راسم إشارة
راسم الاهتزاز المهبطي يطلق عليه كذلك راسم الإشارة إنگليزية: oscilloscope (اختصار (ر إ م - CRO) أي راسم إشارة الأشعة المهبطية cathode-ray ) هو جزء من جهاز قياس إلكتروني يسمح بإظهار و رسم جهد الإشارة عادة بشكل مخطط ثنائي الأبعاد للجهد الكهربائي (على المحور العمودي) مقابل الزمن (على المحور الأفقي) أو يستعاض عن الومن بجهد آخر على المحور الأفقي .
راسِمَة الذَّبذبات جهاز إلكتروني يعرض إشارات كهربائية متبدلة. وتظهر الإشارات في شكل خطوط متموجة، أو أشكال أخرى على الشاشة المضيئة.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
وصف
يبدو للوهلة الأولى للناظر إلى راسم الاهتزاز المهبطي، 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.
الإستخدامات
تستخدم راسمات الذَّبذبات في مجالات عدة مثل الصناعة والطب والبحث العلمي. ويستخدم مهندسو الإلكترونيات هذه الأجهزة لفحص الحواسيب وأجهزة الراديو، والأجهزة الإلكترونية الأخرى. ويستخدمها الأطباء في دراسة النبضات الكهربائية الصادرة عن الدماغ أو القلب. كما يمكن دراسة الضوء، والحركة الآلية، والصوت بوساطة هذه الأجهزة. وهناك أجهزة تُدعى محولات الطاقة تبدل هذه الأشكال من الطاقة إلى إشارات إلكترونية.
وتمثل شاشة راسمة الذبذبات واجهة أنبوب أشعة الكاثود، وهو نوع خاص من الصمامات المُفرغة. وفي داخل الأنبوب جهاز يُدعىَ مدفع الإلكترونات، يقذف شعاعاً من الإلكترونات على الشاشة المضيئة. وأية حركة لهذا الشعاع تترك خطاً متوهجاً على الشاشة. وتجعل دارة تُدعى قاعدة الوقت، الشعاع يتحرك بصورة متكررة من اليسار إلى اليمين. وفي الوقت نفسه تُلقم (تغذِّي) الإشارة موضوع الدراسة في جهاز راسمة الذبذبات وتجعل الشعاع يتحرك إلى أعلى وأسفل. وتتطابق هذه الحركة مع ذبذبات (اهتزازات) في الإشارة. فالشعاع يتحرك إلى أعلى وأسفل، بينما هو يتحرك من اليسار إلى اليمين. وبذا يرسم مخططاً على الشاشة. ويمثل هذا المخطط الإشارة المتذبذبة.
راسمة الذبذبات نوع من المِنْوَسَة أي جهاز يعرض أو يسجل الإشارات الكهربائية. هناك أنماط معينة من المِنْوسات تحول الإشارات الكهربائية إلى حركات آلية، تُسجل على الورق، أو على شريط تصوير. وتستخدم بعض المؤسسات، على سبيل المثال، قلماً خفيف الوزن يسمى ستيلو لرسم خط متموج على جدول ورقي متحرك.
وله دخلان اي يستطيع رسم اشارتين مختلفتين و أما ان يرسم واحد منهما فقط على شاشة العرض أو يعرضهما معاً ويمكن عرض قيمة طرح الاشارتين أو ضربها. ومنها عادي ورقمي و يوجد برامج تحول الحاسب الشخصي إلى راسم إشارة عن طريق كارت الصوت
العمل
تتحرك حزمة الإلكترونات بفضل زوجين من صفائح الانحراف deflection plates؛ زوج منها لتوليد الانحراف بالاتجاه الأفقي X، والزوج الآخر لتوليد الانحراف بالاتجاه الشاقولي Y. ويتضح 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.
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. 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.
تحدث أمور أكثر طرافة عندما يطبق على صفيحتي الانحراف الأفقي جهد متناوب تولده هزازة داخل الراسم يمكن تغيير تواتره من مفتاح قاعدة الزمن time 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.
المصادر
انظر أيضاً
- Clipping of audio signals
- Eye pattern
- Glitch
- Heathkit
- Orders of frequency magnitude
- Phonodeik
- Tennis for Two - Oscilloscope game
- Test probe
- Time-domain reflectometry
- Runt pulse
- Vectorscope
- Waveform monitor
الهامش
وصلات خارجية
- Oscilloscope Tutorial Videos in HD
- The Cathode Ray Tube site
- XYZ of Oscilloscopes 64 page Tutorial
- Digital Storage Oscilloscope Measurement Basics
- Agilent Oscilloscope Service Manual
- Using an Oscilloscope
- Oscilloscope Measurement Fundamentals
- Oscilloscope Development, 1943-1957
- Oscilloscope basic guide