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CRT 示波器

仪器 · 约1955年

CRT 示波器

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操作

水平偏转板上的锯齿波扫描绘制时间轴;您的信号驱动垂直偏转板。≈ 4 个周期/次扫描。

信号幅度与电子束
工作原理
  1. 热电子发射。灯丝将阴极加热至约 1000°C,直到电子真正从表面沸腾逸出——这就是管背部那抹橙色辉光。
  2. 控制栅。环绕阴极的略带负电的圆柱体控制逸出电子的数量。越负 → 越少电子 → 越暗的轨迹。这就是亮度旋钮的作用。
  3. 电子枪。约 +2 kV 的阳极在非相对论近似下将电子加速至约 9% 光速。聚焦电极起到静电透镜的作用,控制光斑大小。
  4. 垂直偏转。输入信号施加到偏转板④。极板间的电场使光束弯曲;在极板内路径为抛物线,离开后为直线。屏上的偏转量恰好与瞬时电压成正比——这正是轨迹能忠实呈现波形图的原因。
  5. 水平扫描。锯齿波电压以恒定速度将光斑从左向右拖动(时间轴),然后在消隐的「回扫」期间迅速返回。触发同步在每次扫描前等待信号的上升过零点,使每次扫描与上一次重叠 → 形成稳定图像。关闭它,看轨迹如何漂移。
  6. 荧光屏。电子轰击之处,荧光粉将其动能转化为绿光,余辉使轨迹短暂持续发光——那条消逝的彗尾便是如此。

为何整束光束同时弯曲:电子穿越管子只需约 10 纳秒——比信号变化快数百万倍——因此可见光束实际上是「当下」的快照。

试试:X–Y 模式观看利萨如图形(设为 2:3 并调整相位)· 散焦透镜 · 将亮度降至零 · 关闭触发 · 降低余辉。

屏幕
正面视图
偏转板驱动
垂直偏转板—水平偏转板—时间基准扫描中
归一化偏转板驱动:±1 会将光点移到刻度边缘。