Osiloskop, fiziksel bir niceliğin zaman içindeki değişimini, görüntülü olarak vermeye yarayan gelişmiş bir elektronik aygıttır. Fiziksel nicelik, sismik salınımlar, bir devredeki basınç değişimleri, vb. çeşitli türlerden olabilir. Osiloskoplar, endüstride, eğitim amacıyla okullarda ve laboratuvarlarda kullanılır.
Çalışma ilkesi: Bir osiloskoptaki temel öğeler, görüntü veren bir KATOT IŞINI TÜPÜ, bir YÜKSELTİCİ ve zaman bazı olarak sıralanabilir.
Önce, ekran üstünde küçük bir ışık beneği odaklanır. Sonra ışık beneği, yatay saptırma plakalarına (X plakaları) bağlı olan zaman bazına uygun olarak hareket ettirilir. Böylece ışık beneği, ekranı, seçilen bir hız aralığındaki değişmez hızda, sürekli olarak süpürür. Hareket, ekranın solundan sağına doğrudur. Işık beneği sağ uca vardığında, şiddetini apansız düşürür ve aynı anda yeniden sol başa atlar. Böylece, atlama işlemi arasında (yani benek geri dönerken), ekranda herhangi bir ışıma oluşmaz. Süpürme işlemi, bu düzen içinde sürüp gider.
Görüntülenmek istenen sinyal, bir yükselticiden geçtikten sonra, ekranın düşey saptırma plakalarına (Y plakaları) gönderilir. Böylece ışık beneğinin, gelen sinyale uyarak ekran üstünde aşağıyukarı doğru hareket etmesi de sağlanmış olur. Ekranda beliren iz, sinyalin zamana bağlı olarak salınımlarını sergiler.
Zaman bazı devresi: Zaman bazı devresi, üçgen biçimi gerilim dalgaları üreten bir OSİLATÖR'dür. Bu dalga biçiminin eğimi değişmez olmalı, yani Zamana bağlı olarak doğrusal biçimde artmalıdır. Sinyal X plakalarına gönderilince, plakalar arasında doğrusal olarak artan bir elektrik alanı oluşur. Dolayısıyle, elektronlar da çizgisel olarak, ekran üstünde soldan sağa doğru hareket ederler.
Testere dişi biçimli dalga üreten osilatörün yineleme hızı denetlenerek, yatay süpürmenin, gözlenen sinyalin tipine uyması sağlanır. Sinyal peryodik olmadığı zaman, yalnızca tek süpürme gerekir. Birden çok süpürme olursa, görüntü, netliğini yitirip, karmaşık bir yapı kazanır. Peryodik olmayan sinyallerin çözümlenmesi için, görüntünün yeterli bir süre (genellikle bir saniye) ekranda kalması istenir ve bu nedenle ekrana, uygun bir madde sürülür.
Peryodik yapıdaki sinyaller (sürekli olarak art arda yinelenen bir biçim), zaman bazı devresinin sağladığı süpürmeyle eşzamanlantr.
Eşzamanlama: Eşzamanlama olmadan, sinyalin hızı zaman bazına tam olarak uydurulamaz. Oluşan sinyal sürekli olarak ekran üstünde kayacağından, gözlenmesi çok güçleşir. Söz konusu güçlüğün üstesinden gelme amacıyla, zaman bazına bir eşzamanlama devresi eklenmiştir. Eşzamanlama devresi, sinyalin belirli bir noktasında bir itki oluşturur. Bu itki, zaman bazı devresini, bir tek süpürme yapacak biçimde tetikler. Süpürmenin sonunda zaman bazı, eşzamanlama devresinden yeni bir itki alana kadar bekler. Zaman bazı. sinyalin her yinelenmesi sırasında aynı nokta tarafından tetiklendiği için, görüntü kararlıdır, kayma göstermez.
Biçimleme: Bazen, karşılaştırma amacıyla, aynı anda birden çok sinyalin görüntülenmesi gerekebilir. Bunu sağlamanın yollarından biri, her sinyali, kendi süpürme zamanı içinde yönetecek ve iki ayrı düşey sapmayı denetleyecek uygun bir devrenin seçilmesidir. Katot ışını tüpünün görüntüyü ekran üstünde tutabilme süresi uzun olduğu zaman, aynı anda iki sinyali de gözleme olanağı doğar. Başka bir yöntem de, hızla, bir sinyalden ötekine bağlanmaktır. Ne var ki, bu yöntem yalnızca, hızları bağlama hızından daha yavaf olan sinyaller için kullanılabilir.
Çek sayıda çizgi gerektiği zaman elektron demeti, gerekli sayıda ışın demetine başlangıçta ayrılır. Bu demetlerin tümü, aynı zaman bazı devresince denetlenir ve ekran birlikte süpürülür. Bu tür çağdaş osiloskoplarda, yukarı doğru dört ayrı «iz» görüntülenebilir.
Bazı osiloskoplardaysa, depolama sistemleriyle, istenen «iz»in sonradan görüntülenmesi sağlanır. Depolama için uygulanan yöntemlerden biri, elektrostatik saklama tüpüyle gerçekleştirilir.
Katot ışını tüpü içine yerleştirilen bir elektron "tabancası, asıl iz görüntülenmek istendiğinde, ekranı düşük enerjili elektron demetiyle tarar. Artı yüklü olarak kalmış bölgeler daha çok elektron çekeceklerinden, ekranın öteki bölümlerine göre daha çok parlarlar. Böylece, görüntü elde edilir. İz, yüksek enerjili demetler kullanılarak, istendiği zaman silinebilir. Değişken duyarlıkta floresan malzemeler kullanmak gibi, başka saklama teknikleri de vardır.
Lissa jous şekilleri: Genellikle osiloskoplarda, X plakası için ayrı bir giriş ucu daha bulunur. Zaman devresi aradan çıkarılıp, yatay plakalara bir dış sinyal uygulanır. Birbirine bağlı iki sinyal X ve Y plakalarına gönderildiğinde, Lissajous şekilleri elde edilir.
Sözgelimi, aralarında 90°'lik faz farkı bulunan aynı frekanslı iki sinüs biçimli dalga, yukarda belirtilen biçimde uygulanırsa, ekran üstünde daire ya da elips şekilleri oluşur.


Kaynak:4-cilt:6

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler »