Oscilloscopio
Storia
Questo strumento è stato costruito per scopi didattici e di ricerca; infatti serve per visualizzare, su un grafico bidimensionale, l'andamento nel dominio del tempo dei segnali elettrici ed effettuare misure a lettura diretta di tensione (rappresentata sull'asse verticale) e periodo (con il tempo rappresentato sull'asse orizzontale). La storia dell'oscilloscopio risale alle prime registrazioni di forme d'onda con un galvanometro accoppiato ad un sistema di trafilatura meccanica nel secondo decennio dell'Ottocento. L'oscilloscopio digitale moderno è una conseguenza di più generazioni di sviluppo dell'oscillografo, dei tubi a raggi catodici, degli oscilloscopi analogici e dell'elettronica digitale.
Descrizione
Lo strumento ha custodia in metallo di forma parallelepipeda e poggia su quattro piedini in gomma. Il pannello frontale è occupato dallo schermo che permette la visione dell'immagine prodotta e da diverse manopole di regolazione e boccole. La manopola in alto a sinistra permette l'accensione e lo spegnimento dell'oscillografo e la regolazione della luminosità dell'immagine. La manopola in alto a destra consente la messa a fuoco dell'immagine sullo schermo. I due potenziometri in basso a sinistra permettono lo spostamento orizzontale dell'immagine e la regolazione della sua larghezza, quelli in basso a destra lo spostamento verticale e la regolazione dell'altezza dell'immagine. Tramite i due potenziometri che regolano lo spostamento è possibile centrare perfettamente il punto luminoso sullo schermo all'inizio delle esperienze. Nella parte inferiore del pannello frontale sono inserite sei boccole di collegamento, indicate dalle lettere a,b,c,d,e,f, da sinistra a destra.
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Funzionamento
L’oscilloscopio a tubo catodico è costituito da 4 circuiti elettronici distinti: amplificatore verticale, amplificatore orizzontale, base dei tempi e alimentatore di corrente. Il tubo catodico è un'ampolla di vetro a simmetria cilindrica che termina da un lato con uno schermo ricoperto di fosforo, una sostanza che si illumina quando colpita da un flusso di elettroni, dall'altra da un filamento a cui è applicata una tensione; il flusso di corrente ne causa un riscaldamento fino ad una temperatura di 700-800 °C, emettendo elettroni con facilità se sottoposto ad un campo elettrico. Nell'ampolla viene praticato il vuoto. Il tubo catodico di un oscilloscopio è simile a quello di un televisore in bianco e nero, ma è più allungato e ha uno schermo più piccolo. Nel collo del tubo è presente un cannone elettronico. Una differenza di potenziale molto elevata è applicata tra il catodo (a potenziale negativo) e le griglie dell'anodo (a potenziale positivo). Gli elettroni sono accelerati dal campo elettrico verso lo schermo, e focalizzati dal campo magnetico prodotto da un apposito elettromagnete; sullo schermo colpiscono un materiale fosforescente che emette luce nel punto colpito. Il fascio viene deviato orizzontalmente e verticalmente dal campo elettrico trasversale generato da due coppie di placche di deflessione.
