DigiSim

CRTオシロスコープ

計測器 · 1955年頃

CRTオシロスコープ

展示を準備中…

操作

Hプレートの鋸歯状波スイープが時間軸を描き、信号がVプレートを駆動します。スイープあたり約 4 サイクル。

信号振幅とビーム
仕組み
  1. 熱電子放出。フィラメントが陰極を約 1000 °C に加熱し、電子が真空中へ放出されやすい状態にします。後部のオレンジ色の領域は加熱された陰極部を表します。
  2. 制御グリッド。陰極付近の負電位の電極がビーム電流を調整します。グリッド電圧をより負にすると電流が減り、トレースの輝度が下がります。この関係を輝度コントロールで表現しています。
  3. 電子銃。約 +2 kV の陽極で電子を加速します。非相対論的近似では速度は光速の約 9% です。集束電極は静電レンズとして働き、光点の大きさを調整します。
  4. 垂直偏向。入力信号を偏向板対④に加えます。一様電界を仮定したモデルでは、ビームは偏向板間で放物線を描き、その後は直進します。モデルの動作範囲では、スクリーン変位は瞬時の偏向電圧にほぼ比例します。
  5. 水平掃引。鋸歯状波電圧で光点をほぼ一定速度で左から右へ動かし、帰線期間はビームを消去します。トリガー同期は立ち上がりゼロ交差から掃引を始め、反復トレースを安定させます。無効にすると位相がずれます。
  6. 蛍光面。電子ビームが当たると蛍光体が可視光を放ちます。有限の残光時間により、直前に励起された点が徐々に減衰し、残光を伴うトレースになります。

時間尺度:モデルの加速電圧と管寸法では、電子の通過時間は約 10 ns です。このため展示では、表示対象の低周波信号に対してビーム位置が瞬時に応答すると扱います。

操作例:X–Y モードでリサージュ図形を表示(2:3 に設定して位相を変更)· 集束を外す · 輝度をゼロにする · トリガーを無効にする · 残光を短くする。

スクリーン
正面ビュー
偏向板の駆動
垂直偏向板—水平偏向板—掃引時間軸掃引中
正規化した偏向板の駆動値:±1で輝点が目盛りの端まで移動します。