Осциллографы с запоминающими ЭЛТ

Осциллографы этого вида предназначены в основном для исследования однократных и редко повторяющихся импульсов и случайных процессов. Запоминающие осциллографы применяют также и тогда, когда нужно сравнить форму сигналов через некоторый промежуток времени. Основой таких осциллографов является специальная ЭЛТ – запоминающая, способная длительное время воспроизводить изображение сигнала после его исчезновения на входе осциллографа (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Схема запоминающей ЭЛТ

Запоминающие ЭЛТ (ЗЭЛТ) имеют те же составные части, что и обычные, но дополнительно оснащаются специальным узлом памяти, узлом воспроизведения записанного изображения и вспомогательными электродами, уменьшающими вредное воздействие тяжелых ионов на процесс хранения и воспроизведения осциллограммы. Узел памяти содержит два плоских сеточных электрода, расположенных на пути электронного луча параллельно экрану. Электрод, расположенный непосредственно у экрана ЭЛТ и имеющий мелкоструктурную сетку, покрытую тонким слоем диэлектрика, называется мишенью. Поверх мишени расположена металлическая сетка – коллектор. ЗЭЛТ содержит также два прожектора, один из которых формирует тонкий электронный луч быстрых электронов (записывающий прожектор), а другой – широкий поток медленных электронов (воспроизводящий прожектор). Записывающий прожектор соответствует электронной пушке обычной ЭЛТ. Запись электрического сигнала происходит путем нанесения рельефа положительных электрических зарядов на мишени за счет вторичной эмиссии электронов под воздействием записывающего электронного луча. Потенциал диэлектрического слоя мишени не позволяет электронам воспроизводящего прожектора до записи попадать на мишень.

После записи в местах мишени, на которые воздействовал луч записывающего прожектора, потенциал диэлектрика повышается и становится выше запирающего. В этих местах воспроизводящий электронный поток начинает проходить на экран и вызывать его свечение. В зависимости от электрического режима и конструкции электродов узла памяти и узла воспроизведения различают два вида устройств:

1) ЭЛТ с полутоновой памятью, у которых изображение может иметь различную яркость изображения осциллограммы;

2) ЭЛТ с бистабильной памятью, у которых изображение может иметь только одну степень яркости.

Длительность воспроизведения записанного сигнала зависит от вида электронной памяти и составляет около 1 мин для полутонового вида и 20 мин – для бистабильного. Полутоновый вид при меньшем времени воспроизведения записанного изображения обладает существенно большей скоростью записи (до 4000 км/с). Скорость записи с ЭЛТ с бистабильной памятью обычно не превышает 10 км/с. Осциллографы с полутоновой памятью могут иметь режим регулируемого послесвечения. При определенном порядке снятия напряжений с электродов запоминающие ЭЛТ способны сохранять записанное изображение длительное время. Гарантированное время сохранения изображения у бистабильных ЭЛТ достигает недели, а у полутоновых – около 8 ч.

Во многом остальном осциллографы с ЗЭЛТ состоят из тех же блоков, что и обычные, универсальные. Дополнительно в них включены устройства, обеспечивающие различные режимы памяти.

Специфическими параметрами осциллографов с ЗЭЛТ являются: скорость записи в режиме запоминания, время воспроизведения, а также время сохранения и время стирания.

Скорость записи определяет способность ЗЭЛТ к воспроизведению на экране быстрых процессов.

Время воспроизведения характеризует возможную длительность цикла измерения, способность к сохранению сигнала на экране в процессе работы без выключения прибора.

Время сохранения – это отрезок времени, в течение которого записанный сигнал сохраняется без воспроизведения (после выключения прибора) и до истечения которого он может быть воспроизведен на экране ЗЭЛТ с установленными показателями качества изображения и времени воспроизведения.

Время стирания – отрезок времени между началом стирания и моментом, когда яркость изображения снизится до 10 % от первоначально установленного значения.