كتب special oscilloscopes

هناك أنواع عديدة من راسمات الذبذبات المناسبة للتطبيقات المختلفة.

راسمة الذبذبات مزدوج الشعاع

(بالإنجليزية: Dual Beam Oscilloscope)‏

يستخدم هذا النوع شعاعين إلكترونيين منفصلين. ومجموعتين من ألواح الانحراف الرأسية، مع ألواح انحراف أُفقية عامة. وأنبوبة أشعة المهبط. ومولد القاعدة الزمنية، ويمكن أن يكون عاماً للشعاعين الإلكترونيين، أو هناك قاعدة زمنية لكل شعاع، وفي حالة القاعدة الزمنية المشتركة (العامة) فإن شعاع واحد فقط يتزامن مع الوقت، ولذلك فإن إشارات الدخل يجب أن تكون بنفس التردد أو يكون هناك توافق بينهما لكي يظهر كلا الشعاعين على شاشة صمام أشعة المهبط. ووجود مولد مستقل للقاعدة الزمنية يسمح بمعدلات مسح مختلفة للشعاعين لكن حجم ووزن راسمة الذبذبات سوف يزيد.

ومثل هذا راسمة الذبذبات يجعل من الممكن ملاحظة شكلين موجيين لهما علاقة زمنية عند نقاط مختلفة ومناسبة تماماً لإشارات دخل منفصلة.

راسمة الذبذبات مزدوج الأثر

(بالإنجليزية: Dual Trace Oscilloscope)‏

يستخدم هذا النوع مدفع إلكتروني واحد. ويعطي أثر مزدوج، مرسوم بواسطة التشغيل الإلكتروني لإشارتين منفصلتين، وتوجد قناتي دخل رأسية منفصلتين أو الدائرة A والدائرة B، ويستخدم كذلك في هذا راسمة الذبذبات موهنين منفصلين. ومراحل تكبير ابتدائية. وبذلك فإن قيمة كل إشارة يمكن التحكم فيها مستقلة. وخرج مرحلة المكبر الابتدائي يدخل إلى مفتاح إلكتروني الذي يمكنه تمرير إشارة واحدة وقتياً إلى المكبر الرأسي لراسمة الذبذبات ويكون إظهار الدخل مستمراً ومتصلاً في نفس الوقت مع العينات بالرغم أنه يظهر كعينة.

وتوجد حالتين عامة لتشغيل المفتاح الإلكتروني. تسميان حالة التناوب، وحالة القطعة. ففي الحالة الأولى (التناوب) فإن المفتاح الإلكتروني يغذي كل إشارة بالتناوب إلى المكبر الرأسي وإلى القناة B ،A ويضيف مركبات تيار مستمر لكل إشارة. وهذه المركبة الـ DC توجه الشعاع بالتناوب إلى أعلى وأسفل نصف الشاشة. ويحدث التوصيل عند بداية كل مسح جديد للمسح أو القاعدة الزمنية للمولد. ومعدل توصيل المفتاح الإلكتروني يتزامن مع معدل المسح لكي ترسم النقطة المضيئة لصمام شعاع المهبط إشارة القناة A على مسح معين، وإشارة القناة B على المسح التالي. وحالة التناوب لا يمكن استخدامها في إظهار إشارات ذات تردد منخفض جداً.

أما في حالة القطعة فإن المفتاح الإلكتروني يعمل حراً عند تردد عالي (في حدود 100 إلى 500 كيلو هرتز "KHz")، ومستقل تماماً عن تردد القاعدة الزمنية للمولد. والنتيجة أن عينة صغيرة من القناة B ،A يتم توصيلها بالتناوب للمكبر الرئيسي الرأسي عند معدل قطع سريع نسبياً (حوالي 500KHz) ويظهر على الشاشة في حالة القطع بمعدل أسرع بكثير من معدل المسح الأُفقي. فإن الإظهار سوف يكون خط متصل لكل قناة. وإذا كان معدل القطع بطيء تفقد استمرارية الإظهار ويفضل استعمال حالة التشغيل المتناوب.

وفي حالة التشغيل X-Y يفصل مولد القاعدة الزمنية وتوصل القناة B إلى المكبر الأُفقي وحيث أن المكبرات الابتدائية متماثلة ولها نفس خط التأخير فإنه يمكن عمل قياسات X-Y دقيقة، وراسمة الذبذبات مزدوجة الأثر يستخدم في الصناعة على نطاق واسع وفي معامل الأبحاث.

راسمة الذبذبات أخذ العينة

(بالإنجليزية: Sampling Oscilloscope)‏

وهذا يعني ملاحظة الإشارات الكهربائية بأخذ عينة من شكل موجة الدخل وإعادة بناء شكلها من العينة. ومثل هذه العينات ذات التردد العالي لا يمكن رؤيتها براسمة الذبذبات العادية لأن مدى التردد محدود بمدى الكسب في عرض المدى الناتج عن المكبر الرأسي. وعينة التردد يجب أن تكون منخفضة إلى من تردد إشارة الدخل. وهذا يعني أنه يمكن استخدام راسمة الذبذبات ذو مدى عرض تردد 10 MHz لملاحظة إشارة دخل ذات تردد عالي جداً مثل 1000 MHz، ويمكن أخذ عدد من العينات يصل إلى 1000 عينة لإعادة تكوين الشكل الموجي الأصلي.

في راسمة الذبذبات أخذ العينة تُشكل موجة الدخل المتكررة وتُسلط على بوابة أخذ العينة، ونبضات العينة تؤثر لحظياً على الموحدات الخاصة باتزان بوابة أخذ العينة في الاتجاة الأمامي ولذلك يوصل مكثف بوابة الدخل إلى نقطة الاختبار. هذه المكثفات تُشحن قليلاً وحتى مستوى الجهد لدائرة الدخل. ثم يكبر جهد المكثف بواسطة مكبر رأسي يسلط على ألواح الانحراف الرأسية. وهذه العينة يجب أن تتزامن بتردد إشارة الدخل. وتؤخر الإشارة في المكبر الرأسي لتسمح للمسح الأُفقي بأن يبدأ بإشارة الدخل.

وعند بداية كل دورة عينة، فإن نبضة الإشارة تشغل المذبذب ويتولد جهد خطي مائل، هذا الجهد المائل يُسلط على مقارن جهد الذي يقارن الجهد المائل بجهد الخرج لمولد الجهد المتدرج، وعندما يتساوى الجهدان في القيمة، فإن مولد الجهد المتدرج يسمح له بأن يتقدم خطوة واحدة، وبالمثل فإن نبضة العينة تُسلط على بوابة أخذ العينة، عند هذه اللحظة، وتؤخذ عينة من جهد الدخل، وتكبر وتسلط على ألواح الانحراف الرأسية، ويكون تباين الصورة النهائية على شاشة صمام الأشعة المهبطية يُحدد بحجم الخطوات الخاصة بمولد الدرج، وكلما كان حجم هذه الخطوات صغيراً، كلما زاد عدد العينات كلما كان تباين الصورة أعلى.

راسمة الذبذبات الرقمي

(بالإنجليزية: Digital Oscilloscope)‏

يعطي هذا النوع من راسمات الذبذبات قراءات رقمية لمعلومات الإشارة مثل قيمة الجهد، الزمن، بالإضافة إلى الإظهار العادي للإشارة على شاشة أنبوبة الأشعة المهبطية. ويتكون الجهاز من CRO معملي ذو سرعة عالية بالإضافة إلى عداد إلكتروني. كل ذلك في جهاز واحد.

نطاق المواضع من 0% إلى 100% تتحقق بجزئين واضحين في الأثر المرسوم على صمام أشعة المهبط. وكل منطقة (نطاق) يمكن تحريكها إلى أي جزء من الشاشة. وخطوات تقسيم الجهد من 0 وحتى 100% من جهود الذاكرة. توضع لتوقيت البدء وتوقيت الإيقاف وعند التطابق.

أي من الأشكال الموجية الداخلة مع النسبة المئوية المختارة. يتم الإحساس بها بمقارن الجهد. وعدد نبضات الساعة الخاصة بالعينة الحقيقية المأخوذة يتم قراءتها رقمياً في لحظة على شاشة أنبوبة العرض السريعة الرقمية في نانو/ميكرو/مللي ثانية.

ويتم الحصول على الإظهار على الشاشة بأخذ عينة الـ 0% كجهد أساس كما اختير بواسطة دائرة الذاكرة. وعندما ينتج جهد خطي مائل بواسطة مولد الخطوط المائلة يساوي 0% كأساس، تفتح البوابة، وعندما يساوي هذا الجهد السابق 100% كأساس تغلق البوابة. ويتم قراءتها بالميللي فولت أو الفولت على الشاشة الرقمية.

المسح المتأخر

(بالإنجليزية: Delayed Sweep)‏

المسح المتأخر هي وسيلة إضافية متوفرة في الكثير من راسمات الذبذبات المعملية عالية الجودة. تمكن من تحسين التباين في قياسات الزمن. والمسح المتأخر هو إجراء تقني يضيف كمية مدققة من الوقت بين نقطة الإثارة وبداية مسح الشاشة. عندما يستخدم راسمة الذبذبات في حالة مسح فإن بداية المسح الأُفقي يمكن تأخيرها.

بدايةً من عدد قليل من الميكروثانية لحوالي 15 ثانية أو أكثر. كما يسمح المسح المتأخر للمشغل لأن يختار أي وقت تأخير محدد بواسطة قرص مدرج معاير (10 لفة) ويتم عمل التأخير وذلك بتسليط جهد المسح الخطي المائل على مقارن الجهد الذي يعطي نبضة إثارة (تشغيل) عند آخر نقطة في الزمن. والمسح المتأخر يبدأ عند الزمن المختار والذي عادةً ما يكون أسرع بمقدار عشر مرات أو مرتين من المسح المتأخر مستخدماً سرعة عالية جداً للمسح المتأخر كما يتم تكبير ملحوظ حتى يمكن ملاحظة الظاهرة ذات الفترة الزمنية القصيرة التي تحدث بعد فترة التأخير التي تحدث بعد فترة التأخير التي تتبع الإثارة.

وخصائص المسح المتأخر تزيد من تداول راسمة الذبذبات وبحيث يمكنه تكبير الجزء المختار من المسح غير المتأخر، ويقيس قفزات الشكل الموجي أو الارتفاع الزمني. واختبار تعديل النبضة - الزمن. بالإضافة إلى تطبيقات أُخرى.

راسمة الذبذبات التخزين المحاكي (التماثلي)

(بالإنجليزية: Analog Storage Oscilloscope)‏

يمكن تمييز الأهداف المخزنة من الأهداف القياسية الفسفورية. وذلك بقدرتها الاحتفاظ بنموذج الشكل الموجي لمدة طويلة (من 10 إلى 150 ساعة بعد إنتاج النموذج على الشاشة). وفي CRT العادية فإن التواجد الفسفوري يختلف من ميللي ثانية قليلة إلى عدة ثوانٍ. وكنتيجة لذلك، حيث التواجد على الشاشة هو أصغر من المعدل الذي يتم عنده المسح على الشاشة، سوف يخفت بداية الإظهار قبل أن تأتي النهاية.

يستخدم راسمة الذبذبات الخازن المحاكي ظاهرة الانبعاث الإلكتروني الثانوي لأن يخلق ويخزن شحنات إلكتروستاتيكية على سطح هدف معزول.

وتستخدم رسمات الذبذبات على نطاق واسع في ملاحظة الزمن الحقيقي للأحداث التي تدث مرة واحدة فقط. وكذلك لإظهار الشكل الموجي للإشارة ذات التردد المنخفض جداً (VLF). وبناء الـ CRT التي تستعمل تقنيات ثبات التخزين المتغير، والتي تدعى نصف نغمة، أو شبكة التخزين للـ CRT. وبثبات التغير فإن أثر المسح البطيء يمكن تخزينه على الشاشة باستمرار وذلك بضبط ثبات شاشة الـ CRT حتى تتشابه مع زمن المسح.

والـ CRT ذات شبكة التخزين تحتوي على مدافع الفيضان الإلكتروني، وإلكترود الحماية، بالإضافة إلى شبكة التخزين وكل عناصر الـ CRT العيارية. وشبكة التخزين خلف الشاشة الفسفورية شبكة موصلة مغطاه بمادة عازلة كهربائياً. وتتكون من طبقة رقيقة من مادة فلوريد المغنسيوم. ومدفع الكتابة هو مدفع إلكتروني عالي الطاقة، مماثل للمدفع الإلكتروني العادي، ويعطي شعاع إلكتروني ضيق ومركز ممكن حرفه، ويُستخدم المدفع لكتابة المعلومات التي يمكن تخزينها، ويرسم مدفع الكتابة نموذج موجب الشحنة على شبكة التخزين أو شبكة الهدف، بتوقف الانبعاث الإلكتروني الثانوي، ويبقى هذا النموذج الموجب الشحنة في مكانه على مخزن الهدف. والشعاع الإلكتروني الذي ينحرف بطريقة طبيعية في كلا الاتجاهين الأُفقي والرأسي يرسم نموذج الموجة فوق شبكة التخزين.

ولكي ترى النموذج حتى بعد مرور ساعات عديدة، تستخدم مدافع إلكترونية خاصة، تعرف بمدافع الفيضان، ومدافع الفيضان بسيطة التكوين وتوضع داخل الـ CRT في مكان بين ألواح الانحراف ومخزن الهدف. وهي تبث إلكترونات منخفضة السرعة وتغطي مساحة كبيرة في اتجاه الشاشة، ويتم ضبط مسارات الإلكترونات بواسطة إلكترود يتكون من غطاء موصل على السطح الداخلي للـ CRT. وهذه الإلكترودات تُثار لكي توزع إلكترونات مدفع الفيضان بالتساوي على سطح شبكة الهدف وتجعل الإلكترونات عمودية على شبكة التخزين. ويتم توقيف معظم إلكترونات الفيضان وتجمع بواسطة شبكة التجميع وبالتالي لا تصل إلى الشاشة الفسفورية، والإلكترونات القريبة فقط من الشحنة المخزنة تشد إلى مخزن الهدف بقوة كافية لأن تضرب الشاشة الفسفورية. ولذلك فإن إظهار الـ CRT سوف ينسخ النموذج تماماً الذي خزن من قبل على الهدف. ويستمر الإظهار طالما تعمل مدافع الفيضان ولمحو النموذج على مخزن الهدف، تُسلط شحنة سالبة لكي تعادل الشحنة الموجبة المخزنة. ولتحقيق ثبات التغير فإن جهد المحو يسلط على شكل نبضات بدلاً من الجهد المستمر الثابت، وبتغير عرض هذه النبضات يتم التحكم في عمله.