오실로스코프 작동법
1. 목 적
Braun관 오실로스코르의 기본적인 작용을 이해함과 동시에, 변화가 빠른 현상을 전기 신호 로 변환하여 관측하고, Beaun관 오실로스코프의 취급방법을 익힌다.
2. 원 리
Braun관에는 전자 beam의 편향방식, 집속형식, 형광면 등에 따라 몇 가지 종류가 있는데, 여기서는 정전편향형 측정용 Braun관에 대해서 그 개략적인 것을 기술하기로 한다.
1)오실로스코프의 내부 구조
오실로스코프의 내부 구조는 <그림 1>에서 보는 바와 같이 음극선관(CRT : cathode ray tube), 수평증폭기(horizontal amplifier), 수직증폭기(vertical amplifier), 시간 축 톱니파 발진 기(sweep generator)로 크게 분리할 수 있다. 전자총에서 방출된 전자빔은 형광판 쪽으로 진행하면서 그 도중에 한 쌍의 수평편향판과 또 한 쌍의 수직편광판 사일ㄹ 통과하도록 되 어 있다. 전자빔은 편광판에 걸리는 전압이 0일 때 형광스크린의 중심에 광점을 나타낸다.
스크린 상에서의 광점의 위지는 두 쌍으로 된 편향판에 전압이 걸릴 때 전자빔이 편향되면 서 바뀌는데, 이것은 편향판 사이에 형성된 전기장에 의해 전자가 힘을 받기 때문이다. 개략 적인 모식도를 <그림 2>에 나타내었다.
2)조작방법
(※그림으로 나타낸 오실로스코프는 우리가 사용하는 것과 모델은 다르나 명칭과 동작 원리 는 같으므로 각 부분의 명칭과 그에 따른 동작을 확인하고 숙지한다.)
a. 화면 조정과 전원부
① power 스위치
② power 램프 : 장비에 전원이 공급되면 점등
③ intensity : 시계방향으로 돌리면 밝기가 증가
④ focus : 소인선이 가장 가늘고 선명하게 되도록 조정
⑤ trace rotation : CRT의 수평선과 일치하도록 조정
b.수직증폭부
⑨ CH 1, X IN connector
⑩ CH 2, Y IN connector
⑪,⑫ AC, DC, GND
-AC : 입력콘넥터와 수직증폭기 사이의 capacitor 로 신호의 DC성분 차단 -GND : 수직증폭기 입력단을 접지시켜 GND가 기준점이 됨
-DC : 입력콘넥터와 수직증폭기를 직접 연결
⑬,⑭ VOLT/DIV : 수직편향감도를 선택하는 단계별 감쇠기로 입력신호의 크기에 상관없이 파형관측이 가능하게 한다.
⑮,⑯ variable : 수직편향감도를 연속적으로 변화시킬 때 사용하는 미세조정기로서 손잡이를 당기면 수직축 감도는 5배가 된다.
⑰,⑱ position : 수직축 파형을 이동시킬 때 사용한다.
⑲ V. mode
-CH 1 : CH 1에 입력된 신호만 출력 -CH 2 : CH 2에 입력된 신호만 출력
-DUAL : CH 1, CH 2에 입력된 두 신호를 동시에 출력 -ADD : CH 1과 CH 2 의 휘선이 대수합으로 나타남
c. 소인과 동기부
㉒ time/div : 교정된 주시간 간격, 지연소인동작을 위한 지연시간을 선택
㉕ variable : 교정된 위치로부터 소인시간을 연속적으로 변화시틸 때 사용 -PULL x 10MAG : 스위치를 당기면 소인시간이 10배로 확대
㉖ HORI. position : 수평위치의 조정에 사용되며 파형의 시간 측정과는 무관
㉗ trigger mide
-AUTO : 소인은 자동적으로 발생하며 동기신호가 있을 때 파형은 정지 -NORM : 낮은 주파수(약 25 Hz이하)에서 효과적인 동기를 시키고자 할 때 -TV-V : 프레임 단위의 비디오 합성신호 측정 시
-TV-H : 주사선 단위의 비디오 합성신로 측정 시
㉘ trigger source
-CH 1 : source를 CH 1로 할 때 -Ch 2 : source를 CH 2로 할 때
-LINE : AC전원의 주파수에 동기되는 신호를 관측할 때 사용되며 측정신호에 포함되는 전원 에 의한 성분은 안정적으로 관측 가능
-EXT : 외부신호가 동기신호원이 되며 수직축 신호에 무관하게 동기시킬 때
㉚ trig level : 동기신호의 시작점을 선택
㉛ EXT TRIG IN : 외부동기신호를 trigger 회로에 연결할 때 사용
d. Probe
- 10x 의 probe가 범용으로 쓰임
- 10x 의 위치에서는 입력 임피던스가 증가되어 입력신호가 1/10 으로 감쇄되므로 측정단 위(VOLT/DIV)를 10배로 곱해야 함
3. 실험도구
오실로스코프, 디지털 멀티메타, 함수발생기
4. 실험방법
① 오실로스코프에 프르부를 CH 1에 연결한 후 오실로스코프의 화면부와 증폭부의 다이얼 을 모두 좌측으로 완전히 돌린 후 전원스위치를 켠다.
② 화면 출력이 CH 1에 위치한지 확인 후 포지션 다이얼을 이용하여 원점을 맞추면서 포커 스 다이얼로 초점을 맞춘다.
③ 함수발생기의 진폭 조절 다이얼을 왼쪽으로 완전히 돌린 후 전원 스위치를 켜고 오실로 스코프의 프르부와 연결한다.
④ 함수발생기의 주파수를 100Hz로 조절하고, 입력 파형을 결정한다.
⑤ 오실로스코프의 Volt/Div 및 Time/Div 다이얼을 조절하여 화면에 파형이 들어올 수 있도 록 조절한다.
⑥ 화면에 그려진 그래프의 진폭 및 위상 변화를 확인하고 모눈 종이에 기록한다.
⑦ 함수발생기에서 입력되는 전압을 멀티미터로 확인하고 그 값과 그래프에 나타난 값이 일 치하는지 확인한다.
5. 실험결과 및 고찰
1) 화면에 나타난 그래프
2) 멀티메타로 측정한 전압과 화면에 나타난 진폭의 비교
