المكونات الصندوقية للجهاز

File المخطط الصندوقي للإسيلسكوب.png المخطط الصندوقي للإسيلسكوب يسار



يستخدم الجهاز صمام أشعة المهبط (CRT) والذي يعتبر قلب الإسيلسكوب فهو الذي يولد الشعاع الإلكتروني ويعطي له السرعة العالية ويحرفه وذلك لخلق الصورة وإظهارها على الشاشة الفسفورية. ولإتمام هذه الأعمال فإنها تتطلب إشارات كهربائية وجهود عديدة. والتي يُزَود بها الجهاز بواسطة منبع قدرة مناسب. الجهد المنخفض مطلوب للمسخن الخاص بمدفع الإلكترون المتولد ثم تأتي الجهود العادية اللازمة لعملية التحكم في دوائره المختلفة.



وتثبت الألواح الأفقية والرأسية بين المدفع الإلكتروني والشاشة وذلك لكي تحرف الشعاع الإلكتروني طبقاً لإشارة الدخل. فيضرب الشعاع الإلكتروني الشاشة ويعطي نقطة مضيئة. هذه النقطة تحرف على الشاشة في الاتجاه الأفقي (المحور السيني) بمعدل زمني ثابت. ويتم ذلك بدائرة القاعدة الزمنية بالإسيلسكوب. وتدخل الإشارة المطلوب رؤيتها إلى ألواح الانحراف الرأسي من المكبر الرأسي. الذي يرفع قيمة إشارة الدخل إلى المستوى الذي يحرف الشعاع الإلكتروني بالصورة المطلوبة. وبالتالي فإن الشعاع الإلكتروني ينحرف في اتجاهين أفقياً على المحور السيني ورأسياً على المحور الصادي. ويُزَود الجهاز بدائرة اشعال لضبط الانحراف على المحورين بحيث يبدأ الانحراف على المحور السيني عند نفس النقطة لإشارة الدخل الرأسية في كل وقت بدأ فيه المسح.

صمام شعاع المهبط

طالع أيضاً أنبوب الأشعة المهبطية


Image CRT oscilloscope.png شكل توضيحي يظهر المكونات الداخلية لصمام شعاع كاثود المهبط ، وفي الصورة حسب الأرقام. (1) إلكترود جهد الانحراف ،(2) مدفع إلكتروني ، (3) شعاع إلكتروني، (4) ملف تركيز الشعاع الإلكتروني (5) شاشة فسفورية


ويُعرف اختصاراً (CRT) وهي حروف آوائل الكلمات (Cathode Ray Tube) بالعربية (صمام شعاع المهبط)



يتكون صمام شعاع المهبط أساساً من المدفع الإلكتروني لإنتاج سيل من الإلكترونات وكذلك مصعد كهربائي (أنود) للتسريع والتركيز وذلك لإنتاج شعاع ضيق وشديد التركيز من الإلكترونات. ويتكون من الألواح الأفقية والرأسية للتحكم في مسار الشعاع. وغلاف من الزجاج مفرغ. بالإضافة إلى شاشة فسفورية والتي تعطي نقط مضيئة عندما تضرب بشعاع إلكتروني عالي السرعة.

المدفع الإلكتروني

طالع أيضاً مدفع إلكتروني



يتكون المدفع الإلكتروني في الإسيلسكوب من مهبط يتم تسخينه بطريقة غير مباشرة، وشبكة تحكم تحيط بالمهبط، ومصعد تركيز، ومصعد تسريع. والوظيفة الفريدة لمكونات المدفع الإلكتروني هي إعطاء شعاع لإلكتروني مركز، والذي يتم تسريعه إلى الشاشة الفسفورية.



والمهبط (الكاثود) هو أسطوانة من النيكل مغطاة بغطاء مؤكسد. وينبعث منها العديد من الإلكترونيات عند التسخين. والسطح الباعث من الكاثود يجب أن يكون صغيراً قدر الإمكان، نظرياً نقطة، ومعدل الانبعاصات الإلكترونية (كثافة الشعاع الإلكتروني) تعتمد على تيار الكاثود، والذي يمكن التحكم فيه بشبكة التحكم مثل الصمامات المفرغة التقليدية.



وشبكة التحكم هي أسطوانة معدنية مغطاة في أحد أطرافها مع وجود ثقب صغير في الغطاء. ويكون جهد الشبكة سالب متغير (ve-)، وبالنسبة للمهبط وظيفتها تغيير الانبعاث الإلكتروني بحيث يتألق في نقطة تقابله مع الشاشة ووظيفة الثقب الصغير في الشبكة هو أن تمر الإلكترونات من خلاله ويتم تركيز الشعاع على طول محور الأنبوبة (الصمام)، ويخرج الشعاع من الثقب ويدخل مصعد ما قبل التسريع. والذي يأخذ شكل الأسطوانة المجوفة وجهد ذو مئات من الفولتات. ويكون موجباً(ve+) أكثر من الكاثود لكي يسرع الشعاع الإلكتروني في المجال الكهربائي. وسوف يتبعثر الشعاع الإلكتروني الآن بسبب اختلاف الطاقة ويعطي نقطة مضيئة ضعيفة وعريضة. ويتم تركيز هذا الشعاع على الشاشة بواسطة عدسات الكترواستاتيكية تتكون من اثنين أو أكثر من المصاعد الأسطوانية تسمى مصاعد التركيز. ومصعد التسريع منفصل عن مصعد ما قبل التسريع.



ومصاعد التركيز والتسريع يمكن أن تكون مفتوحة أو مغلقة في كلا الجانبين، وإذا تم تغطيتها فيجب أن يكون بها ثقوب في غطاء المصعد لتمر منها الإلكترونات ووظيفة هذه المصاعد هو التركيز والتوضيح للشعاع على الشاشة و أن تعجل من سرعة الإلكترونات، ويوجد فرق جهد بين هذين الإلكترودين حتى يتولد مجال كهربائي بينهما. وانتشار المجال الكهربائي يكون بسبب التنافر بين الخطزط الكهربائية فإذا رسمنا الخطوط متساوية الجهد، فإننا نجدها تنتفخ في منتصف المصعدين. وتتكون العدسات الالكترواستاتيكية من ثلاثة مصاعد.



File المدفع الإلكتروني في الاسيلسكوب.png المدفع الإلكتروني في الاسيلسكوب يسار


وكما نعرف أن الإلكترونات تتحرك في الإتجاه المعاكس لخطوط المجال الكهربائي وأن الأسطح المتساوية الجهد هي عمودية على خطوط المجال الكهربائي. وبالتالي فإن القوة المؤثرة على الإلكترون ستكون في اتجاه عمودي على السطح المتساوي الجهد. فتدخل الإلكترونات عند خط المنتصف للمصعدين لا تعاني من أي قوة، ولكن الإلكترونات البعيدة عن خط المنتصف تعاني قوة عمودية على اتجاه السطح المتساوي الجهد وتنحرف. وكما هو موضح في الشكل فالسطح المتساوي الجهد فيه إلكترون سرعته V1 وبزاوية heta_1 يدخل عمودي على السطح المتساوي الجهد ويعاني قوة في اتجاه عمودي على السطح وبالتالي فإن السرعة تزيد إلى V2. والقوة الواقعة على الإلكترون تكون في اتجاه عمودي على السطح وبالتالي فإن المركبة العمودية لسرعة الإلكترون (V1N)، أما المركبة المماسة للسرعة (V1T) تبقى كما هي.

ومن الشكل



V_ 1T V_1 sin heta_1

V_ 2T V_2 sin heta_2

ولكن V_ 1T V_ 2T

إذن V_1 sin heta_1 V_2 sin heta_2

أو أن frac V_2 V_1 frac sin heta_1 sin heta_2

ومن المعادلة السابقة من لواضح أن السطح المتساوي الجهد يعمل كعدسة مقعرة في البصريات. ولذلك يسمى نظام التوضيح والتركيز بالعدسات الكهرواستاتيكية.



وبسبب وضع المصعد المتوسط عند جهد منخفض، يمر الشعاع الإلكتروني القادم من الكاثود خلال العدسة المقعرة الكهرواستاتيكية الأولى ويميل إلى أن يصبح محاذياً لمحور CRT، وعندما يدخل إلى العدسة الكهرواستاتيكية الثانية تُشكل بين المصعدين المختلفي الجهود فإنها توضح وتركز على الشاشة الفسفورية. والبعد البؤري للعدسات الكهرواستاتيكية يمكن ضبطه وذلك بضبط جهد الأنود المتوسط بالنسبة للأنودين الآخرين وبالتالي يتم التوضيح والتركيز للشعاع الإلكتروني على الشاشة تماماً.

تجميع لوحة الانحراف

عندما يغادر الشعاع الإلكتروني المدفع الإلكتروني فإنه يمر خلال زوجين من ألواح الانحراف، ويُثبت أحد زوجي الألواح رأسياً ويحرف الشعاع أُفقياً، أي في اتجاه المحور السيني، ولذلك تسمى الألواح الأفقية أو ألواح المحور السيني (ألواح المحور X).



والزوجين الآخرين يثبتا أُفقياً ويحرف الشعاع الإلكتروني في الاتجاه الرأسي، أي في اتجاه المحور الصادي، وتسمى ألواح المحور الصادي (ألواح المحور Y). وهذه الألواح تحرف طبقاً لقيمة الجهد المسلط عليها. مثال ذلك إذا سُلط فرق جهد على مجموعة ألواح المحور الصادي فإن الشعاع سوف ينحرف إلى أعلى إذا كان اللوح العلوي (ve+)، وينحرف الشعاع إلى أسفل إذا كان اللوح السفلي (ve+). وكذلك بالنسبة لألواح المحور السيني عند تسليط فرق جهد عليها فإن الشعاع سوف ينحرف شمالاً أو يميناً طبقاً لما هو اللوح الموجب شمالاً أو يميناً



وعندما يسلط جهد جيبي متغير على ألواح المحور الصادي فإن الشعاع سوف يتحرك إلى أعلى أو أسفل طبقاً لتغير جهد الألواح. فإذا كان تردد التغير أكثر من 16 هيرتز (Hz) فإن الانحراف سوف يبقى خط رأسي عند منتصف الشاشة. وفي حالة تسليط الجهد الجيبي على ألواح المحور السيني، وكان تردد التغير أكثر من 16 هيرتز. فإن الانحراف سوف يكون خطاً أُفقياً وإذا سلط هذه الجهود على الألواح في نفس الوقت فإن الانحراف سوف يتناسب مع الجهد المسلط على زوجي الألواح.

انحراف الإلكترونات المتحركة في صمام الاسيلسكوب

File انحراف الإلكترونات في صمام الإسيلسكوب.png انحراف الإلكترونات في صمام الإسيلسكوب يسار


نحن نعرف القوة التي قابلها الإلكترون عندما وضع في مجال كهربائي منتظم وهذا هو الأساس في انحراف الشعاع الإلكتروني بسبب ألواح الانحراف.



نفرض أن إلكترون سرعته الابتدائية u متر ثانية ث . على المحور السيني عند النقطة 0 في الفرغ بين اللوحين B، A الذي طول كل منهما l متر والمسافة بينهما d متر. ونفرض أن فرق الجهد بينهما V فولت، وللتبسيط نفرض أن المجال الكهربائي منتظم ولا يمتد خارج أطراف الألواح.



سرعة الإلكترون على المحور لا تتغير وهي تساوي u حيث لا توجد قوة محورية. وبالتالي ليس هناك تسريع للإلكترون.



والفترة الزمنية التي يستغرقها الإلكترون بين اللوحين هي



t frac l u


وليس هناك سرعة ابتدائية على المحور الصادي، لكن هناك تسريع على المحور الصادي يعطى كالآتي



متر m / ثانية sec 2 a_y frac eE m frac e m frac V d

وسرعة الإلكترون على المحور الصادي بعد زمن قدرة t ثانية يُعطى كالآتي



V_y o + a_y t

V_y frac e m .frac l u frac V d

وبعد مغادرة الإلكترون لألواح الانحراف. فإنه يسير في خط مستقيم حيث لا يؤثر عليها مجال. وإذا مدّ هذا الخط إلى الخلف فإنه سوف يقطع المحور السيني عند منتصف الألواح أي عند X frac l 2 تقريباً. ونفرض أن S المسافة على المحور السيني من هذه النقطة وحتى الشاشة. إذاً فإن الانحراف Y يمكن تحديده بتماثل المثلثات.

frac Y S frac V_y V_x frac frac e m .frac V d frac l u u

أو



Y frac e/VS mdu^2

نرمز لهذه المعادلة بالرمز (1)



وإذا فرضنا أن Va هي جهد التسريع، Vd هي جهد الانحراف. إذن.

u sqrt frac 2eV_a m

أو



u^2 frac 2eV_a m

بالتعويض عن قيمة u2 في المعادلة (1) نحصل على

Y frac e/sV mdfrac 2eV_a m frac lSV_d 2dV_a

من المعادلة السابقة نستنتج أن بالنسبة لجهد التعجيل الثابت Va وأبعاد CRT فإن انحراف الشعاع على الشاشة يتناسب مباشرةً مع جهد الانحراف Vd. لذلك فإن CRT يمكن استخدامها كجهاز بيان للجهد الخطي. والصورة على شاشة الـ CRT تتبع التغير في جهد الانحراف Vd وبطريقة خطية.

حساسية الانحراف لصمام شعاع المهبط

تُعرف بأنها الانحراف الرأسي للشعاع على الشاشة لكل وحدة جهد انحراف. وتُعطى بالمعادلة.



m/V frac Y V_d frac lS 2dv_a

ومعامل الانحراف هو مقلوب حساسية الانحراف ويُعطى بالمعادلة.



m/V frac V_d Y frac 2dv_a lS

وطول الأثر الذي نحصل عليه على الشاشة يساوي



2Y frac lSV_d dV_a

ومن المعادلات السابقة لحساسية الانحراف ومعامل الانحراف، يمكن أن نقول أن نعانل الانحراف للـ CRT يتغير خطياً مع جهد التعجيل. وعندما يزيد تعجيل الشعاع الإلكتروني عن الحد الطبيعي فإنه يكتسب طاقة حركة ويعطي صورة أكثر بريقاً على الشاشة، ولكنه يحتاج إلى جهد انحراف عالي حتى يمكن حرف الشعاع.



وقيم حساسية الانحراف التقليدية تتراوح بين mm/volt 0.1 وحتى 1 mm/volt.

الشاشة الفسفورية

طالع أيضاً الخاصية الفلورنسية



بعض المواد البلورية، مثل الفسفور لها خاصية بعث الضوء عند تعرضها إلى شعاع. وتسمى هذه الخاصية الفلورنسية للمواد. وهذه المواد الفلورنسية، تستمر في بعث الضوء حتى بعد توقف تعرضها للإشعاع، وتسمى الخاصية الفسفورية للمواد. والفترة الزمنية التي يحدث خلالها الانبعاث الفسفوري تسمى الثبات الفسفوري.



والحائط النهائي للـ CRT يسمى الشاشة وهي تغطى بالفسفور، وعندما يضرب الشعاع الإلكتروني الشاشة فإن بقعة مضيئة تظهر على الشاشة. والفسفور يمتص طاقة الحركة للإلكترونات التي تضربها وتبعث طاقة ذات تردد منخفض في الطيف المرئي.



ومن بين المواد الفلورنسية المستخدمة أورثوسيلكات الزنك، ويعطي أثر أخضر اللون وهو مناسب للملاحظات المرئية. وتنجستات الكالسيوم، يعطي اللون الأزرق. والإشعاعات فوق البنفسجية تناسب التصوير. وسلفات الزنك مع مواد أُخرى، تعطي ضوء أبيض مناسب للتلفاز. وكذلك فوسفات الزنك يعطي أثر بعد التوهج وهو مفيد عند دراسة الظواهر اللحظية حيث يثبت الأثر لفترة ما بعد اختفاء الظاهرة.



يمكن التحكم بشدة إضاءة النقطة المضيئة على الشاشة بواسطة مفتاح الشدة، ويمكن التحكم بحجمها بواسطة مفتاح الإحكام.



وتوضع على الشاشة علامات أفقية وأخرى رأسية لتعطي المستخدم قياسات صحيحة وتأخذ هذه العلامات شكل المستطيل

القاعدة والجسم الزجاجي

وكل التجميع للمكونات يتم حمايتها في بيت زجاجي مفرغ تماماً وله الشكل لمخروطي بواسطة دعامات مناسبة. والجدران الداخلية للـ CRT بين الرقبة والشاشة تُغَطى بمادة موصلة تعرف بالأكيوداج وهذه الطبقة توصل كهربائياًَ إلى الأنود المعجل. وتزود هذه الطبقة لكي تسرع الشعاع الإلكتروني بعد مروره بين ألواح الانحراف ولكي تجمع الالكترونات الناتجة عن الانبعاث الثانوي الذي يخرج عندما يضرب الشعاع الإلكتروني الشاشة. وبذلك تمنع هذه الطبقة ظاهرة تجميع الشحنة السالبة (ve-) على الشاشة. ونصMل إلى حالة الاتزان على هذه الشاشة.

وسائل التحكم الأساسية

Image WTPC Oscilloscope-1 alt Basic Oscilloscope Front Panel Image. الواجهة الأمامية للإسيلسكوب. ويظهر في اليسار الشاشة، وعلى اليمين مفاتيح وسائل التحكم



يتوفر عدد من وسائل التحكم على لوحة جهاز الاسيسلسكوب لتسهيل العمل الصحيح لوظائفه. فالتحكم في الشدة هي وسيلة لضبط شدة الإضاءة على الشاشة. وتتم بتغيير الجهد بين الأنود الأول والثاني. والتحكم في الوضع الرأسي والأفقي بتحريك الشعاع الإلكتروني على أي جزء من الشاشة، وتتم بتسليط جهد تيار مستمر على حينها.

نظام الانحراف الرأسي

وظيفة هذا النظام أن يعطي إشارة مكبرة بمستوى مناسب لتشغيل ألواح الانحراف الرأسية وبدون ادخال أي تشوية إلى النظام.



حساسية الدخل للكثير من الاسيلسكوبات هي في حدود قسم (milli-Volt) والجهد المطلوب لانحراف الشعاع الإلكتروني يتراوح بين 100 إلى 500 فولت (من قمة إلى قمة)، وهذا يعتمد على جهد التعجيل وتكوين الأنبوبة. وبالتالي فإن المكبر الرأسي يجب أن يعطي الكسب المطلوب من دخل المللي فولت إلى عدة مئات من الفولتات (من قمة إلى قمة) بالخرج. وكذلك يجب أن لا يشوه المكبر الرأسي شكل الموجة الداخلة وأن تكون استجابته جيدة لكل مدى التردد المقاس.



وتمثل ألواح الانحراف في الاسيلسكوب ألواح مكثف، وعندما تزيد تردد إشارة الدخل عن 1 ميجا هرتز (1MHZ). عندها يزيد تيار الشحن. والتفريغ لمكثف ألواح الانحراف. لذا فإن المكبر الرأسي، يجب أن يكون قادراً على تغذية التيار الكافي لشحن وتفريغ ألواح الانحراف.



نعرف أن الإشارة الكهربائية تؤخر لفترة زمنية معينة عندما ترسل خلال دائرة إلكترونية في الاسيلسكوب. وأن جهد إشارة الخرج للمكبر الرأسي يغذي الألواح الرأسية لصمام شعاع المهبط. ويستخدم جزء منه لإثارة دائرة مولد القاعدة الزمنية، الذي يغذي خرجه ألواح الانحراف الأُفقية خلال المكبر الأُفقي. وكل العملية التي تشمل توليد وتشكيل نبضة الإثارة، وبدء عمل مودل القاعدة الزمنية وتكبيرها يستغرق زمناً في حدود 100 نانو ثانية (100ns). لذا فإن إشارة الدخل لألواح الانحراف الرأسي لصمام شعاع المهبط، يجب أن تؤخر على الأقل نفس الزمن السابق أو أكثر قليلاً منه. لكي تسمح للمشغل لرؤية الحافة الأمامية لشكل الإشارة تحت الدراسة على الشاشة. ولهذا الغرض توضع دائرة خط تأخير بين المكبر الرأسي وألواح صمام شعاع المهبط.

نظام الانحراف الأُفقي

تدخل الإشارة الخارجية إلى ألواح الانحراف الأُفقية، من خلال المكبر الأُفقي مع وضع مفتاح اختبار المسح في الوضع (EXT). والمكبر الأُفقي يماثل المكبر الرأسي حيث يزيد من قيمة إشارة الدخل إلى المستوى المطلوب، لألواح الانحراف الأُفقية لصمام شعاع المهبط. وعندما يتطلب الأمر إظهار دالة الزمن على شاشة صمام شعاع المهبط. فإن مفتاح اختيار المسح يوضع في الوضع (INT).



File نظام الانحراف الرأسي 1.png يمين


File نظام الانحراف الأفقي في الإسيلسكوب.png مركز



ولتوضيح نموذج القاعدة الزمنية الخطية، نفرض أننا أدخلنا إشارة جهد سن المنشار المثالية إلى ألواح الانحراف الأُفقية مع بقاء جهد ألواح الانحراف الرأسية عند قيمة الصفر، الأشكال في الأعلى.



في البداية عند النقطة A للزمن، جهد الإشارة أقصى ما يمكن، لكن (ve-) سالب لذا فإن النقطة المضيئة على الشاشة للإسليسكوب سوف تكون عند أقصى وضع في الشمال ثم عند النقطة B للزمن فإن جهد الإشارة المسلط على الألواح الأفقية يساوي صفراً لذا فإ`ن النقطة المضيئة سوف تكون في مركز الشاشة. وعندما يزيد الجهد في الاتجاه الموجب (ve+) ويصبح قيمة عظمى قبل النقطة C مباشرة. فإن النقطة المضيئة سوف تكون في أقصى يمين الشاشة (قبل النقطة مباشرة). ثم تبدأ الدورة التالية لجهد سن المنشار ويصبح الجهد مرةً أُخرى أقصى قيمة سالبة (ve-) فتذهب النقطة المضيئة من أقصى يمين الشاشة. إلى أقصى يسارها في لا وقت.



إذن تتحرك النقطة المضيئة من اليسار إلى اليمين على نفس المسار مرات عديدة مع كل دورة جهد سن المنشار المسلط على الألواح الأُفقية. لذا فإن خط مستقيم أُفقي يظهر على شاشة الإسيلسكوب.



File نظام الانحراف الأُفقي في الإسيلسكوب2.png يمين


File نظام الانحراف الأفقي في الإسيلسكوب 2.png مركز


File نظام الانحراف الأفقي في الإسيلسكوب 3.png يمين


نستنتج من السابق أن النقطة المضيئة تتحرك من اليسار إلى اليمين بسرعة منتظمة، فتعطي قاعدة زمنية خطية ظاهرة على الشاشة كدالة الزمن. ولتوضيح فكرة القاعدة الزمنية نفرض إشارة ذات جهد جيبي


Vv وذات فترة زمنية T سلطت على ألواح الانحراف الرأسية، وإشارة جهد سن المنشار Vh ذات الفترة الزمنية T سلطت على ألواح الانحراف الأُفقية كما هو موضح في الأشكال جانباًً

عند الزمن صفر فإن النقطة المضيئة سوف تكون في أقصى يسار مركز الشاشة، لأن قيمة Vv صفر، Vh أقصى قيمة سالبة.

وعند الزمن frac T 4 فإن النقطة المضيئة تكون على ربع الطريق في الاتجاه الأُفقي على الشاشة، وعند أقصى قيمة موجبة فوق خط السنتر وفي الاتجاه الرأسي بسبب وجود أقصى قيمة موجبة Vv.

وعند الزمن frac T 2 فإن قيم كل من Vh ، Vv تساوي صفراً. وتكون النقطة المضيئة في منتصف الشاشة.

وعند الزمن frac 3 4 T، تكون النقطة المضيئة عند frac 3 4 المسافة على الخط الأفقي على الشاشة، وعند القيمة القصوى السالبة للانحراف في الاتجاه الرأسي.

وفي النهاية وعند نهاية الزمن تصبح النقطة المضيئة في أقصى اليمين على الخط الأُفقي والقيمة صفر على الخط الرأسي على الشاشة. ثم تعود النقطة إلى البداية لعمل أثر جديد. وبهذه الطريقة فإن الجهد الجيبي المسلط على ألواح الانحراف يظهر على الشاشة. فإذا خفضنا الفترة الزمنية للموجة الجيبية إلى النصف عندئذٍ تظهر دورتين للموجة الجيبية بدلاً من واحدة على الشاشة.



ومن السابق يتضح أنه يجب أن تتوفر الظروف الآتية لكي نحصل على شكل موجي لإشارة الدخل، التي تسلط على نظام الانحراف الرأسي، بحيث يكون نموذج ثابت على شاشة الاسيلسكوب

كلا الإشارتين الأفقية والرأسية يجب أن تبدأ في نفس اللحظة.

النسبة بين تردد الإشارة الأُفقية، والإشارة الرأسية يجب أن يكون عدد صحيح أو كسر.

ولتحقيق هذه الظروف يتم توليد موجة سن المنشار ويتم تزامنها مع إشارة الدخل الرأسية بواسطة دائرة الاشعال ومولد القاعدة الزمنية.



وعند وضع مفتاح الاختيار في الوضع (INT). فإن المكبر الأُفقي يستقبل دخله من مولد القاعدة الزمنية. والذي يعطي القاعدة ويتحكم في معدل مسح الشعاع على وجه شاشة صمام المهبط. ويتم إثارة أو بدء تشغيل مولد القاعدة الزمنية بواسطة دائرة الاشعال (البدء). والتي تؤكد أن المسح الأُفقي يبدأ عند نفس النقطة الخاصة بإشارة الدخل الرأسية.



ومن الضروري أن يتزامن المسح بالإشارة تحت القياس لكي نحصل على نموذج ثابت. ونسبة تردد القاعدة الزمنية وتردد الإشارة تحت الاختبار يجب أن يكون عدد صحيح. وإلا فإن النموذج لن يكون ثابتاً. ولاختيار نوع التزامن يُستخدم مفتاح تزامن. وفي حالة وضع المفتاح على وضع داخلي (Internal mode) فإننا نحصل على إشارة بدء التشغيل من المكبر الرأسي الذي يكون دخله هو الإشارة تحت القياس.



وعند وضع المفتاح على وضع خارجي. فإن إشارة بدء التشغيل تأتي من مصدر خرجي وعند وضع المفتاح على وضع خط (Line)، نحصل على إشارة البدء من منبع القدرة أي 230 فولت V ، 50 هرتز HZ



يستخدم عادةً نوعين من مولدات المسح. الأول يولد إشارة سن المنشار ذات التردد الثابت سواء توجد إشارة دخل رأسية أو لا توجد، وتسمى هذه الحالة التشغيل الحر (Free running) وفي هذا النوع فإنه من الضروري ضبط تردد إشارة سن المنشار، لنحصل على النموذج الثابت. والنوع الثاني من مولد المسح. يتم فيه إثارة المسح بواسطة الإشارة تحت القياس، وبالتالي فليس هناك حاجة لضبط التزامن.



وأحياناً يتم المسح بدون إشارة سن المنشار في الإسيلسكوب لبعض التطبيقات الخاصة.

التحكم في الوضع

يوجد في جهاز الاسيلسكوب مفتاحين دوارين، الأول للتحكم في الوضع الأفقي والثاني للتحكمفي الوضع الرأسي. وبالتالي فإن النقطة المضيئة يمكن تحريكها إلى اليسار وإلى اليمين أي أُفقياً بواسطة المفتاح الدوار. والذي ينظم جهد التيار المستمر المسلط على ألواح الانحراف الأُفقية. بالإضافة إلى موجة سن المنشار. وبالمثل فإن النقطة المضيئة يمكن تحريكها إلى أعلى وإلى أسفل أي رأسياً بواسطة المفتاح الدوار الآخر. وهو ينظم جهد التيار المستمر المسلط على الألواح الرأسية بالإضافة إلى الإشارة.

التحكم في شدة الإضاءة

يتم التحكم في جهد شبكة التحكم بالنسبة للمهبط (الكاثود) بواسطة مقاومة متغيرة لكي تتحكم في شدة الإضاءة.

التحكم في التركيز

في المدفع الإلكتروني الخاص بصمام شعاع المهبط فإن المصعد (الأنود) المتوسط يكون جهده منخفض القيمة بالنسبة للأنودين الآخرين. وهو يعمل مثل عدسات إلكتروستاتيكية، والبعد البؤري لهذه العدسات يمكن تغييره بتغيير الجهد للأنود المتوسط بالنسبة للأنودين الآخرين. وبالتالي فإن تركيز الشعاع الإلكتروني يتم التحكم به بواسطة مقاومة متغيرة، وبزيادة الجهد الموجب (ve+) المسلط على أنود التركيز، فإن الشعاع الإلكتروني يضيق وتظهر النقطة المضيئة على الشاشة صغيرة جداً كسن الدبوس.

التحكم في درجة الوضوح

وهو نوع من التحكم الإضافي في التركيز. وهذا مشابه للعدسات الضوئية، فالشعاع الذي تم تركيزه عند مركز الشاشة لن يكون مركزاً على الأطراف للشاشة لاختلاف أطوال المسار للشعاع عند الأطراف عن الطول عند المركز.



وضبط هذا التحكم، يعطي تركيز ووضوح حادعلى كل طول الشاشة. وهذا الضبط والتحكم يتم بتغير جهد ألواح الانحراف وأنودات التعجيل.

دائرة التبييض (الإفراغ)

File دائرة التبييض والإفراغ في الإسيلسكوب.png دائرة التبييض والإفراغ في الإسيلسكوب يمين


عندما يُسلط جهد مسح سن المنشار على ألواح الانحراف الأُفقية لصمام شعاع المهبط، والتي تحرك النقطة المضيئة على الشاشة متخذة خط أُفقي مستقيم وتبدأ من اليسار إلى اليمين خلال فترة المسح. وعندما تتحرك النقطة ببطئ حتى أن معدل الحركة يزيد عن بداية الرؤية الثابتة فإن النقطة تبدو كخط متصل. وأقل من حد هذه البداية فإن النقطة فقط أو جزء من الخط بعد النقطة يظهر. وإذا كانت حركة النقطة سريعة فإنها تظهر كخط أُفقي رفيع ومُظلم أو يمكن أن يكون خط غير مرئي.



وفي الشكل يظهر الشكل الموجي لجهد سن المنشار ويعتبر صورة مثالية حيث أن زمن إعادة الأثر فيه يساوي صفر. لكن في الواقع لا يمكن تحقيق ذلك حيث أنه يوجد زمن لإعادة الأثر في الشكل الموجي.



ومن الرسم نرى أنه خلال زمن إعادة الأثر، فإن النقطة المضيئة تتحرك من اليمين إلى اليسار وتؤدي إلى لبس ، ويتم إلغاء هذه الظاهرة بتزويد الشبكة بجهد سالب عالي القيمة، خلال زمن إعادة الأثر. وعادةً ما يتم إثارة هذا الجهد بواسطة مولد القاعدة الزمنية.

دائرة المعايرة

من الطبيعي أن يوجد بالجهاز مذبذب الذي يولد موجة مربعة الشكل وثابتة الجهد. ويثبت هذا المذبذب في داخل الاسيلسكوب وذلك لأغراض المعايرة.

نماذج الاسيلسكوب الأساسية

ويُقصد بها النماذج التي ترسمها النقطة المضيئة على الشاشة في عدد من الحالات، وتُسمى بنماذج ليساجيوس



File نماذج الإسيلسكوب1.png يمين


File نماذج الإسيلسكوب2.png مركز




بفرض أن إشارة جهد جيبي سُلطت على ألواح الانحراف الأُفقية وبدون تسليط أي إشارة جهد على ألواح الانحراف الرأسية. ومن الشكل عند النقطة A على محور الزمن قيمة الجهد تساوي صفر، ولذا فإن النقطة المضيئة تبقى بدون انحراف عند مركز الشاشة. وعند النقطة B على محور الزمن، فإن قيمة الجهد Vh قيمة موجبة قصوى، لذا فإن النقطة المضيئة سوف تكون في أقصى يمين الشاشة. وعند النقطة C على محور الزمن يعود الجهد إلى قيمة الصفر، ولذلك تعود النقطة المضيئة إلى مركز الشاشة. وعند النقطة D على محور الزمن فإن الجهد يكون ذو قيمة سالبة قصوى، وتكون النقطة المضيئة في أقصى اليسار. وعند النقطة E يعود الجهد ليصبح صفراً فتعود النقطة لتصِبح في مركز الشاشة. وفي الدورة التالية للجهد فإن النقطة المضيئة تتحرك من النقطة D إلى النقطة B على الشاشة، وبالتالي نحصل على خط أُفقي على الشاشة، وهذا الخط الأُفقي موجود في موضع المركز أُفقياً.

File نماذج الإسيلسكوب3.png يمين


File نماذدج الإسيلسكوب4.png مركز




أما إذا سُلطت إشارة الجهد الجيبي على ألواح الانحراف الرأسية وبدون تسليط أي جهد على ألواح الانحراف الأُفقية فإننا نحصل على خط مستقيم رأسي على الشاشة كما بالأشكال جانباً. هذا الخط سوف يبقى عند مركز الشاشة أُفقياً



File نماذج الإسيلسكوب 5.png يمين


File نماذج الإسيلسكوب 6.png مركز


File نماذج الإسيلسكوب 7.png يمين




أما إذا كانت إشارة الجهد سُلطت على الألواح الرأسية والأُفقية في نفِِس الوقت والطور وتكون متساوية القيمة والتردد، فمن الأشكال، عند النقطة A على محور الزمن فإن الجهد عند كل الألواح يساوي صفر. لذلك فإن النقطة المضيئة عند مركز الشاشة. وعند النقطة B على محور الزمن فإن الجهد على كل الألواح أقصى قيمة موجبة، لذا فإن النقطة المضيئة تظهر عند أقصى اليمين في الاتجاه الأفقي وأقصى مسافة رأسية في الاتجاه الأُفقي. وعند النقطة C في الزمن كلا الجهدين يساوي صفر مرةً أُخرى وتتحرك النقطة المضيئة إلى مركز الشاشة، وعند النقطة D على محور الزمن فإن كلا الجهدين أقصى قيمة سالبة وتظهر النقطة المضيئة في أقصى اليسار أفقياً وفي الاتجاه الأسفل رأسياً. وحيث أن قيم جهود الاشارات في نفس الطور ومتساوية القيم والتردد. فعند أي لحظة تحرك للنقطة المضيئة ستكون في نفس الاتجاهات في المحور السيني (الأفقي) والصادي (الرأسي). إذاً نحصل على خط مستقيم على الشاشة يميل بزاوية °45 على المحور الموجب الأُفقي.



ومن الهام ملاحظة أن أي تحرك للنقطة المضيئة على الشاشة عند أي وقت هي الجمع المتجهي للانحراف الأُفقي والانحراف الرأسي. وأن الانحراف الأُفقي والانحراف الرأسي كلاهما يتناسب مع الجهد المسلط عليه. لذلك فإن إشارات الجهد الجيبية التي لها نفس الطور والتردد والقيمة، عندما تسلط على ألواح الانحراف الأفقية والرأسية فالنتيجة هي الحصول على خط مستقيم يميل °45 على الاتجاه الموجب (ve+) للمحور الأُفقي.



فإذا كانت قيمة الجهد الجيبي المسلط على ألواح الانحراف الرأسي أقل من قيمة الجهد الجيبي المسلط على ألواح الانحراف الأُفقي، سيكون الانحراف على المحور الرأسي السالب من الانحراف على المحور الأُفقي السالب، فنحصل على خط مستقيم يميل بزاوية أقل من °45 على الاتجاه السالب للمحور الأُفقي.



أما إذا كانت قيمة الجهد الجيبي المسلط على الألواح الرأسية أكبر من قيمة الجهد الجيبي المسلط على ألواح الانحراف الأُفقية فتحصل على خط مستقيم يميل على الاتجاه السالب للمحور الأُفقي بزاوية أكبر من °45.



وبفرض الحالة التي فيها قيمة إشارة الجهد الجيبي المسلط على ألواح الانحراف الرأسية متساوية في القيمة، والتردد، مع إشارة الجهد الجيبي المسلط على الألواح الأُفقية ولكنها عكس الطور.



في هذه الحالة ومن الأشكال، فعند النقطة A على محور الزمن فإن قيمة كلا الجهدين تساوي صفر فتكون النقطة المضيئة في مركز الشاشة. وعند النقطة B على محور الزمن فإن الجهد على ألواح الانحراف الأُفقية يكون في أقصى قيمة سالبة، بينما الجهد على ألواح الانحراف الرأسية عند نفس النقطة، أقصى قيمة موجبة لذا فالنقطة المضيئة تتحرك أقصى اليسار وإلى أعلى. وبالمثل النقطة C على محور الزمن تعود النقطة المضيئة إلى موضع المركز على الشاشة. وعند النقطة D في الزمن فالنقطة المض1يئة تذهب إلى أقصى اليمين وإلى أسفل ونحصل على خط مستقيم يميل بزاوية مقدارها °135 على المحور الأُفقي وفي الاتجاه الموجب.



File نموذج لتحرك النقطة المضيئة على شاشة الإسيلسكوب.png نموذج لتحرك النقطة المضيئة على شاشة الإسيلسكوب يمين



وفي الحالة الثالثة، نفرض أن قيمة إشارات الجهد الجيبي، وترددها المسلطة على ألواح الانحراف الأُفقية والرأسية متساوية. ولكن بينهما فرق في الطور بمقدار °90. فإننا نحصل على دائرة على الشاشة.



عند النقطة A على محور الزمن فإن الجهد المسلط على ألواح الانحراف الأُفقية، هو أقصى قيمة موجبة والجهد المسلط على ألواح الانحراف الرأسية قيمته صفر، لذا تتحرك النقطة المضيئة إلى أقصى اليمين على المحور الأُفقي، وبدون تحرك على المحور الرأسي. وعند النقطة B على محور الزمن، الجهد المسلط على ألواح الانحراف الأُفقية قيمته صفر لكن الجهد المسلط على المحور الرأسي أقصى قيمة موجبة لذا تتحرك النقطة المضيئة إلى أعلى فقط بدون أي تحرك أُفقي. وبالمثل للنقطة D ، C على محور الزمن على الشاشة. وفي خلال دورة جيبية واحدة ترسم النقطة المضيئة دائرة على الشاشة.


Image Lissajous figures on oscilloscope (90  degrees phase shift) يسار 300 .


ويمكن إثبات هذا نظرياً أنه خلال دورة كاملة من الموجة الجيبية رسمت النقطة المضيئة دائرة على شاشة الاسيلسكوب. نفرض عند أي لحظة أن dn هي انحراف النقطة المضيئة على المحور الأُفقي. وأن dy هو مقدار الانحراف على المحور الرأسي. إذاً محصلة انحراف النقطة المضيئة d يساوي

(1) d sqrt d_h^2 + d_y^2

وحيث أن الانحراف يتناسب مع الجهد المسلط أي أن



V_h V_h cos omega t

V_v V_v sin omega t

إذن



d_h D_h cos omega t

d_v D_v sin omega t

بالتعويض بالقيم السابقة dv ،dh في المعادلة (1)

(2) d sqrt D_h^2 cos^2 omega t + D_v^2 sin^2 omega t

وحيث أن إشارات الجهد متساوية القيمة، إذن Dh Dv D

وبالتعويض في المعادلة (2)



d D sqrt cos^2 omega t + sin^2 omega t D

من المعادلة السابقة نجد أن انراف النقطة المضيئة d من مركز الشاشة ثابت ويساوي D عند أي وقت من الدورة الجيبية. وبالتالي أمكن إثبات أن النقطة المضيئة ترسم دائرة على الشاشة عندما تتحرك من النقطة A إلى B إلى C وهكذا.



ويمكن اعتبار حالات أُخرى بين إشارات الجهد الجيبي المتساوية التردد والمتساوية القيمة مع وجود فرق في الطور قيمته °0، °90، °180 بينهم.



وبالتماثل يمكن أن نفهم بسهولة النماذج التي يمكن أن تظهر لأي زاوية بين هذه الزوايا سوف تكون شكل قطع ناقص (بيضاوي).



وعندما تكون وعندما تكون إشارات الجهد متساوية القيمة ومتساوية التردد فإن المحور الرئيسي في القطع الناقص سيميل بزاوية °45 أو °135 مع المحور الأُفقي الموجب. لكن عندما تكون إشارات الجهد مختلفة القيم ومتساوية التردد فإن المحور الرئيسي للقطع الناقص سيميل بزوايا مختلفة تعتمد على الفرق في قيم إشارات الجهد. فالزيادة في جهد ألواح الانحراف الرأسية يجعل المحور الرئيسي للقطع الناقص يميل بزوايا أكبر من °45 أو أقل من °135، أما إذا كان جهد الانحراف الأُفقي أكبر فهذا يجعل المحور الرئيسي للقطع الناقص يميل بزاوية أقل من °45 وأكبر من °135.

قياس الكميات الكهربائية بواسطة الإسيلسكوب

جهاز الإسيلسكوب هو جهاز كثير الاستعمال في المعمل لقياس الجهد والتيار والترد وزاوية الطور لأي كمية كهربائية.

قياس فرق الطور

ناقشنا موضوع وجود إشارتين للجهد جيبية الشكل متساوية التردد ولها بعض فروق الطور وسُلطت على ألواح الانحراف للإسيلسكوب، فيظهر خط مستقيم أو قطع ناقص يظهر على الشاشة. ففي حالة ظهور خط مستقيم على الشاشة فإن زاوية الطور تكون إما صفراً أو °180. أما في حالة القطع الناقص تستعمل معادلة لتحديد فرق الطور.



نفرض وجود إشارتين للجهد جيبية الشكل تُعطى كالآتي



v_h V_h sin omega t

v_v V_v sin (omega t + phi)

حيث phi هي فرق الطور.

وحيث أن الانحراف يتناسب مع قيمة الجهد. إذن.



d_h D_h sin omega t

d_v D_v sin (omega t + phi)

وعند الزمن صفر، فإن قيمة dv ، dh هي dho 0. وأيضاً d_ vo D_v sin phi

إذن



sin phi frac d_ vo D_v

ويوضح الشكل قيم DV ، d.vo. وبالتالي فإن فرق الجهد بين الجهدين الجيبيين المتساويين في التردد يمكن تحديده بقياس Dv ، dvo

توضح الأشكال أن Vv تتقدم Vh بزاوية طور phi. وإذا تم عكس الموقف فإن Vh تتقدم vv بزاوية طور phi. عندئذٍ فإن القطعالناقص يظهر على الشاشة وبسبب هذه الحقيقة يمكن أن نحدد فقط زاوية الطور بين جهدين جيبيين. ولا يمكن أن نحدد ما هو الجهد المتقدم وما هو الجهد المتأخر.

قياس التردد لإشارة جهد

النماذج التي تم الحصول عليها على الشاشة ومناقشتها سابقاً تسمى نماذج ليساجيوس. وهو نموذج ثابت على شاشة الإسيلسكوب. وهذا يعني أن النقطة المضيئة ترسم نفس النموذج في دورة من دورات إشارات الجهد. وأن نسبة الترددات لإشارة الجهد الرأسية والأُفقية سوف تكون نسبة عدد صحيح أو كسر للحصول على نموذج ثابت. إذاً شرط الحصول على نموذج ليساجيوس على الشاشة هو frac F_y f_x frac A B حيث B ،A عدد صحيح. x المحور الأُفقي، y المحور الرأسي.

وهذه النماذج نوعين. الأول، نموذج مغلق وليس له نهاية حرة. أما النوع الثاني فهو نموذج مفتوح وله أطراف حرة. وكلاهما موضحين في الأشكال.



في نموذج ليساجيوس، نجد أن نسبة التردد للإشارة الرأسية إلى تردد الإشارة الأُفقية تساوي نسبة القمم الموجبة على المحور الرأسي إلى القمم الموجبة على المحور الأُفقي في هذا النموذج.



القمم الموجبة على المحور الرأسيالقمم الموجبة على المحور الأُفقي frac F_y f_x

وبالتالي فإن عدد القمم الموجبة على المحور الرأسي والقمم الموجبة على المحور الأُفقي على نموذج ليساجيوس. يعطي قيمة النسبة بين ترددات إشارتي الجهد. وفي حالة النموذج المفتوح فإن الأطراف الحرة تعمل كأنها نصف قمة.



وللحصول على التردد، تُسلط إشارة الجهد المجهولة على ألواح الانحراف الرأسية، وتغذي ألواح الانحراف الأُفقية من مصدر تردد متغير دقيق ومعاير. يتم ضبط تردد مصدر التردد المتغير حتى نحصل على النوذج الثابت ظاهراً على الشاشة. وبقراءة قيمة التردد للإشارة الأُفقية باستخدام تدريج معاير. فإن تردد إشارة الجهد المسلطة على الألواح الرأسية يمكن معرفتها.



وفي حالة الحصول على نموذج ثابت عبارة عن عروة واحدة فإن تردد الجهد الجيبي المسلط على ألواح الانحراف الرأسية هو نفس تردد الجهد الجيبي المسلط على ألواح الانحراف الأُفقية، وفي حالة الحصول على شكل ليساجيوس المعقد. فإن تردد الجهد المتغير يمكن الحصول عليه بالعلاقة التالية



نقط التماس للخط الرأسي نقط التماس للخط الأُفقي frac F_y f_x frac omega_x omega_y

وأحياناً يمكن الحصول على أنواع مختلفة من النماذج على الشاشة لإشارة جهد وبترددات معينة كما بالشكلين، ففي كلاهما فإن النسبة بين القمم الموجبة الرأسية إلى القمم الموجبة الأُفقية متساوية في كلتا الحالتين. ونسبة الترددات للإشارة الرأسية والأُفقية واحدة. لكن شكل النماذج مختلف بسبب فرق الطور لإشارات الجهد المسلطة على الألواح الأفقية والرأسية. والإسيلسكوب هو جهاز غير دقيق لقياس التردد للجهد المتغير. ولأن الدقة تعتمد مباشرة على التدريج المعاير لمصدر التردد المتغير وعادةً ما يكون نسبة مئوية قليلة. فيستخدم للتقدير التقريبي للتردد، أو عندما يكون شكل موجة الجهد معقداً، بحيث يصعب لمقياس التردد أن يعمل بصورة صحيحة.

قياس الجهد والتيار

يمكن استخدام الإسيلسكوب لقياس الجهد لأي إشارة كهربائية. حيث أن انحراف الشعاع الإلكتروني يتناسب مباشرة مع جهد ألواح الانحراف. ولقياس الجهد المستمر. أولاً يتم وضع النقطة المضيئة في مركز الشاشة بدون تسليط أي إشارة جهد على ألواح الانحراف. ثم يُسلط الجهد المباشر المراد قياسه بين زوجين من ألواح الانحراف ويُلاحظ انحراف النقطة المضيئة على الشاشة. ويضرب قيمة الانحراف في معامل الانحراف فيعطي قيمة الجهد المستمر المسلط. وعادةً ما تعاير الشاشة على ظروف تشغيل ثابتة، وبقراءة التدريج يمكن قياس قيمة الجهد مباشرة بواسطة الإسيلسكوب.



أما في حالة قياس الجهد المتغير، ذو الشكل الجيبي، فإنه يُسلط على زوج من ألواح الانحراف ويُقاس طول الخط المستقيم وبمعرفة قيمة حساسية الانحراف يمكن تحديد قيمة المسافة بين القمة والقمة للجهد المتردد المسلط على الألواح. وتكون القمة الفعالة (rms) للجهد المتردد المسلط مساوية للمسافة بين القمة والقمة مقسومة على 2sqrt 2 للشكل الموجي الجيبي.

ولقياس التيار. يمرر التيار المراد قياسه خلال مقاومة غير حثية معروفة وبقياس الهبوط في الجهد على هذه المقاومة بواسطة الإسيلسكوب كما ذكر سابقاً، وتحدد قيمة التيار ببساطة بقسمة الهبوط في الجهد المقاس وقيمة المقاومة غير الحثية. وفي حالة قياس التيار ذو القيمة الصغيرة جداً، فإن قيمة الهبوط في الجهد على هذه المقاومة، قيمة صغيرة، وعادةً ما يتم تكبيره بواسطة مكبر معاير.



ويمكن قياس الجهد والتيار في نفس الوقت، وذلك باستخدام إسيلسكوب ذو شعاع مزدوج.

قياس مفاقيد العزل الكهربائي

الدائرة الكهربائية الخاصة بقياس مفاقيد العزل الكهربائي بواسطة الإسيلسكوب موضحة بالشكل. حيث C المكثف الكهربائي المشكل بالمادة العازلة كهربائياً تحت الإختبار. و Cs هو المكثف العياري ذو المفاقيد التي يمكن إهمالها. وهذه المكثفات نوصل على التوالي عبر مصدر كهربائي متغير Ac. والجهد على المكثف C أو جزء منه يُسلط على الألواح الأُفقية السالبة، والجهد العياري Cs يُسلط على الألواح الرأسية السالبة للإسيلسكوب.

والجهد على المكثف العياري Cs سوف يتأخر عن التيار بزاوية طور °90، والجهد على المكثف C سيتأخر عن التيار بزاوية طور °90 تماماً بسبب مفاقيد المكثف وبالتالي سوف يكون هناك فرق في الطور بين الجهدين على المكثفين. فإذا كان الجهد جيبياً فإن الأثر على الشاشة سوف يكون قطعاً ناقصاً، كما بالشكل. ومساحة هذا القطع سوف تمثل القدرة المفقودة لكل دورة للمكثف تحت الاختبار C، وبزيادة المفاقيد تحت الاختبار C، يزيد فرق الطور بين الجهدين. وتزيد مساحة القطع الناقص.

والشغل المبذول على المكثف C على مدى أي فترة زمنية يُعطى كالآتي



dw int vidt int V frac dq dt .dt int dq

حيث V قيمة الجهد اللحظي على المكثف المختبر. وq هي الشحنة اللحظية على المكثف Cs

فإذا كانت حساسية الانحراف للإسيلسكوب هي x,y mm/v وذلك في المحور الرأسي والأُفقي على الترتيب. عندئذٍ فإن المساحة المهشرة في الشكل السابق ستكون x V.y frac dq C_s mm^2. وبما أن النقطة المضيئة تتحرك من النقطة A إلى النقطة B فإن المساحة بين المنحنى AB والمحور الرأسي تُعطى بالعلاقة

في المكثف C الشغل المبذول عليه int x v y frac dq C_s frac xy C_s int v d q frac xy C_s imes

وعندما تتحرك النقطة المضيئة من النقطة B إلى النقطة C، فإن كلاً من الجهد على المكثف C والشحنة على المكثف Cs يتم تقليلهم ولذلك فإن الطاقة تعود إلى الدائرة وهذه الكمية من الطاقة تمثل المساحة بين المنحنى BC والمحور الرأسي. لكن المساحة المحاطة بالمنحنى ABC والمحور الرأسي تمثل الشغل المبذول على العازل الكهربائي ولا تعود إلى الدائرة. وبالمثل فإن المساحة المحاطة بالمنحنى CDA تمثل الشغل المبذول خلال نصف الدورة المتبقي وبالتالي فإن مساحة القطع الناقص تمثل الشغل المبذول على العازل الكهربائي لكل دورة.

حيث المساحة الشغل المبذول × frac xy C_s

الشغل المبذول أو مفاقيد العزل الكهربي لكل دورة مساحة القطع الناقص × frac C_s xy

القدرة المفقودة مساحة القطع الناقص بالوات × frac fC_ .s xy

الاسيلسكوبات الخاصة

هناك أنواع عديدة من الإسيلسكوبات المناسبة للتطبيقات المختلفة.

الاسيلسكوب مزدوج الشعاع

إنج Dual Beam Oscilloscope



يستخدم هذا النوع شعاعين إلكترونيين منفصلين. ومجموعتين من ألواح الانحراف الرأسية، مع ألواح انحراف أُفقية عامة. وأنبوبة أشعة المهبط. ومولد القاعدة الزمنية، ويمكن أن يكون عاماً للشعاعين الإلكترونيين، أو هناك قاعدة زمنية لكل شعاع، وفي حالة القاعدة الزمنية المشتركة (العامة) فإن شعاع واحد فقط يتزامن مع الوقت، ولذلك فإن إشارات الدخل يجب أن تكون بنفس التردد أو يكون هناك توافق بينهما لكي يظهر كلا الشعاعين على شاشة صمام أشعة المهبط. ووجود مولد مستقل للقاعدة الزمنية يسمح بمعدلات مسح مختلفة للشعاعين لكن حجم ووزن الإسيلسكوب سوف يزيد.



ومثل هذا الإسيلسكوب يجعل من الممكن ملاحظة شكلين موجيين لهما علاقة زمنية عند نقاط مختلفة ومناسبة تماماً لإشارات دخل منفصلة.

الاسيلسكوب مزدوج الأثر

إنج Dual Trace Oscilloscope



يستخدم هذا النوع مدفع إلكتروني واحد. ويعطي أثر مزدوج، مرسوم بواسطة التشغيل الإلكتروني لإشارتين منفصلتين، وتوجد قناتي دخل رأسية منفصلتين أو الدائرة A والدائرة B، ويستخدم كذلك في هذا الإسيلسكوب موهنين منفصلين. ومراحل تكبير ابتدائية. وبذلك فإن قيمة كل إشارة يمكن التحكم فيها مستقلة. وخرج مرحلة المكبر الابتدائي يدخل إلى مفتاح إلكتروني الذي يمكنه تمرير إشارة واحدة وقتياً إلى المكبر الرأسي للإسيلسكوب ويكون إظهار الدخل مستمراً ومتصلاً في نفس الوقت مع العينات بالرغم أنه يظهر كعينة.



وتوجد حالتين عامة لتشغيل المفتاح الإلكتروني. تسميان حالة التناوب، وحالة القطعة. ففي الحالة الأولى (التناوب) فإن المفتاح الإلكتروني يغذي كل إشارة بالتناوب إلى المكبر الرأسي وإلى القناة B ،A ويضيف مركبات تيار مستمر لكل إشارة. وهذه المركبة الـ DC توجه الشعاع بالتناوب إلى أعلى وأسفل نصف الشاشة. ويحدث التوصيل عند بداية كل مسح جديد للمسح أو القاعدة الزمنية للمولد. ومعدل توصيل المفتاح ا



نقل كاشف اهتزاز


Tektronix 465 Oscilloscope تصغير 300بك يسار راسم الاهتزاز المهبطي يسمى أيضا راسم التذبذب تكترونيكس نوع 465.




مرسمة الذبذباتقاموس المورد، البعلبكي، بيروت، لبنان. أو كاشف الاهتزازالهيئة النووية السورية] أو راسم الاهتزاز المهبطي أو راسم الإشارة إنج Oscilloscope (اختصار (ر إ م - CRO) أي راسم إشارة الأشعة المهبطية cathode-ray) هو جزء من جهاز قياس إلكتروني يسمح بإظهار ورسم جهد الإشارة عادة بشكل مخطط ثنائي الأبعاد جهد كهربائي للجهد الكهربائي] (على المحور العمودي) مقابل الزمن (على المحور الأفقي) أو يستعاض عن الزمن بجهد آخر على المحور الأفقي.




و له مدخلان اي يستطيع رسم اشارتين مختلفتين وأما ان يرسم واحد منهما فقط على شاشة العرض أو يعرضهما معا ويمكن عرض قيمة طرح الاشارتين أو ضربها.



ويعتبر الإسلسكوب من الأجهزة الهامة والمستخدمة بكثرة كأجهزة معمل تُستخدم في دراسة أشكال الموجات للتيارات والجهود وقياس قيمها بالإضافة إلى القدرة والتردد، بمعنى أي كمية كهربائية وتشمل القيمة والشكل. كما يمكنه ربط هذه الكميات بالزمن على الشاشة. ويستخدم في اكتشاف الأعطال في جهاز المذياع والتلفاز وجميع الأجهزة الكهربائية في المعامل في حالات الأبحاث والتصميم.



و منها عادي ورقمي ويوجد برامج تحول الحاسب الشخصي إلى راسم إشارة عن طريق كارت الصوت.