Funzionamento oscilloscopio

L’oscilloscopio è uno strumento che visualizza su uno schermo l’andamento di una tensione in funzione del tempo. Con questo strumento si possono eseguire misure di tempo e di ampiezza della forma d’onda presentata all’ingresso.

L’oscilloscopio è costituito dal tubo a raggi catodici, composto da un involucro di vetro in cui è stato fatto il vuoto. In esso si trova un filamento che riscaldato per effetto termoionico emette elettroni i quali sono accelerati da un elettrodo. Quest'ultimo è costituito da una placchetta metallica con un foro ed è tenuto a un potenziale  elettrico costante rispetto al filamento. In pratica questo sistema serve per formare un fascio di elettroni ben collimato. Gli elettroni che fuoriescono dal foro possiedono  una determinata velocità. Lungo la traiettoria è inserita una coppia di placchette deflettrici disposte a 90° a cui è applicata una certa differenza di potenziale. La tensione applicata permette di deviare il flusso di particelle. Un tubo a “raggi catodici” di un oscilloscopio tradizionale è composto, quindi, da un cannone elettronico che emette un fascio di elettroni ben collimato, coppie di placchette deflettrici e da uno schermo su cui nelle parte interna è depositato del materiale fosforescente che si illumina se colpito da un fascio di elettroni. Guardando lo schermo, il punto luminoso si muove lungo l’asse delle x con velocità uniforme e, variando alcuni valori, si può aumentare o diminuire la sua velocità di spostamento. Se contemporaneamente viene applicata alle placchette deflettrici verticali un determinato tipo di segnale, il punto luminoso disegna sullo schermo un'onda. . Tale sistema però genererebbe un'immagine fissa che svanisce con la fine del passaggio degli elettroni. Per evitare questo, quindi, si dispone di un segnale ripetitivo nel tempo al fine di fissare l'immagine sullo schermo. Gli oscilloscopi possiedono almeno due canali di ingresso, e sullo schermo si possono analizzare contemporaneamente due segnali. per ottenere questo sono possibili due soluzioni: l'utilizzo dell'oscilloscopio dotato di un tubo a raggi catodici formato da 2 cannoni elettronici, due coppie di placchette deflettrici verticali ed una sola coppia di orizzontale oppure dell'oscilloscopio dotato di un tubo a raggi catodici normale, ma dotato di un commutatore elettronico che applica alle placchette deflettrici verticali prima un segnale e poi l’altro. Il registratore oscilloscopico, quindi, è destinato alla registrazione delle onde prodotte da un oscilloscopio che, nella maggior parte dei casi, sarebbero impercettibili alla vista umana.

Schema funzionamento oscilloscopio