ออสซิลโลสโคป

ออสซิลโลสโคป (อังกฤษ: cathode ray oscilloscope, ย่อ: CRO) เป็นเครื่องมือวัดสัญญาณไฟฟ้า แสดงผลออกมาเป็นกราฟ ซึ่งจะแสดงผลผ่านหลอดภาพที่ฉาบด้วยฟอสเฟอร์ ออสซิลโลสโคปใช้สำหรับวัดค่าแรงดันของไฟฟ้า การวัดความถี่ วัดเฟสของสัญญาณ และใช้สำหรับการวัดแรงดันและคาบเวลา

Oscilloscope sine square

หลักการทำงานของออสซิลโลสโคป

ออสซิลโลสโคปใช้หลักการในการเบี่ยงเบนไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วย แคโทด ที่ปลายข้างหนึ่ง เพื่อยิง อิเล็กตรอน ที่ยังปลายอีกข้าง เมื่อเครื่องออสซิลโลสโคปรับสัญญาณ ก็จะเร่งการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเพื่อแสดงผลของสัญญาณที่ได้รับ

ออสซิลโลสโคปกับการใช้ในงานต่างๆ

เครื่องออสซิลโลสโคปสามารถนำมาใช้ในการวัดสัญญาณต่างๆได้มากมาย ใช้ในการวัดไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ วัดความถี่ของสัญญาณ หรือใช้ในการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ว่าเสียหรือไม่ สามารถตรวจสอบได้ที่หน้าจอแสดงผลสัญญาณ

ส่วนประกอบของออสซิลโลสโคป

1. Cathode ray tube, or CRTหลอดรังสี CathodeหรือCRT จะถูกฉาบด้วยสารเรืองแสง หลักการทำงานก็คือเมื่อมีอิเล็กตรอนวิ่งกระทบกับจุดใดจุดหนึ่ง ก็จะทำให้เกิดเป็นภาพสัญญาณ
2. Vecital amplifier ทำหน้าที่ขยายสัญญาณให้มีความแรงยิ่งขึ้น
3. Delay line มีหน้าที่หน่วงสัญญาณอินพุตในแนวตั้งก่อนที่จะป้อนเข้าแผ่นเพลตบ่ายเบนทางแนวตั้ง
4. Time base generator ทำหน้าที่ควบคุมคลื่นฟันเลื่อยก่อนป้อนข้อมูลให้กับสัญญาณทางแนวนอน
5. Horizontal amplifier ทำหน้าที่ขยายสัญญาณรูปฟันเลื่อยก่อนป้อนข้อมูลผ่านทางแผ่นเพลตบ่ายเบนทางแนวนอน
6. Trigger circuit ทำหน้าที่ให้สัญญาณแนวนอนและสัญญาณแนวตั้งทำงานพร้อมกัน โดยรับสัญญาณมาจากภาคขยายแนวตั้งทำเป็นสัญญาณพัลส์ไปควบคุมรูปคลื่นฟันเลื่อยของภาคกำเนิดฐานเวลาให้มีความถี่ที่ถูกต้อง
7. Power supply ทำหน้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับเครื่องออสซิลโลสโคป

หลักการเกิดภาพบนจอออสซิลโลสโคป

แบ่งหลักการทำงานออกเป็น 2 ภาค คือ

1. การบ่ายเบนสัญญาณทางแนวตั้ง (Vertical deflection) เมื่อป้อนข้อมูลสัญญาณไฟฟ้า ข้อมูลจะถูกส่งไปยังวงจรลดทอนสัญญาณ ทำให้มีสัญญาณเล็กลง จากนั้นจึงส่งไปยังวงจรขยาย ผ่านไปยังแผ่นเพลต บ่ายเบนทางแนวตั้งเพื่อสร้างการเบี่ยงเบนอิเล็กตรอนในแนวตั้ง
2. การบ่ายเบนสัญญาณทางแนวนอน (Horizontal deflection) Time base generator จะผลิตสัญญาณรูปฟันเลื่อย สัญญาณจะถูกป้อนไปยังแผ่นเบี่ยงเบนแนวนอน ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของอิเล็กตรอนในแนวนอน

หลอดรังสีแคโทด

เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แสดงค่ารูปร่างของสัญญาณที่วัดได้บนหน้าจอ ซึ่งปัจจุบันนิยมใช้จอ LCD

ส่วนประกอบภายในหลอด CRT แบ่งได้เป็น 4 ส่วน คือ

1. ชุดปืนอิเล็กตรอน (Electron gun assembly) ภายในประกอบด้วยแคโทดและกริด แคโทดทำหน้าที่ตัวยิงอิเล็กตรอนไปยังจอภาพ และกริดเป็นตัวควบคุมการจ่ายอิเล็กตรอน และมีแอโนดเป็นตัวรับอิเล็กตรอนจะสามารถวิ่งผ่านรูเล็กๆ นี้ได้
2. ชุดแผ่นเพลตบ่ายเบน (Deflection plate assembly) ประกอบด้วยแผ่นเพลตโลหะ 2 แผ่น ทั้งแนวตั้งและแนวนอน เมื่ออิเล็กตรอนถูกเร่งความเร็วเข้ามาที่แผ่นเพลตนี้ จะทำให้เกิดแรงกระทำต่ออิเล็กตรอน
3. จอภาพเรืองแสง (Fluorescent screen) จะถูกฉาบด้วยสารเรืองแสงจำพวกฟอสเฟอร์ (Phospher)เมื่อได้รับการกระตุ้นจากอิเล็กตรอน จะทำให้เกิดการปล่อยแสงออกมา
4. ตัวหลอดแก้วและขั้วหลอด แบ่งตามจำนวนของลำแสงอิเล็กตรอนภายในหลอดแบ่งออกเป็น 3 ประเภท

4.1 ลำแสงเดียว (Single-beam)

4.2 ลำแสงคู่ (Dual-beam)

4.3 หลายลำแสง (Multi-beam)

อ้างอิง

• Rmutphysics. ๒๕๕๗. ออสซิสโลสโคป (ออนไลน์).

http://www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/labphysics2/meter/GATE.html.

http://icelectronic.com/beginner/study/cro.htm

http://www.ps-thai.com/numred/scope_2.htm

https://sites.google.com/site/kheruxngmuxthangchang/bth-thi-2-wexr-neiy-khar-lip-pexr/prawati-swn-tawphu-cad-tha

สืบค้น ๒๑ กันยายน ๒๕๕๗.^{[ต้องการแหล่งอ้างอิงดีกว่านี้]}