่หลอดคาโธดเรย์โดยผ่านวงจรขยายแนวตั้ง
อันราขยายของวงจรขยายนี้จะถูกกำหนดด้วยตัวลดทอนสัญญาณซึ่งได้รับการปรับเทียบไว้แล้ว
โดยทั่วไปมักแสดงค่าดังกล่าวไว้ที่หน้าปัดเป็นโวลต์ต่อช่อง (Volts/Div) สัญญาณออกจากวงจรขยาย จะถูกป้อนต่อให้กับแผ่นเบี่ยงเบนแกนตั้งของหลอดคาโธดเรย์
โดยผ่านสายหน่วยเวลา (delay line)
เพื่อควบคุมตำแหน่งในแนวตั้งของลำอิเล็กตรอน
วงจรกำเนิดสัญญาณฐานเวลา
(time base)
จะให้กำเนิดรูปคลื่นฟันเลื่อยไว้สำหรับป้อนแก่แผ่นเบี่ยงเบนแกนนอนของหลอดคาโธดเรย์
รูปคลื่นฟันเลื่อยนี้จะค่อยๆ เพิ่มค่าแรงดันขึ้นเป็นเชิงเส้น
โดยอัตราการเพิ่มของแรงดันจะถูกกำหนดโดยปุ่มหน้าปัทม์ “เวลาต่อช่อง” (Time/Div) แรงดันฟันเลื่อยนี้จะถูกป้อนให้กับวงจรขยายแนวนอน
วงจรขยายนี้จะรวมถึงตัวกลับเฟส ซึ่งจะทำให้ได้รูปคลื่นออกสองรูปคลื่นพร้อมกัน คือ
ฟันเลื่อนแบบเพิ่มค่า กับฟันเลื่อยแบบลดค่า
แรงดันฟันเลื่อยแบบเพิ่มค่าจะป้อนให้กับแผ่นเบี่ยงเบนแนวนอนทางขวามือ
ขณะที่แรงดันฟันเลื่อยแบบลดค่าจะป้อนให้กับแผ่นเบี่ยงเบนแนวนอนทางซ้ายมือ
แรงดันทั้งสองจะยังผลให้ลำอิเล็กตรอนถูก “กวาด”
จากด้านซ้ายของจอหลอดภาพไปยังด้านขวามือของจอ ช่วงเวลาการกวาดจะถูกควบคุมโดยปุ่ม
“เวลาต่อช่อง”
ถ้าหากเราป้อนรูปคลื่นสัญญาณเข้าให้กับแผ่นเบี่ยงเบนแนวตั้งพร้อมๆกันกับการป้อนสัญญาณฐานเวลาให้กับแผ่นเบี่ยงเบนแนวนอน
ก็จะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของจุดบนจอภาพ ซึ่งทำให้เกิดภาพบนจอ รูปที่ 2 แสดงเงื่อนไขขณะที่สัญญาณฟันเลื่อยและแรงดันรูปไซน์ป้อนให้กับแผ่นเบี่ยงเบนทั้งสองชุดของหลอดคาโธดเรย์
เนื่องจากแรงดันกวาดรูปคลื่นแนวนอนค่อยๆ
มีค่าเพิ่มขึ้นอย่างเป็นเชิงเส้นสัมพันธ์กับเวลา
จุดที่ปรากฏบนหลอดภาพจะเลื่อนจากซ้ายไปขวา ของจอภาพ ในอัตราความเร็วที่คงที่
เมื่อเสร็จสิ้นช่วงการกวาด
แรงดันของรูปคลื่นฟันเลื่อยจะลดลงจากค่าสูงสุดเป็นศูนย์อย่างรวดเร็ว
ทำให้จุดบนจอภาพกวาดกลับไปสู่จุดเริ่มต้นทางซ้ายมือของจอภาพ
จนกว่าจะเริ่มรอบการกวาดครั้งใหม่
ในกรณีทั่วๆ
ไป รูปคลื่นสัญญาณส่วนเริ่มต้นมักจะใช้การกระตุ้นให้เกิดพัลซ์สำหรับทริกเกอร์และเริ่มรอบของการกวาด
อย่างไรก็ตาม จากจุดเริ่มต้น คือ การกระตุ้นให้วงจรทริกเกอร์ทำงาน จนถึงการเริ่มกวาดภาพจริง
จะมีเวลาทิ้งช่วงกันอยู่ประมาณ 0.15 uS ดังนั้น
สัญญาณภาพจะไม่เริ่มต้นกวาดจนกว่าสัญญาณเข้าส่วนที่เป็นจุดเริ่มต้นได้ผ่านไปแล้ว
เมื่อเป็นเช่นนี้ จึงมีผลให้ส่วนต้นของสัญญาณไม่ปรากฏอยู่บนจอหลอดภาพ
เรามักใช้สายหน่วงเวลาเพื่อหน่วงให้รูปคลื่นสัญญาณมาถึงแผ่นเบี่ยงเบนแกนตั้งพร้อมกับการเริ่มต้นของสัญญาณฐานเวลา
สายหน่วงเวลามักทำให้เกิดความล่าช้าในการเดินทางของสัญญาณประมาณ 0.25 uS
วงจรกำลังจะประกอบด้วยส่วนวงจรแรงดันสูงสำหรับควบคุมและขับเคลื่อนหลอดคาโธดเรย์
กับส่วนวงจรแรงดันต่ำสำหรับป้อนให้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของออสซิลโลสโคป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น