بحث كامل عن راسم الإهتزاز المهبطي

راسم الاهتزاز المهبطي



يبدو للوهلة الأولى للناظر إلى راسم الاهتزاز المهبطي (الشكل -1)، cathode-ray-oscilloscope أنه مماثل لجهاز التلفاز، إذ تنتشر على واجهته الأمامية العديد من المفاتح والأزرار. وفي الواقع فإن راسم الاهتزاز المهبطي يشبه التلفاز من عدة وجوه، وعلى الرغم من تعدد مفاتحه فإن لكل مفتاح مهمة خاصة به. تولََّد حزمة إلكترونات في صمام داخل الراسم بفضل مدفع إلكتروني[ر. المدافع الإلكترونية] electron gun، وتصطدم حزمة الإلكترونات هذه بشاشة متفلورة fluorescent فيصدر عن موضع ارتطامها بقعة ضوئية يمكننا التحكم بشدة إضاءتها بمفتاح الشدة intensity، كما يمكن التحكم بحجمها بفضل مفتاح الإحكام focus.


الشكل (1) الواجهة الأمامية لراسم اهتزاز مهبطي


تتحرك حزمة الإلكترونات بفضل زوجين من صفائح الانحراف deflection plates؛ زوج منها لتوليد الانحراف بالاتجاه الأفقي X، والزوج الآخر لتوليد الانحراف بالاتجاه الشاقولي Y. ويبين الشكل (2) كيفية انحراف حزمة الإلكترونات لدى مرورها بين صفيحتي الانحراف الشاقولي Y عندما تكون الصفيحة العليا موجبة والسفلى سالبة. وبتغيير الجهد الكهربائي المطبق بين هاتين الصفيحتين يمكن جعل حزمة الإلكترونات ترتطم في أي موضع على الشاشة بالاتجاه الشاقولي. إن مفتاح الإزاحة Y-Shift يسمح بضبط موقع البقعة الضوئية على الشاشة بالاتجاه Y. وبالمثل فإن المفتاح X-Shift يسمح بضبط موقع البقعة الضوئية على الشاشة بالاتجاه X. ونلجأ عادة لاستخدام هذين المفتاحين لضبط موقع البقعة عند مركز الشاشة. ويبين الشكل (3) ذلك في الحالتين.


الشكل (2) انحراف حزمة الإلكترونات بين صفيحتي الانحراف الشاقولي Yplate

تمثل الدوائر الفارغة جهة الانحراف عندما تكون الصفيحة السفلى موجبة


الشكل (3) التحكم بوضع البقعة بالاتجاهين الشاقولي والأفقي على الشاشة


يُرسم عادة على الشاشة تدريجات بالسنتمترات وأجزائها. ويمكننا بفضل هذه التدريجات، ومن قراءة مفتاح المجال volts range ومفتاح التضخيم amplifier، استنتاج الجهد الكهربائي المطبق على المدخل Y-input، أو المطبق على المدخل X-input. وإذا طُبق على صفيحتي الانحراف الشاقولي جهد متناوب AC ارتسم على الشاشة خط شاقولي نظراً لتغير الجهد بين مقدار موجب أعظمي ومقدار سالب أعظمي وبينهما يأخذ الجهد الكهربائي القيم كافة، وهذا ما يوضحه الشكل (4). ويلاحظ في هذا الشكل كذلك وضعان للخط الشاقولي أحدهما منزاح إلى يسار الشاشة وآخر إلى يمينها بفضل جهد مستمر مطبق على لوحي الانحراف الأفقي. وإذا طبق جهد متناوب بين صفيحتي الانحراف الأفقي ارتسم على الشاشة خط أفقي للسبب ذاته. وإذا طبق في الوقت ذاته على صفيحتي الانحراف الشاقولي جهد مستمر بحيث تكون الصفيحة العليا موجبة انزاح الخط الأفقي نحو الأعلى، وينزاح الخط نحو الأسفل عندما تجعل الصفيحة السفلى موجبة، وهذا ما يوضحه الشكل (5).


الشكل (4) ارتسام خط شاقولي على الشاشة عند تطبيق جهد متناوب AC بين صفيحتي الانحراف الشاقولي


الشكل (5) ارتسام خط أفقي على الشاشة عند تطبيق جهد متناوب AC بين صفيحتي الانحراف الأفقي


الشكل (6) اهتزازات أسنان المنشار الذي تولده هزازة داخلية في الراسم

تحدث أمور أكثر طرافة عندما يطبق على صفيحتي الانحراف الأفقي جهد متناوب تولده هزازة داخل الراسم يمكن تغيير تواتره من مفتاح قاعدة الزمنtime base knob، وهو مفتاح يتوضَّع على واجهة الراسم كتب عليه ناخب التواتر select range. فإذا وضع هذا المفتاح على الوضع 1KC تطلَّب انزياح حزمة الإلكترونات مسافة سنتمتر واحد واحد بالألف من الثانية، وإذا طبق في الوقت ذاته على صفيحتي الانحراف الشاقولي أي المدخل Y، جهد متناوب ارتسم على الشاشة منحن جيبي كالظاهر في الشكل (1). يمكن استنتاج دور الجهد المتناوب المطبق من قياس المسافة التي يغطيها دور كامل وضرب ذلك بـ 1/1000، ويمثل بالطبع يمثل مقلوب ذلك تواتر الجهد المتناوب المطبق على المدخل Y للراسم. تجدر الإشارة على أن الهزازة داخل الراسم لا تولِّد اهتزازاً جيبياً وإنما تولد اهتزازاً على هيئة أسنان المنشار saw tooth، كما هو مبين في الشكل (6)، الأمر الذي يجعل حزمة الإلكترونات تقطع الشاشة من أقصى يسار الشاشة إلى يمينها بسرعة منتظمة ثم تعود إلى نقطة البدء لتشرع بشوط جديد وهكذا.

يشار أخيراً إلى أن راسم الاهتزاز المهبطي قادر على رسم الإشارات الكهربائية المطبقة على مدخله Y مهما يكن شكلها، ولا يرتبط عمله بالجهود المتناوبة النظامية وحسب.





في أمـان الله وحفـظـه