オシロスコープの表示原理

オシロスコープの表示原理

オシロスコープの原理によれば、一対の偏向板に直流電圧を印加すると、光点は蛍光スクリーン上で一定の変位を生じ、変位の大きさは印加された直流電圧に比例します。2つの直流電圧を2組の垂直偏向板と水平偏向板に同時に印加すると、蛍光スクリーン上の光点の位置は両方向の変位によって決まります。

一対の偏向板に正弦波交流電圧を印加すると、電圧の変化に応じて蛍光スクリーン上の光点が移動します。図 {{0}} を参照すると、垂直偏向板に正弦波交流電圧を印加すると、時刻 t =0 の瞬間に電圧が Vo（ゼロ値）になり、蛍光スクリーン上の光点の位置は座標原点 0 にあります。時刻 t =1 に、電圧が V1（正の値）になり、蛍光スクリーン上の光点は座標原点 0 の 1 点上にあり、変位は電圧 V1 に比例します。時刻 t =2 に、電圧が V2（最大の正の値）になり、蛍光スクリーン上の光点は座標原点 0 の 2 点上にあり、変位距離は電圧 V2 に比例します。 同様に、各瞬間の時刻 t=3、t=4、...、t=8 において、蛍光スクリーンの研磨点の位置はそれぞれ 3、4、...、8 時になります。交流電圧の 2 周期目、3 周期目... では、1 周期目の様子が繰り返されます。このとき垂直偏向板に印加される正弦波交流電圧の周波数が非常に低く、わずか 1Hz ～ 2Hz であれば、蛍光スクリーン上に上下に移動する光点が見られます。この光点の座標原点からの瞬間偏向値は、垂直偏向板に印加される電圧の瞬間値に比例します。垂直偏向板に印加される交流電圧の周波数が 10Hz ～ 20Hz を超えると、蛍光スクリーンの残光現象と人間の目の残像により、蛍光スクリーン上に見えるのは上下に移動する点ではなく、線です。垂直の明るい線です。 オシロスコープの垂直増幅ゲインが一定の場合、輝線の長さは正弦波交流電圧のピークツーピーク値によって決まります。水平偏向板に正弦波交流電圧を印加すると、光点が水平軸上で移動する点を除いて同様の状況が発生します。

一対の偏向板に時間の経過に伴って直線的に変化する電圧（例えば鋸波電圧）を印加すると、蛍光スクリーン上の光点はどのように移動するでしょうか？図 5-5 を参照すると、水平偏向板に鋸波電圧が印加されているとき、時刻 t=0 の瞬間に電圧が Vo（最大の負の値）であり、蛍光スクリーン上の光点は座標原点の左側（ゼロ点上）の開始位置にあり、変位距離は電圧 Vo に比例し、時刻 t=1 の瞬間に電圧が V1（負の値）であり、蛍光スクリーン上の光点は座標原点の左側 1 点にあり、変位距離は電圧 V1 に比例することが分かります。 同様に、各時点 t=2, t=3,...,t=8 において、蛍光スクリーン上の光点の対応する位置は点 2、3、...、8 です。時点 t=8 では、のこぎり波電圧が正の最大値 V8 から負の最大値 Vo にジャンプし、蛍光スクリーン上の光点は 8 時から左に非常に速く移動して開始位置のゼロ点になります。のこぎり波電圧が周期的である場合、最初のサイクルの状況はのこぎり波電圧の 2 番目のサイクル、3 番目のサイクルなどで繰り返されます。 このとき水平偏向板に印加される鋸歯状波電圧の周波数が非常に低く、わずか 1Hz ～ 2Hz の場合、蛍光スクリーン上の光点が左ゼロの開始位置から右 8 時まで一定の速度で移動し、その後、光点が再び右 8 時から左ゼロの開始位置まで非常に速く移動するのがわかります。このプロセスはスキャンと呼ばれます。水平軸に周期的な鋸歯状波電圧を印加すると、スキャンが何度も繰り返されます。開始位置のゼロ点からの光点の瞬間値は、偏向板に印加される電圧の瞬間値に比例します。偏向板に印加される鋸歯状波電圧の周波数が 10Hz ～ 20Hz を超えると、蛍光スクリーンの残光現象と人間の目の残像により、水平方向の輝線が見られます。水平方向の輝線の長さは、オシロスコープで測定されます。 水平増幅ゲインが一定である場合、それはのこぎり波電圧値に依存します。のこぎり波電圧値は時間変化に比例し、蛍光スクリーン上の光点の変位は電圧値に比例するため、蛍光スクリーン上の水平の明るい線はタイムラインを表すことができます。この明るい線上の任意の等しいセグメントは、等しい期間を表します。