¿Qué es un CRO (osciloscopio de rayos catódicos) y su funcionamiento?

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los CRO significa osciloscopio de rayos catódicos . Por lo general, se divide en cuatro secciones que son pantalla, controladores verticales, controladores horizontales y activadores. La mayoría de osciloscopios se utilizan las sondas y se utilizan para la entrada de cualquier instrumento. Podemos analizar la forma de onda trazando la amplitud junto con el eje xy el eje y. Las aplicaciones de CRO están involucradas principalmente en la radio, receptores de TV, también en trabajos de laboratorio que involucran investigación y diseño. En la electrónica moderna, el CRO juega un papel importante en los circuitos electrónicos .

¿Qué es un CRO?

los osciloscopio de rayos catódicos es un instrumento de prueba electrónico , se utiliza para obtener formas de onda cuando se dan las diferentes señales de entrada. En los primeros días, se le llama Oscilógrafo. El osciloscopio observa los cambios en las señales eléctricas a lo largo del tiempo, por lo que el voltaje y el tiempo describen una forma y se grafica continuamente junto a una escala. Al ver la forma de onda, podemos analizar algunas propiedades como amplitud, frecuencia, tiempo de subida, distorsión, intervalo de tiempo, etc.




Osciloscopio de rayos catódicos

Osciloscopio de rayos catódicos

Diagrama de bloques de CRO

El seguimiento El diagrama de bloques muestra la contracción CRO de propósito general. . El CRO recluta el tubo de rayos catódicos y actúa como calor del osciloscopio. En un osciloscopio, el CRT produce el haz de electrones que se acelera a una alta velocidad y lo lleva al punto focal en una pantalla fluorescente.



Por lo tanto, la pantalla produce un punto visible donde el haz de electrones golpea con ella. Al detectar el rayo sobre la pantalla en respuesta a la señal eléctrica, los electrones pueden actuar como un lápiz eléctrico de luz que produce una luz donde incide.

Diagrama de bloques CRO

Diagrama de bloques CRO

Para completar esta tarea, necesitamos varias señales eléctricas y voltajes. Esto proporciona el circuito de alimentación del osciloscopio. Aquí usaremos alto voltaje y bajo voltaje. El bajo voltaje se usa para que el calentador del cañón de electrones genere el haz de electrones. Se requiere un alto voltaje para que el tubo de rayos catódicos acelere el haz. El suministro de voltaje normal es necesario para otras unidades de control del osciloscopio.

Las placas horizontales y verticales se colocan entre el cañón de electrones y la pantalla, por lo que puede detectar el haz de acuerdo con la señal de entrada. Justo antes de detectar el haz de electrones en la pantalla en la dirección horizontal que está en el eje X una tasa constante dependiente del tiempo, el oscilador proporciona un generador de base de tiempo. Las señales pasan desde la placa de deflexión vertical a través del amplificador vertical. Por lo tanto, puede amplificar la señal a un nivel que proporcionará la desviación del haz de electrones.


Si el haz de electrones se detecta en el eje X y el eje Y, se proporciona un circuito de activación para sincronizar estos dos tipos de detecciones. Por lo tanto, la deflexión horizontal comienza en el mismo punto que la señal de entrada.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de CRO depende del movimiento del rayo de electrones debido a la fuerza electrostática. Una vez que un rayo de electrones golpea una cara de fósforo, crea un punto brillante en ella. Un osciloscopio de rayos catódicos aplica la energía electrostática en el rayo de electrones de dos formas verticales. El punto en el monitor de fósforo gira debido al efecto de estas dos fuerzas electrostáticas que son mutuamente perpendiculares. Se mueve para hacer la forma de onda necesaria de la señal de entrada.

Construcción del osciloscopio de rayos catódicos

La construcción de CRO incluye lo siguiente.

  • Tubo de rayos catódicos
  • Ensamblaje de pistola electrónica
  • Placa deflectora
  • Pantalla fluorescente para CRT
  • Envolvente de vidrio

Tubo de rayos catódicos

El CRO es el tubo de vacío y la función principal de este dispositivo es cambiar la señal de eléctrica a visual. Este tubo incluye el cañón de electrones y las placas deflectoras electrostáticas. La función principal de este cañón de electrones se utiliza para generar un rayo electrónico enfocado que se acelera a alta frecuencia.

La placa de deflexión vertical hará girar el rayo hacia arriba y hacia abajo, mientras que el rayo horizontal moverá los rayos de electrones del lado izquierdo al lado derecho. Estas acciones son autónomas entre sí y, por lo tanto, el rayo puede ubicarse en cualquier lugar del monitor.

Ensamblaje de pistola electrónica

La función principal del cañón de electrones es emitir los electrones para formar un rayo. Esta pistola incluye principalmente un calentador, una rejilla, un cátodo y ánodos como aceleración, preaceleración y enfoque. En el extremo del cátodo, las capas de estroncio y bario se depositan para obtener la alta emisión de electrones de electrones a la temperatura moderada, las capas de bario, y se depositan en el extremo del cátodo.

Una vez que los electrones se generan a partir de la rejilla del cátodo, fluye a través de la rejilla de control que generalmente es un cilindro de níquel a través de un coaxial situado en el centro por el eje de CRT. Entonces, controla la fuerza de los electrones generados por el cátodo.

Cuando los electrones fluyen a través de la rejilla de control, se acelera con la ayuda de un alto potencial positivo que se aplica a los nodos de preaceleración o aceleración. El rayo de electrones se concentra en los electrodos para fluir a través de las placas de deflexión como horizontal y vertical y se suministra a la lámpara fluorescente.

Los ánodos como aceleración y preaceleración están conectados a 1500v y el electrodo de enfoque se puede conectar a 500v. El rayo de electrones se puede enfocar usando dos técnicas como el enfoque electrostático y electromagnético. Aquí, un osciloscopio de rayos catódicos utiliza un tubo de enfoque electrostático.

Placa deflectora

Una vez que el rayo de electrones sale del cañón de electrones, este rayo pasará a través de los dos conjuntos de la placa deflectora. Este conjunto generará la desviación vertical que se conoce como placa de desviación vertical de la placa en Y, de otro modo. El conjunto de la placa se utiliza para una deflexión horizontal que se conoce como deflexión horizontal de la placa X.

Pantalla fluorescente de CRT

En el CRT, la cara frontal se conoce como la placa frontal. En el caso de la pantalla CRT, es plana y su tamaño es de aproximadamente 100 mm × 100 mm. La pantalla CRT está algo doblada para pantallas más grandes y la formación de la placa frontal se puede hacer presionando el vidrio fundido en una forma y luego calentándolo.

La cara interior de la placa frontal está cubierta con cristal de fósforo para cambiar la energía de eléctrica a luminosa. Una vez que un rayo electrónico golpea el cristal de fósforo, el nivel de energía se puede mejorar y, por lo tanto, se genera luz a lo largo de la cristalización de fósforo, por lo que esta ocurrencia se conoce como fluorescencia.

Sobre de vidrio

Es una forma de construcción cónica extremadamente evacuada. Las caras interiores del CRT entre el cuello y la pantalla están cubiertas a través del aquadag. Este es un material conductor que actúa como un electrodo de alto voltaje. La superficie del revestimiento está conectada eléctricamente hacia el ánodo de aceleración para ayudar a que el electrón sea el centro.

Trabajo de CRO

El siguiente diagrama de circuito muestra el circuito básico de un osciloscopio de rayos catódicos . En esto, discutiremos partes importantes del osciloscopio.

Trabajo de CRO

Trabajo de CRO

Sistema de deflexión vertical

La función principal de este amplificador es amplificar la señal débil para que la señal amplificada pueda producir la señal deseada. Para examinar las señales de entrada se penetran hasta las placas de deflexión vertical a través del atenuador de entrada y el número de etapas del amplificador.

Sistema de deflexión horizontal

El sistema vertical y horizontal consta de amplificadores horizontales para amplificar las señales de entrada débiles, pero es diferente del sistema de deflexión vertical. Las placas de deflexión horizontales son penetradas por un voltaje de barrido que proporciona una base de tiempo. Al ver el diagrama del circuito, el generador de barrido de dientes de sierra es activado por el amplificador sincronizador mientras que el selector de barrido cambia a la posición interna. Entonces, el generador de dientes de sierra de gatillo da la entrada al amplificador horizontal siguiendo el mecanismo. Aquí discutiremos los cuatro tipos de barridos.

Barrido recurrente

Como el propio nombre dice que el diente de sierra es respectivo, es decir, un nuevo barrido se inicia de manera inmodesta al final del barrido anterior.

Barrido activado

A veces, se debe observar la forma de onda para que no se pueda predecir, por lo que se desea que el circuito de barrido permanezca inoperativo y que el barrido se inicie con la forma de onda bajo examen. En estos casos, usaremos el barrido disparado.

Barrido impulsado

En general, el barrido del variador se utiliza cuando el barrido está funcionando libremente pero es activado por la señal bajo prueba.

Barrido de dientes sin sierra

Este barrido se usa para encontrar la diferencia entre los dos voltajes. Al usar el barrido sin dientes de sierra, podemos comparar la frecuencia de los voltajes de entrada.

Sincronización

La sincronización se realiza para producir un patrón estacionario. La sincronización es entre el barrido y la señal debe medir. Hay algunas fuentes de sincronización que pueden seleccionarse con el selector de sincronización. Que se comentan a continuación.

Interno

En esto, la señal es medida por el amplificador vertical y el disparador se abstiene por la señal.

Externo

En el disparador externo, el disparador externo debe estar presente.

Línea

El disparador de línea es producido por la fuente de alimentación.

Modulación de intensidad

Esta modulación se produce insertando la señal entre el suelo y el cátodo. Esta causas de modulación iluminando la pantalla.

Control de posicionamiento

Aplicando la pequeña fuente de voltaje directo interno independiente a las placas detectoras a través del potenciómetro se puede controlar la posición y también podemos controlar la posición de la señal.

Control de intensidad

La intensidad tiene una diferencia al cambiar el potencial de la rejilla con respecto al cátodo.

Mediciones de cantidades eléctricas

Las mediciones de cantidades eléctricas utilizando CRO se pueden realizar como amplitud, período de tiempo y frecuencia.

  • Medida de amplitud
  • Medición del período de tiempo
  • Medida de frecuencia

Medida de amplitud

Las pantallas como CRO se utilizan para exhibir la señal de voltaje como una función de tiempo en su pantalla. La amplitud de esta señal es estable, sin embargo, podemos cambiar el número de particiones que cubren la señal de voltaje en forma vertical cambiando el botón de voltio / división en la parte superior de la placa CRO. Entonces, adquiriremos la amplitud de la señal, que está en la pantalla CRO con la ayuda de la siguiente fórmula.

A = j * nv

Dónde,

'A' es la amplitud

'J' es el valor de voltio / división

'Nv' es el no. de particiones que tapan la señal de forma vertical.

Medición del período de tiempo

CRO muestra la señal de voltaje en función del tiempo en su pantalla. El período de tiempo de esa señal de voltaje periódica es constante, pero podemos variar el número de divisiones que cubren un ciclo completo de la señal de voltaje en la dirección horizontal variando la perilla de tiempo / división en el panel CRO.

Por lo tanto, obtendremos el período de tiempo de la señal, que está presente en la pantalla de CRO utilizando la siguiente fórmula.

T = k * nh

Dónde,

'T' es el período de tiempo

'J' es el valor de tiempo / división

'Nv' es el número de particiones que cubren un ciclo completo de la señal periódica dentro de la forma horizontal.

Medida de frecuencia

En la pantalla CRO, la medición de mosaico y frecuencia se puede hacer de manera muy simple a través de la escala horizontal. Si desea asegurarse de la precisión al medir una frecuencia, esto ayuda a mejorar el área de la señal en su pantalla CRO para que podamos convertir la forma de onda de manera más simple.

Inicialmente, el tiempo se puede medir con la ayuda de la escala horizontal en el CRO y contando el número de particiones planas desde un extremo de la señal al otro donde cruza la línea plana. Después de eso, podemos desarrollar el número de particiones planas a través del tiempo o división para descubrir el período de tiempo de la señal. Matemáticamente, la medición de la frecuencia se puede significar como frecuencia = 1 / período.

f = 1 / T

Controles básicos de CRO

Los controles básicos de CRO incluyen principalmente posición, brillo, enfoque, astigmatismo, blanking y calibración.

Posición

En el osciloscopio, la perilla de control de posición se utiliza principalmente para controlar la posición del punto intenso desde el lado izquierdo al derecho. Al regular la perilla, uno puede simplemente controlar el punto desde el lado izquierdo al lado derecho.

Brillo

El brillo del rayo depende principalmente de la intensidad del electrón. Las rejillas de control son responsables de la intensidad de los electrones dentro del rayo de electrones. Por lo tanto, el voltaje de la red se puede controlar ajustando el brillo del rayo de electrones.

Atención

El control de enfoque se puede lograr regulando el voltaje aplicado hacia el ánodo central del CRO. El medio y otros ánodos en la región pueden formar la lente electrostática. Por lo tanto, la longitud principal de la lente se puede cambiar controlando el voltaje a través del ánodo central.

Astigmatismo

En CRO, este es un control de enfoque adicional y es análogo al astigmatismo dentro de las lentes ópticas. Un rayo que se enfoca en el medio del monitor se desenfocaría en los bordes de la pantalla ya que las longitudes de las rutas de los electrones son diferentes para el centro y los bordes.

Circuito de supresión

El generador de base de tiempo presente en el osciloscopio generó el voltaje de supresión.

Circuito de calibración

Se necesita un oscilador para realizar la calibración dentro de un osciloscopio. Sin embargo, el oscilador que se utilice debería generar una forma de onda cuadrada para el voltaje preestablecido.

Aplicaciones

  • Los CRO se utilizan en grandes aplicaciones como estaciones de radio para observar las propiedades de transmisión y recepción de la señal.
  • El CRO se usa para medir voltaje, corriente, frecuencia, inductancia, admitancia, resistencia y factor de potencia.
  • Este dispositivo también se utiliza para verificar las características de los circuitos AM y FM.
  • Este dispositivo se utiliza para monitorear las propiedades de la señal, así como las características y también controla las señales analógicas.
  • El CRO se utiliza a través del circuito de resonancia para ver la forma de la señal, el ancho de banda, etc.
  • La forma de onda de voltaje y corriente puede ser observada por CRO, lo que ayuda a tomar la decisión necesaria en una estación de radio o estación de comunicación.
  • Se utiliza en laboratorios con fines de investigación. Una vez que los investigadores diseñan un nuevo circuito, utilizan CRO para verificar las formas de onda de voltaje y corriente de cada elemento del circuito.
  • Se utiliza para comparar fase y frecuencia.
  • Se utiliza en TV, Radar y análisis de presión del motor.
  • Para comprobar las reacciones nerviosas y de los latidos del corazón.
  • En el ciclo de histéresis, se usa para encontrar curvas BH
  • Se pueden rastrear curvas de transistores.

Ventajas

los ventajas de CRO Incluya lo siguiente.

  • Costo y cronograma
  • Requisitos de formación
  • Consistencia y calidad
  • Eficiencia de tiempo
  • Pericia y experiencia
  • Capacidad de resolución de problemas
  • Sin complicaciones
  • Garantía de cumplimiento normativo
  • Medida de voltaje
  • Medida de corriente
  • Examen de la forma de onda
  • Medida de fase y frecuencia.

Desventajas

los desventajas de CRO Incluya lo siguiente.

  • Estos osciloscopios son caros en comparación con otros dispositivos de medición como los multímetros.
  • Son complicados de reparar una vez que se dañan.
  • Estos dispositivos necesitan un aislamiento completo
  • Son enormes, pesados ​​y consumen más energía.
  • Muchos terminales de control

Usos de CRO

En el laboratorio, el CRO se puede utilizar como

  • Puede mostrar diferentes tipos de formas de onda.
  • Puede medir el intervalo de tiempo corto
  • En voltímetro, puede medir la diferencia de potencial

En este artículo, hemos discutido el trabajo de CRO y su aplicación. Al leer este artículo, conocerá algunos conocimientos básicos sobre el funcionamiento y las aplicaciones del CRO. Si tiene alguna consulta sobre este artículo o para implementar los proyectos ECE & EEE , por favor comente en la siguiente sección. Aquí está la pregunta para usted, ¿cuáles son las funciones del CRO?

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