Bộ dịch chuyển tia điện tử

Bộ dịch chuyển tia điện tử hay dao động đồ trên màn theo trục X và Y đ†ợc thực hiện bằng cách biến đổi điện áp một chiều đặt giữa hai phiến của một cặp phiến lệch.

Về mạch điện cấu tạo thì có nhiều cách khác nhau. Có dao động ký thực hiện bằng cách biến đổi điện áp một chiều cung cấp cho tầng khuếch đại đẩy kéo cuối của bộ khuếch đại Y hay X. Vì điện áp này là đối xứng đối với đất, nên tại một phiến có gia tăng d†ơng thì phiến kia lại có trị số giảm âm.

Hình 3-17 là ví dụ một loại mạch để dịch chuyển tia điện tử. Mạch này có hai biến trở thống nhất điều chỉnh R₁ và trên R_2.

Khi điều chỉnh biến trở thị điện thế tại hai phiến biến thiên thì điện thế tại hai phiến biến thiên hơn kém nhau một l†ợng điện áp bằng hai lần 'U là điện áp biến thiên trên R₁ và trên R₂. Với loại này thì có độ dịch chuyển tia điện tử nhạy gấp đôi so với loại dùng một biến trở.

Hình 3-17

3.3 Công dụng của Dao Động ký (ô-xi-lô)

Dao động ký không chỉ là một thiết bị để quan sát dạng của tín hiệu cần nghiên cứu, mà nó còn dùng để đo l†ờng các thông số đặc tính (thông số c†ờng độ và thời gian) của tín hiệu. Ví dụ nh† có thể đo biên độ, đo tần số, đo di pha, đo khoảng thời gian, đo hệ số điều chế...

Các ph†ơng pháp đo l†ờng bằng dao động ký đ†ợc dùng rất thông dụng, vì phép đo th†ờng đơn giản, thực hiện dễ dàng và cũng khá chính xác. Kỹ thuật đo l†ờng bằng dao động ký càng ngày càng đ†ợc phong phú thêm theo những yêu cầu đo l†ờng mới của kỹ thuật điện tử, và đã đóng một vai trò quan trọng (ở đây, ta chỉ xét tới những ph†ơng pháp đo cơ bản mà ch†a đề cập tới ở các ch†ơng khác).

3.3.1 Đo biên độ của điện áp tín hiệu

Đo biên độ điện áp có thể thực hiện bằng cách so sánh dao động đồ của điện áp cần đo với dao động đồ của một điện áp chuẩn đã biết trị số. Cách thực hiện đo nh† hình 3-18, ở đây biên độ của điện áp tín hiệu cần đo (hình 3-18b) đ†ợc so sánh với biên độ của tín hiệu điện áp chuẩn (hình 3-18a) bằng kích th†ớc dao động đồ của chúng trên màn hiện sóng có kẻ ô ly.

Phép đo biên độ điện áp bằng dao động ký tuy có độ chính xác không thật cao nh†ng nó có †u điểm là vừa quan sát đ†ợc dạng lại vừa định l†ợng đ†ợc nhanh chóng trị số biên độ của tín hiệu cần nghiên cứu. Nó càng có †u điểm khi đo biên độ của tín hiệu có dạng bất kỳ, khác với dạng của hình sin và th†ờng khó có thể đo đ†ợc bằng vôn-mét.

Hình 3-18

Để nâng cao độ chính xác của phép đo, ng†ời ta th†ờng dùng một bộ điện áp chuẩn là bộ tạo dao động tần số thấp có biên độ ổn định.

Cách đo tiến hành nh† sau: đầu tiên, đo chiều dài của dao động đồ l_x của tín hiệu điện áp nghiên cứu bằng trị số độ dài hình học của các ô kẻ ly trên màn dao động ký.

Sau đó, thay điện áp cần nghiên cứu bằng điện áp có dạng hình sin của bộ tạo dao động điện áp chuẩn, mà tần số của bộ dao động này bằng tần số cơ bản của tín hiệu nghiên cứu. Sở dĩ nh† vậy, để tín hiệu của bộ tạo dao động điện áp chuẩn có cùng một dải tần phổ gần nh† của tín hiệu nghiên cứu cần đo biên độ. Đo độ dài dao động đồ l_ch của tín hiệu điện áp hình sin chuẩn. Khoảng l_ch đ†ợc tính từ đỉnh cực đại đến đỉnh cực tiểu của điện áp. Dùng một vôn-mét để đo U_ch của điện áp tín hiệu chuẩn. Vì ta có quan hệ giữa U_mx và l_x cũng nh† 2 2U_ch và l_ch nên ta có:

ch x ch

mx U

U l

2 l

2 (6)

Để tính sai số của phép đo này, thì dùng cách tính sai số của phép đo gián tiếp.

Trong đó, sai số t†ơng đối cực đại là:

(7)

2 t 2 t 2 ch 2

x m m _x m_ch

m

Trong công thức (7):

m_ch là sai số t†ơng đối cực đại của vôn-mét

tx

m là sai số t†ơng đối cực đại khi đo độ dài dao động đồ của điện áp cần đo.

tch

m là sai số t†ơng đối khi đo độ dài dao động đồ của điện áp hình sin chuẩn.

Muốn cho và

tx

m mtch bé thì cần tạo dao động đồ có kích th†ớc lớn, và bề dày của tia điện tử (đ†ờng kính của điểm sáng trên màn) phải thật mảnh (nét). Trên thực tế, kích th†ớc của dao động đồ th†ờng lấy trong khoảng hai phần ba đ†ờng kính của màn.

Nếu lấy quá lớn thì khó hội tụ ở phần rìa của dao động đồ do đó có sai số sẽ lớn.

Để dễ đo, th†ờng điều chỉnh để có l_x=l_ch, và độ sáng đ†ợc điều chỉnh với mức độ vừa phải để đảm bảo tia điện tử có độ tiêu tụ tốt nhất.

Khi đó, các công thức (6) và (7) sẽ t†ơng đ†ơng với:

ch

mx 2 2U

U

Hình 3-19

2 1 2 ch 2

x m m

m

Nếu thực hiện đ†ợc chu đáo các b†ớc nói trên, thì độ chính xác của phép đo có thể đạt đ†ợc khá cao, và có thể so sánh đ†ợc với độ chính xác khi đo bằng vôn-mét.

Với một số dao động ký, điện áp của bộ phận chuẩn điện áp đ†ợc đo bằng vôn-mét lắp đặt ngay trong dao động ký. Với các dao động ký đơn giản thì không có vôn-mét, trị số của điện áp đ†ợc xác định trên thang độ của một điện trở biến đổi đ†ợc trực tiếp khắc độ bằng vôn hay đơn vị theo biểu đồ khắc độ.

Một loại mạch chuẩn biên độ đơn giản và thông dụng nh† hình 3-19. Nguyên lý làm việc của mạch này là: điện áp xoay chiều có tần số 50Hz lầy từ nguồn cung cấp, qua biến áp đ†a vào một đ†ờng chéo của cầu. Cầu gồm hai điện trở không đổi R và hai điện trở không đ†ờng thẳng R_Đ. R_Đ th†ờng dùng loại đèn điốt sáng công suất nhỏ; trị số của R_Đ nhỏ khoảng bằng nửa điện trở R. Vì vậy, trên đ†ờng chéo kia của cầu có thể lấy ra điện áp khoảng bé bằng một phần ba điện áp đ†a vào cầu. Điện áp ra lấy trên điện trở

R_K; nó là chiết áp và đ†ợc khắc độ. Điện trở không đ†ờng thẳng R_Đ dùng để ổn định điện áp trên R_K khi điện áp nguồn điện có thay đổi. Ví dụ, khi điện áp trên mạch cung cấp tăng, thì điện áp trên R_K cũng tăng lên hơn giá trị đã xác định. Song do tác dụng của các đèn, nên khi điện áp cung cấp cho mạch tăng thì dòng điện qua đèn cũng tăng, do đó nội trở của đèn tăng theo. Vì R_Đ<R nên tác dụng của việc tăng R_Đ dù bé, cũng làm cho cầu tiến nhanh về trạng thái cân bằng hơn. Do đó, điện áp trên R_K lại giảm đi. Sự giảm này bù lại đ†ợc cho sự tăng điện áp trên R_K do điện áp nguồn cung cấp tăng. (Khi điện áp trên nguồn cung cấp biến đổi khoảng 10% thì điện áp trên R_K sẽ biến đổi khoảng 3%).

3.3.2 Đặc tuyến vôn-ampe và đặc tuyến tần số