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1.2 Die Kathodenstrahlröhre

Die Kathodenstrahlröhre ist eine Hochvakuumröhre. Aus der geheizten Kathode treten Elektronen aus, die zur Anode hin beschleunigt werden. Der Wehneltzylinder steuert die Intensität des Elektronenstrahls. Er weist gegenüber der Kathode ein negatives Potential auf, drängt also einen Teil der Elektronen zurück. Die Hilfsanode (positives Potential, aber deutlich unter dem der Anode) bündelt den Elektronenstrahl. Sie bildet mit der Anode zusammen ein System, das dem einer optischen Sammellinse ähnlich ist. Der Elektronenstrahl erzeugt auf dem Bildschirm einen Leuchtfleck. Zum Scharfstellen des Leuchtflecks verändert man die Spannung der Hilfsanode. Dadurch verändert man den Einfluß der Elektronenoptik auf den Elektronenstrahl (vergleichbar mit dem Einstellen der Schärfe bei einer Spiegelreflexkamera).
 
Abbildung: Elektronenstrahloszilloskop
\includegraphics[width=\linewidth]{mod1_1/oszi_sch1000.eps} 
 

Der Bildschirm auf der Innenseite der Bildröhre enthält fluoreszierende Bestandteile, die beim Auftreffen des Elektronenstrahls aufleuchten, und phosphoreszierende Bestandteile, die ein Nachleuchten bewirken. Wir wissen nun, wie eine Elektronenkanone im Prinzip funktioniert. Es handelt sich aber zunächst nur um einen unbeweglichen Leuchtfleck in der Mitte des Bildschirms. Um den Leuchtfleck an einer beliebigen Position erscheinen zu lassen, benötigt man Ablenkplatten. Je eine für die Ablenkung in y-Richtung und für die Ablenkung in x-Richtung.

 
Abbildung: Elektronenstrahloszilloskop
\includegraphics[width=\linewidth]{mod1_1/oszi_sch_021000.eps} 
 
 
Abbildung: Ablenkung eines Elektrons im elektrischen Feld
\includegraphics[width=\linewidth]{mod1_1/oszi_sch_02a1000.eps} 
 

In der Regel möchte man zeitabhängige Signale auf dem Oszilloskopbildschirm darstellen. Bei unserem Oszilloskop müssen das periodische Signale sein, da das Oszilloskop einen einmaligen Vorgang nicht speichern kann. Das Bild wird bei uns also dadurch erzeugt, daß das gleiche periodische Signal immer wieder dargestellt wird ( genauso wie bei einem Standbild im Fernseher oder einem stehenden Monitorbild). Die x-Ablenkung ist dabei die Zeitbasis, die y-Ablenkung stellt die momentane Amplitude des Signals dar.

 
Abbildung: Zeitablenkung ohne y-Signal
\includegraphics[width=\linewidth]{mod1_1/oszi_sch_031000.eps} 
 

Aus der Überlagerung von x- und y-Ablenkung ergibt sich das Oszilloskopbild. 


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Thorsten Ludwig
Lutz Leutelt

1999-02-15