Gebruik van de oscilloscoop

Een oscilloscoop is een diagnostisch apparaat dat een in de tijd variërende spanning weergeeft. Net als een televisie heeft het een kathodestraalbuis, die een elektronenstraal produceert die over een fluorescerend scherm strijkt. Het is belangrijk omdat het elektrische signalen toont in de vorm van spanning versus tijd.

De oscilloscoop is nuttig omdat hiermee elektrische signalen, vooral in de tijd variërende, kunnen worden waargenomen. De signalen kunnen langzaam of snel zijn. De oscilloscoop heeft versterkings- en vertragingsfuncties waarmee een deel of het hele signaal kan worden waargenomen. Met andere functies kunnen de signalen fysiek over het scherm worden verplaatst. Dit alles maakt het makkelijker om het signaal te meten.

Het hart van een oscilloscoop is de kathodestraalbuis (CRT). Een beeldbuis heeft verschillende basisonderdelen: een elektronenkanon, verticale afbuigplaten of -spoelen, horizontale afbuigplaten of -spoelen en een elektronenbundel.

Het elektronenkanon bestaat uit een verwarming, een kathode en een anode. De kathode is de negatieve elektrode en de anode is de positieve. Een elektrische stroom zorgt ervoor dat de verwarmer de kathode verwarmt. Deze temperatuurstijging dwingt elektronen ervan naar de anode te stromen. Dit proces wordt het "afkoken" van de elektronen genoemd.

De anode heeft een klein gaatje en een hoge spanning die kan variëren van 5 kV tot 50 kV. Elektronen van de kathode gaan door het kleine gaatje, terwijl ze tegelijkertijd worden versneld door de hoge spanning. Na passage worden de elektronen afgebogen door de verticale platen en horizontale platen waarop opzettelijk een in de tijd variërende spanning is toegepast. De verticale platen buigen de elektronen horizontaal af en de horizontale platen buigen de elektronen verticaal af. In sommige oscilloscopen worden de platen vervangen door magnetische afbuigspoelen.

De afgebogen elektronenbundel treft een scherm dat is bedekt met fosfor. Dit scherm straalt vervolgens zichtbaar licht uit in de vorm van een stip. De plaats van de elektronenbundel op het scherm hangt af van de hoeveelheid spanningen die op de afbuigplaten worden aangelegd. De bundel zwaait over het scherm vanwege de horizontale afbuiging van de verticale platen. De reden dat je niet alleen een stip over het scherm ziet bewegen, is vanwege de fosfor, waardoor je lijnen ziet.

Oscilloscopen worden gebruikt om de signalen te bekijken die rechtstreeks van apparaten zoals geluidskaarten komen, waardoor de golven in realtime kunnen worden weergegeven. Ze worden gebruikt als elektrocardiogrammen, om circuits te testen en om problemen met elektronische apparaten zoals televisies op te lossen. Met oscilloscopen met opslagfuncties kunnen signalen worden vastgelegd, opgehaald en geanalyseerd voor later gebruik.