У всех цифровых осциллографов регистрация сигнала и его отображение - два совершенно разных процесса (что у многих представителей "старой школы" иногда вызывает раздражение), в аналоговом осциллографе мы видим (ну, со скидкой на время послесвечения) сигнал в реальном времени, то, что имеется в сети прямо сейчас. В большинстве случаев это не хорошо и не плохо, но в любом случае отсутствие зависимости яркости и четкости от времени развертки, возможность наблюдать сигнал некоторое время до момента синхронизации - явные преимущества цифровых приборов.
Однако реально что-то похожее на современные цифровые осциллографы появилось только в конце 80-х, и то со скоростью оцифровки были большие проблемы, а одиночные короткие импульсы смотреть было необходимо еще в 50-е годы - ядерная физика ставила задачи регистрации очень быстротечных событий уже тогда. Фотоснимки, конечно, позволяли в ряде случаев зафиксировать событие, но временные характеристики импульсов на ней измерить невозможно. Фиксация осциллограммы на фотопленку тоже имела свои ограничения - при слишком большой скорости луча эффективность люминофора падала, даже чувствительная пленка уже не могла зафиксировать его свечение, кроме того этап проявления сильно затруднял работу.
И тогда были придуманы "запоминающие электронно-лучевые трубки"
В них было две электронных пушки (собственно устройств, излучающих электроны). Одна из них излучала "быстрые" электроны. Они были реально быстрыми, потому, что их разгоняли высоким (по отношению к другим электронно-лучевым трубкам) напряжением и они приобретали большую энергию. Во первых, это несколько увеличивало скорость регистрации (грубо говоря, отклонение луча "усредняется" за время, пока электрон пролетает вдоль электродов. Это не играет значение для обычных частот, но когда надо регистрировать пикосекундные импульсы...), во вторых энергия электронов нужна была для сильной электризации "мишени", но об этом чуть позже. Вторая испускала несфокусированный поток "медленных" электронов и использовалась при воспроизведении ранее записанного изображения.
Между экраном с люминофором и электронной пушкой с отклоняющей системой находилась "мишень", состоящая из тонкой и очень частой металлической сетки, покрытой диэлектриком. В качестве диэлектрика использовались полимерные материалы с низкой энергией выхода электронов. Перед мишенью находилась еще одна очень редкая сетка - коллектор. Примерно так:
На фазе регистрации на сетку подавался небольшой "минус", на коллектор "плюс". Между сеткой и коллектором образовывалось тормозящее поле, но, напоминаем, электроны у нас сейчас быстрые и их такой ерундой не затормозить:
Более того, врезаясь в диэлектрик, такой электрон выбивает из него много вторичных электронов. В обычных условиях эти электроны бы вернулись обратно (как выброшенная при взрыве земля оседает назад), но рядом есть "положительный" коллектор, который притягивает их. В результате в участке диэлектрика, в который попал электронный луч, образуется большой положительный заряд. Там, куда луч не попал, ничего не образуется.
Во вторую фазу, воспроизведении, включается вторая пушка - "прожектор", которая равномерно "освещает" мишень расфокусированным потоком медленных не энергичных электронов.
Небольшое тормозящее поле останавливает этих медленных, практически не имеющих никакой воли к движению электронов и отправляет их в коллектор. Но там, где прошелся луч в первую фазу, тормозящего поля нет или даже есть разгоняющее (в зависимости от конструкции и настроек). Поэтому медленные электроны свободно "проскакивают" эти участки и, разгоняясь полем второго анода, ударяются о люминофор, вызывая его свечение.
Время воспроизведения может быть в зависимости от условий от нескольких минут до нескольких часов (а в выключенном состоянии - до нескольких дней), что позволяет при необходимости рассмотреть или неспешно сфотографировать этот сигнал.
Тончайшая сетка, равномерно покрытая диэлектриком, сложная система коммутации напряжений (это мы еще не рассматривали стирание и подготовку к регистрации), сложная синхронизация - все это делало приборы, очень мягко говоря, не дешевыми, сложными в эксплуатации и ремонте. Но позволяло без единой цифровой микросхемы делать то, что сейчас является обычным режимом работы :)
Ставьте лайки, делайте репосты и не забывайте заземлять!
Подписывайтесь на наш канал!
Скидка в нашем интернет-магазине на #осциллографы и другие #измерительные #приборы по промокоду ZENPROFIT.
