ऑसिलोस्कोप-आधारित सिग्नल जनरेटर और ब्रॉडबैंड रडार सिग्नल का उपयोग
ऑसिलोस्कोप कैसे काम करता है?
ऑसिलोस्कोप एक इलेक्ट्रॉनिक मापक यंत्र है जो इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप ट्यूब की विशेषताओं का उपयोग करके वैकल्पिक विद्युत संकेतों को परिवर्तित करता है जिन्हें मानव आंख द्वारा सीधे नहीं देखा जा सकता है और उन्हें माप के लिए फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर प्रदर्शित करता है। यह डिजिटल सर्किट प्रायोगिक घटनाओं को देखने, प्रयोगों में समस्याओं का विश्लेषण करने और प्रयोगात्मक परिणामों को मापने के लिए एक अपरिहार्य और महत्वपूर्ण उपकरण है। ऑसिलोस्कोप में एक ऑसिलोस्कोप ट्यूब और बिजली आपूर्ति प्रणाली, सिंक्रोनाइज़ेशन सिस्टम, एक्स-अक्ष विक्षेपण प्रणाली, वाई-अक्ष विक्षेपण प्रणाली, देरी स्कैनिंग प्रणाली और मानक सिग्नल स्रोत शामिल हैं।
1. ऑसिलोस्कोप ट्यूब
कैथोड रे ट्यूब (CRT), जिसे ऑसिलोस्कोप ट्यूब कहा जाता है, ऑसिलोस्कोप का मुख्य भाग है। यह विद्युत संकेतों को प्रकाश संकेतों में परिवर्तित करता है। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, इलेक्ट्रॉन गन, विक्षेपण प्रणाली और फॉस्फोर स्क्रीन को एक पूर्ण ऑसिलोस्कोप ट्यूब बनाने के लिए वैक्यूम ग्लास शेल में सील कर दिया जाता है।
(1) फ्लोरोसेंट स्क्रीन
आजकल की ऑसिलोस्कोप ट्यूब स्क्रीन आम तौर पर आयताकार विमान होती हैं, जिसमें फ्लोरोसेंट फिल्म बनाने के लिए आंतरिक सतह पर फॉस्फोरसेंट सामग्री की एक परत जमा होती है। वाष्पित एल्यूमीनियम फिल्म की एक परत अक्सर फ्लोरोसेंट फिल्म में जोड़ी जाती है। उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉन एल्यूमीनियम फिल्म से गुजरते हैं और चमकीले धब्बे बनाने के लिए फॉस्फोर से टकराते हैं। एल्यूमीनियम फिल्म में आंतरिक परावर्तन होता है, जो चमकीले धब्बों की चमक को बेहतर बनाने के लिए फायदेमंद होता है। एल्यूमीनियम फिल्म में गर्मी अपव्यय जैसे अन्य कार्य भी होते हैं।
जब इलेक्ट्रॉन बमबारी बंद हो जाती है, तो चमकीला स्थान तुरंत गायब नहीं हो सकता है, लेकिन कुछ समय तक बना रहना चाहिए। किसी चमकीली जगह की चमक को उसके मूल मूल्य के 10% तक गिरने में लगने वाले समय को "आफ्टरग्लो टाइम" कहा जाता है। 10μs से कम समय के बाद की चमक को बहुत छोटा आफ्टरग्लो कहा जाता है, 10μs-1ms को छोटा आफ्टरग्लो, 1ms-0.1s को मध्यम आफ्टरग्लो, 0.1s-1s को लंबा आफ्टरग्लो और 1s से अधिक को बहुत लंबा आफ्टरग्लो कहा जाता है। आम तौर पर, ऑसिलोस्कोप मध्यम दृढ़ता वाले ऑसिलोस्कोप ट्यूब से लैस होते हैं, उच्च आवृत्ति वाले ऑसिलोस्कोप कम दृढ़ता का उपयोग करते हैं, और कम आवृत्ति वाले ऑसिलोस्कोप लंबी दृढ़ता का उपयोग करते हैं।
(2) इलेक्ट्रॉन गन और फोकस
इलेक्ट्रॉन गन में फिलामेंट (F), कैथोड (K), ग्रिड (G1), फ्रंट एक्सेलेरेटिंग इलेक्ट्रोड (G2) (या दूसरा ग्रिड), पहला एनोड (A1) और दूसरा एनोड (A2) शामिल होता है। इसका कार्य इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करना और एक बहुत पतली, उच्च गति वाली इलेक्ट्रॉन किरण बनाना है। कैथोड को गर्म करने के लिए फिलामेंट को सक्रिय किया जाता है, और कैथोड गर्म होने पर इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है।
ग्रिड एक धातु का सिलेंडर है जिसके शीर्ष पर एक छोटा छेद होता है, जिसे कैथोड के बाहर रखा जाता है। चूँकि गेट की क्षमता कैथोड से कम होती है, इसलिए यह कैथोड द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों को नियंत्रित करता है। आम तौर पर, केवल एक छोटी संख्या में इलेक्ट्रॉन ही गेट के छिद्रों से गुजर सकते हैं और एनोड वोल्टेज की क्रिया के तहत फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर जा सकते हैं। छोटे प्रारंभिक वेग वाले इलेक्ट्रॉन फिर भी कैथोड में वापस आ जाते हैं।
यदि गेट विभव बहुत कम है, तो सभी इलेक्ट्रॉन कैथोड में वापस लौट जाते हैं, अर्थात ट्यूब बंद हो जाती है। सर्किट में W1 पोटेंशियोमीटर को समायोजित करने से गेट विभव को बदला जा सकता है और फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर इलेक्ट्रॉन प्रवाह के घनत्व को नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे चमकीले स्थान की चमक को समायोजित किया जा सकता है। पहला एनोड, दूसरा एनोड और फ्रंट एक्सेलेरेटिंग इलेक्ट्रोड कैथोड के समान अक्ष पर तीन धातु सिलेंडर हैं। फ्रंट एक्सेलेरेटिंग पोल G2 A2 से जुड़ा हुआ है, और लागू विभव A1 से अधिक है। G2 की सकारात्मक क्षमता कैथोड से फ्लोरोसेंट स्क्रीन की ओर इलेक्ट्रॉनों को त्वरित करती है।
जैसे ही इलेक्ट्रॉन किरण कैथोड से फॉस्फोर स्क्रीन तक जाती है, यह दो फोकसिंग प्रक्रियाओं से गुजरती है। पहला फोकसिंग K, G1 और G2 द्वारा पूरा किया जाता है। K, K, G1 और G2 को ऑसिलोस्कोप ट्यूब का पहला इलेक्ट्रॉनिक लेंस कहा जाता है। दूसरा फोकसिंग G2, A1 और A2 क्षेत्रों में होता है। दूसरे एनोड A2 के विभव को समायोजित करने से इलेक्ट्रॉन किरण फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर एक बिंदु पर अभिसरित हो सकती है। यह दूसरा फोकसिंग है। A1 पर वोल्टेज को फोकसिंग वोल्टेज कहा जाता है, और A1 को फोकसिंग पोल भी कहा जाता है। कभी-कभी A1 के वोल्टेज को समायोजित करने से भी अच्छी फोकसिंग प्राप्त नहीं हो पाती है, और दूसरे एनोड A2 के वोल्टेज को ठीक करने की आवश्यकता होती है। A2 को सहायक फोकसिंग इलेक्ट्रोड भी कहा जाता है।
(3) विक्षेपण प्रणाली
विक्षेपण प्रणाली इलेक्ट्रॉन बीम की दिशा को नियंत्रित करती है ताकि फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर प्रकाश बिंदु बाहरी सिग्नल के साथ बदल जाए ताकि मापा सिग्नल के तरंगरूप को दर्शाया जा सके। चित्र 8.1 में, परस्पर लंबवत विक्षेपण प्लेटों Y1, Y2 और Xl, X2 के दो जोड़े एक विक्षेपण प्रणाली बनाते हैं। Y-अक्ष विक्षेपण प्लेट सामने की ओर है और X-अक्ष विक्षेपण प्लेट पीछे की ओर है, इसलिए Y-अक्ष संवेदनशीलता उच्च है (मापा गया सिग्नल प्रसंस्करण के बाद Y-अक्ष में जोड़ा जाता है)। वोल्टेज को क्रमशः विक्षेपण प्लेटों के दो जोड़ों पर लागू किया जाता है, ताकि विक्षेपण प्लेटों के दो जोड़ों के बीच एक विद्युत क्षेत्र का निर्माण हो, जो क्रमशः ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज दिशाओं में इलेक्ट्रॉन बीम के विक्षेपण को नियंत्रित करता है।
