Wie misst man mit dem Oszilloskop?

Das Auswerten von zeitlich veränderlichen elektrischen Größen ist nur mit dem Oszilloskop möglich. Wer sich mit der Bedienung von Oszilloskopen zur Messung zeitlich unterschiedlicher Größen auseinandersetzen muss, ist mit diesem Buch gut beraten. Es zeigt, was alles gemessen und vor allen Dingen wie es gemessen werden kann. Besonders hervorgehoben werden die verschiedenen Trigger- bzw. Synchronisierverfahren, deren richtige Auswahl für das Zustandekommen eines "stehenden Bildes" maßgebend ist. Große Aufmerksamkeit wird auch dem digitalen Speicheroszilloskop zuteil, dessen sichere Handhabung für jeden Elektroniker unabdingbar ist. Um das Gelernte zu vertiefen, enthält das Buch über 150 Messbeispiele und Übungen aus vielen Anwendungsbereichen der Elektronik.


Leseprobe:

2 Funktion und Einstellung der Elektronenstrahlröhre (S. 34-36)

Die Elektronenstrahlröhre wird für die Erzeugung und Ablenkung des sichtbaren Elektronenstrahles im Oszilloskop benötigt. Auf ihrer Funktion basiert die Arbeitsweise eines Oszilloskops. Daher soll auf ihren Aufbau und ihre Funktion etwas näher eingegangen werden.

2.1 Aufbau und Funktion der Elektronenstrahlröhre

Die Elektronenstrahlröhre ist in langjähriger Entwicklungsarbeit aus der Braunschen Röhre ( Katodenstrahlröhre) hervorgegangen. Tech nik, Bauart, Herstellung und Anwendung unterliegen der laufenden Weiterentwicklung, das Funktionsprinzip jedoch ist unverändert. Die Elektronenstrahlröhre , besteht aus einem zylindrischen Glaskolben, der sich zur Bildschirmseite pyramidenstumpfähnlich (bei Rechteckröhren) verjüngt. In diesem Glaskolben ist das z. T. kompliziert aufgebaute Elektrodensystem, auch einfach System genannt, untergebracht. Die Anschlüsse des Systems sind an Sockel stifte geführt, die die Verbindung mit den elektrischen Zuleitungen ermöglichen.

Die Ablenkanschlüsse sind in unmittelbarer Nähe der Ablenkplatten ( elektrostatische Ablenkung) angeordnet, damit Streufelder weder im System noch anderweitig Störungen hervorrufen können. Aus Isolationsgründen ist der Anodenanschluss ebenfalls getrennt nach außen geführt. Auf der Bildschirmseite der Röhre ist eine fl uoreszie rende Schicht aufgebracht, die durch den auftreffenden Elektronen strahl zur Lichtemission angeregt wird. Zur Erzeugung des Elektronenstrahls wird eine Katode benutzt, die bei Netzgeräten indirekt, bei batteriebetriebenen Oszilloskopen mei stens direkt geheizt wird. Die dem Steuergitter entsprechende Elek trode, der Wehnetz-Zylinder, wird als Steuergitter bezeichnet. Durch die Form seines Aufbaus kann nur ein Teil der emittierten Elektrodenwolke das System passieren.

Das Steuergitter ist zylindrisch aufgebaut und wie die anderen Elektroden, die den Elektronenstrahl bündeln, zentrisch zur Katode angeordnet. Somit ist eine Formung des Strahls, der wegen der gewünschten Abbildungsschärfe stark gebündelt auf dem Bildschirm auftreffen muss, erreicht. In der Mitte des Zylinders befi ndet sich eine kreisförmige Öffnung, durch die nicht alle emittierten Elektronen gelangen können. Indem man an das Steuergitter eine einstellbare Potenzialdifferenz legt, ist die Intensität des auftreffenden Strahls in gleichem Maße wie die Potenzialdifferenzänderung zu beeinfl ussen. Auf diese Weise ist die Helligkeitssteuerung (Intensität) des Bildes möglich.

Der erzeugte Elektronenstrahl wird durch die Ein wirkung der sich räumlich an das Steuergitter anschließenden Elektro den, der so genannten Elektrodenlinse oder Elektrodenoptik, weiter gebündelt und in seiner Konzentration durch entsprechende Potenzialveränderungen variiert. In dieser Anordnung von Beschleunigungs- und Linsenelektroden wird in deren Strahlraum ein zusätzliches Feld aufgebaut, das auf den Elektronenstrahl ähnlich wirkt wie eine Linsenoptik auf einen Licht strahl. Durch die unterschiedlichen Potenzialdifferenzen der verschiedenen Elektroden der Elektronenlinse bilden sich Linienfelder mit gleichen Potenzialen (Äquipotenziallinienfelder) aus, in denen der Strahl so geformt wird, dass er auf dem Bildschirm gebündelt ( fokussiert) auf tritt. Mit dem Fokus-Einsteller, der die an der Elektronenlinse liegende Spannung verändert, lässt sich das Bild auf maximale Schärfe einstellen. Räumlich hinter der Fokussiereinrichtung angeordnet, befi nden sich die Ablenkplattenpaare für die horizontale und vertikale Ablenkung des emittierten Elektronenstrahls.

Wenn an die Ablenkplattenpaare, die um 90° gegeneinander versetzt sind, Span nungen gelegt werden, bauen sich an den Platten elektrostatische Felder auf, die die gewünschte Ablenkung des Elektronenstrahls zur Folge haben. Somit ist es möglich, den vorher gebündelten Strahl an beliebige Punkte auf der Bildschirmfl äche zu dirigieren. Der Elektronenstrahl wird durch das positive Potenzial der Anoden spannung beschleunigt und kann daher die verschiedenen Linsen- und Ablenksysteme durchlaufen. Vom Röhrenkonzept her unterscheidet man nach der Art der Beschleunigung Elektronenstrahlröhren mit Beschleunigungs- und mit Nachbeschleunigungselektroden. Die erstgenannten beschleunigen den Elektronenstrahl, bevor er abgelenkt wird, beim zweiten Röhrenkonzept wird nach der Ablenkung beschleunigt.