Toshkent aloqa tehnologiyalari universiteti u. N. Karimova metrologiya va telekommunikatsiya tizimlarida o

6.2. Elektron-nurli ostsillografik trubkalar
Elektron ostsillografning asosiy elementi elektron-nurli trubka (ENT) bo’lib, u elektronlar manbai, tor elektron dastani shakllantiruvchi qurilma, dastani ikkita tekislikda og’dirish qurilmasi va lyuminestsentlovchi ekran­dan iborat (6.1-rasm). Qizdirilgan katod elektronlar manbai bo’ladi. Oksidlovchi katod 1 qizdirgich, modulyator 2 va tezlash­tiruvchi elektrod 3 bilan birga, katod bo’limini tashkil etadi. Bunday triod konstruktsiya faqat elektron dastani olishnigina emas, balki uni dastlabki fokuslash va inten­siv­ligini modulyatsiyalash imkonini ham beradi. Katod ni­kel tsilindrdan iborat bo’lib, uning tubiga bariy, stron­tsiy va shu kabilar. oksididan iborat aktiv massa qatlami sur­tilgan. Silindr ichida izolyatsiyalovchi qatlam bilan qop­langan volfram simdan o’ralgan spiral – qizdirish simi joylash­gan. Qizdirish ipi bo’ylab o’tadigan tok uni qiz­diradi. Tok nikelli tsilindrga uzatiladi va aktiv qatlamni qizdiradi, u erkin elektronlar manbai bo’lgan metallsimon bariyning atom qatlamini ajratadi. Katod berishi mumkin bo’lgan maksimal tok emissiyasi uning xaroratiga, aktiv qat­lam va yuza xossalariga bog’liq. Katodning shisha kolba ichida joylashishi 6.1-rasmda ko’rsatilgan.

Elektron nurning intensivligini boshqarish uchun katod yonida kichik tirqishli diskdan iborat modulyator 2 joylashadi. Modulyator tarqalayotgan elektron nurni chega­ralaydi. Katod va modulyator orasidagi potentsiallar ayirma­sini rostlash bilan modulyator tirqishi orqali vaqt birligi ichida o’tadigan elektronlar miqdorini o’zgartirish mum­kin. Modulyatorning etarlicha katta manfiy poten­tsialida (katodga nisbatan) elektron dastani to’liq berkitish mum­kin.
Elektron nurning ko’ndalang kesimini modulyator amal­ga oshiradigan chegaralanish ostsillogrammani shakllan­ti­rish uchun hali etarli bo’lmaydi. Elektron dastani yana fokus­lash ham kerak bo’ladi, uni yuqori musbat potentsiali elek­tronlarni tezlashtiradigan birinchi anod 3 va rostla­nuvchi potentsiali maydonni elektron dasta ingichka nurga aylana­digan qilib konfiguratsiyalaydigan fokuslovchi elektrod 3 amalga oshiradi.
Shakllangan elektron nur trubka o’qi bo’ylab harakatla­nib, ikki juft og’diruvchi plastinalar 5 va 6 yaratadigan og’diruvchi maydonga tushadi va lyuminestsentsiyalanuvchi ekran 8 ga etadi. Og’diruvchi plastinalarning eng sodda konstruk­tsiya­si yassi kondensatorga mos keladi, uning elektr maydoni kirishlariga berilgan tegishli kuchlanish bilan yaratiladi. Plastinalarning bir juftligi elektron nurni vertikal yo’nalishda, ikkinchi juftligi esa gorizontal yo’na­lishda og’dirish uchun xizmat qiladi. Elektr maydonlarning kuchlan­ganlik vektorlari o’zaro perpendikulyar bo’lishi kerak, bun­ga esa og’diruvchi plastinalarni tegishlicha joy­lash­tirish bilan erishiladi.

Elektron nurning elektr maydoni tomonidan og’di­rilish jarayoni 6.2-rasmda ko’rsatilgan. Elektron dastaning og’ishini boshqaruvchi U_og’ish kuchlanish chizma tekisligiga perpendikulyar joylashgan ikkita tekis parallel plasti­nalarga qo’yilgan. Plastinalar bir-biridan d masofaga aj­ra­tilgan, demak, elektr maydon kuchlanganligi E = U_kuchl/d, shu bilan birga maydon kuchlanganligi vektori y o’qqa parallel­dir. Dastlab elektronlar z o’qi bo’ylab harakatlanadi. Elektronlar elektron maydoni sohasiga tushib (a nuq­ta), o’qdan uzoqlasha boshlaydi. Elektronlarning elektr maydo­nidagi harakat tenglamalarining echimi a–b uchastka­dagi traektoriya parabolik ekanligini ko’rsatadi. b nuqtadan o’ngroqda elektronlar yana to’g’ri chiziqli harakatlanadi va ekranga s nuqtada etib, uni yorishtiradi. Shunday qilib, U_og’ish ta’siri ostida elektron nur ekran tekisligida markaz­dan h masofaga og’adi. U_og’ish ni o’zgartirish bilan ekrandagi yorug’ dog’ning vaziyatini o’zgartirish mumkin. Qutb, demak, E_u vektor yo’nalishi o’zgarganida nur 0 nuqtada pastda joy­lashadi. Og’ish o’lchami h ni bunday aniqlash mumkin:
, (6.1)
bu yerda L – plastinalar markazidan ekrangacha bo’lgan masofa; I – plastinalar orasidagi masofa; U_a2 – anoddagi katodga nisbatan kuchlanish.
(6.1) dan kelib chiqadiki, nurning ekranda og’ish o’l­chamli h va plastinalarga qo’yilgan U_og’ish orasida chiziqli bog’lanish mavjud. Bu muhimdir, chunki bu kattaliklar orasi­dagi chiziqli bog’liqlik ostsillogrammaning buzilmagan holda olish imkonini beradi. Shuni ham qayd etamizki, h va U_og’ish orasida qayd etilgan bu chiziqli bog’liqlik tekis ekranda o’rinli bo’ladi. Bu ekrandagi ostsillogramma o’lchami­ni o’lchashda, ostsillogrammani kuzatishda va uning fotosu­ratini olishda qulaylik yaratadi. Mazkur xossalar ostsillo­gra­fik trubkalarda asosan elektr usulida og’dirishdan foy­da­lanishga asos bo’ldi. Bundan tashqari, elektr usulida og’dirish ostsillogrammalarni signalning o’nlab megagerts bilan o’lchanadigan chastotalarda ham olish imkonini beradi. Afsuski, y nurning z o’qi bo’yicha katta og’ish burchagini ho­sil qilish imkonini bermaydi, bu esa kerakli h o’lchamga erishish uchun plastinalardan ekrangacha bo’lgan masofani oshirish zaruratiga olib keladi. Natijada, ekran diametri nisbatan kichik bo’lgani holda ostsillografik trubkalar katta uzunlikka ega bo’ladi.
(6.1) formula elektron-nurli trubkaning juda muhim parametri – og’ish bo’yicha sezgirligini aniqlashga imkon beradi:
. (6.2)
Bu kattalikning o’lchami – millimetr/volt, ya’ni nurni 1 mm ga og’dirish uchun plastinalarga qanday U_og’ish kuchlanish qo’yish kerakligini ko’rsatadi.
Og’ish bo’yicha sezgirlik qancha yuqori bo’lsa, ENT ni boshqarish shuncha engil bo’ladi. Odatda, ostsillografik trub­kalarda vertikal va gorizontal bo’yicha e_y va e_x sezgir­liklar turlichadir, bu plastinalardan ekrangacha bo’lgan masofa­lar turlicha yuzaga keladi. Ekranning yorug’­lanish yorqinligi ushbu munosabatdan aniqlanadi:
, (6.3)
bu yerda A – lyuminoforning kimyoviy tarkibiga bog’liq doimiylik; j – elektron nur tokining zichligi; U_a2 – tezlatuvchi kuchlanish; U₀ – lyuminofor yorug’lana boshlay­digan boshlang’ich kuchlanish; n – daraja ko’rsatkich, lyumi­nofor­ning turli tiplari uchun 1 dan 2,5 gacha o’zgaradi. (6.3) dan ko’ri­nib turibdiki, yorug’lanish yorqinligi o’zgarishini elektron dasta zichligini boshqarish modulyator potentsiali katodga nisbatan o’zgartirish bilan erishiladi.
ENT ni loyihalashda ekran lyuminoforiga katta e’tibor beriladi. Tezkor (yuqori chastotali) asboblarda lyuminofor katta tezlik bilan yorug’lanadigan ENT ga ega bo’lish zarur. Lyuminoforning yorug’lanish tezligi uning kimyoviy tarki­biga bog’liq, u kimyoviy sof moddalarda eng katta bo’lib, ifloslanganida kamayadi. Katta yorug’lanish tezligi nurn­ing yuqori tezligida ekranning etarlicha yorqin­ligini ta’min­laydi. Past chastotali signallarni kuzatish­da ekra­nning so’ng yorug’lanish vaqti – yorqinlik maksimal qiy­matidan 1% gacha pasayadigan vaqt muhim ahamiyatga ega. Ekranning so’ng yorug’­lanish vaqti uzunligi bo’yicha asbob­lar shartli ravishda besh guruhga bo’linadi: so’ng yorug’lanish vaqti juda qisqa (10^–5 s dan kam), qisqa (10^–6 s dan 10^–2 gacha); uzoq (10^–1 dan 16 s gacha); juda uzoq vaqtli (16 s dan ortiq).