[기초전자학실험]오실로스코프

소개

목적: 오실로스코우프의 원리를 이해하고 그 사용법을 익힌다.
* 오실로스코프에서 관찰된 파형을 컬러 사진으로 담고,
개인적으로 필요하다고 생각하는 부분에서 책 내용도 스캔해 올렸습니다.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험기구
4. 실험방법
5. 실험결과보고서
1) 측정값
2) 토의

본문내용

2. 이론

(1) 오실로스코우프의 원리

오실로스코우프(oscilloscope)는 시간에 따라 변하는 파형을 시각적으로 보여주는 기구이다. 기본 구조는 TV나 컴퓨터 모니터에도 많이 쓰이는 음극선관(cathod ray tube, CRT)으로, 그림 1에 개략적으로 그려진 대로, 전자총, 수평 및 수직 편향판과 형광막 등으로 구성된다. 음극인 전자총에서 나온 전자는 형광막 쪽으로 가속된 후 형광막에 부딪히게 되는데, 이 때 전자의 운동에너지가 형광막에서 빛에너지로 바뀌어 점으로 빛나게 된다. 전자는 형광막으로 운동하는 동안 전압이 걸려있는 수평 편향판 한쌍과 수직 편향판 한쌍 사이를 지나면서 상하좌우로 휘게 된다. 즉 편향판에 걸어주는 전압을 바꿈으로써 형광막 상의 광점의 위치를 조절할 수 있다.

오실로스코우프의 동작 방식은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 수평 편향판에는 오실로스코우프 내부에서 발생한 톱니파를 걸고 수직 편향판에는 보고자 하는 신호를 거는 “한 신호 보기 방식”이다. 다른 하나는 수평 편향판과 수직 편향판 모두에 외부 신호를 걸어 두 신호를 합성하여 보는 “두 신호 합성 방식”이다.

그림 2에는 오실로스코우프 안의 편향판에 신호를 거는 방식의 개략도를 나타낸 것이다. 수직 편향판에는 항상 외부 신호인 수직입력 신호가 수직증폭기를 거쳐 입력된다. “한 신호 보기 방식”에서는 선택 스위치 A를 위에 놓아 오실로스코우프 내부의 톱니파발진기의 신호가 수평 편향판에 입력되도록 하고, “두 신호 합성 방식”에서는 A(와 C)를 내려 수평입력 신호가 수평증폭기를 통해 입력되도록 한다. “한 신호 보기 방식”에서는 수평 톱니파의 시작 시간을 지시하는 동기(synchronization) 신호를 주어야 하는데, 수직 증폭기의 신호를 동기신호로 쓰는 internal triggering 방식과 별도의 외부신호를 동기신호로 사용하는 external triggering 방식이 있고, 스위치 B가 이를 선택한다. 오실로스코우프에 따라 외부 동기신호 용 입력이 따로 있는 경우와 수평 입력을 외부 동기신호 입력 겸용으로 사용하는 경우가 있다. 그림 2는 후자의 경우로, 스위치 C가 수평입력이 “두 신호 합성 방식”의 수평입력 신호인지 “한 신호 보기 방식”의 외부 동기 신호인지를 구분하게 되며, 스위치 A와 동시에 아래 위로 움직인다.

참고자료

· 실험교재: 전자학실험
· 원송희, [초심자를 위한 오실로스코프], 우진출판사, 1989