Cathode Ray Oscilloscope MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Cathode Ray Oscilloscope - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर: 1) रेखा में संकेत की संचरण चाल है।

व्याख्या:

ऑसिलोस्कोप में प्रयुक्त विद्युतिक विलम्ब रेखा में, विलम्ब समय निर्धारित होता है:

• विलम्ब रेखा की भौतिक लंबाई

• रेखा के माध्यम से संकेत की संचरण चाल (जो माध्यम के गुणों पर निर्भर करती है, जैसे कि इसका परावैघ्दुत स्थिरांक और प्रति इकाई लंबाई पर प्रेरकत्व/धारिता)।

विकल्प विश्लेषण

2. विलम्ब रेखा का प्रतिरोध → सिग्नल क्षीणन को प्रभावित करता है, विलम्ब समय को नहीं।

3. इनपुट सिग्नल की आवृत्ति → विलम्ब रेखा को आम तौर पर संकेतों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए आवृत्ति-स्वतंत्र होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

4. इलेक्ट्रॉन बीम की चाल → यह CRT प्रदर्शन से संबंधित है, विलम्ब रेखा से नहीं।

इस प्रकार, सही विकल्प 1) रेखा में संकेत की संचरण चाल है।

व्याख्या:

ऑसिलोस्कोप में समय विलंब को मापना

परिभाषा: एक ऑसिलोस्कोप एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जिसका उपयोग परिवर्तनशील विद्युत संकेतों को मापने और देखने के लिए किया जाता है। यह सिग्नल के तरंगरूप को प्रदर्शित करता है, जिससे इसके गुणों जैसे आयाम, आवृत्ति और समय विलंब का विश्लेषण करने की अनुमति मिलती है। ऑसिलोस्कोप में समय विलंब तरंगरूप में विशिष्ट बिंदुओं के बीच के अंतराल को संदर्भित करता है, जैसे कि शिखर या शून्य क्रॉसिंग के बीच।

कार्य सिद्धांत: ऑसिलोस्कोप इनपुट सिग्नल का नमूना लेकर और इसे समय के फलन के रूप में स्क्रीन पर प्लॉट करके काम करते हैं। क्षैतिज अक्ष समय का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि ऊर्ध्वाधर अक्ष सिग्नल के आयाम का प्रतिनिधित्व करता है। तरंगरूप का विश्लेषण करके, समय विलंब सहित विभिन्न मापदंडों को मापा जा सकता है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 1: सिग्नल के दो क्रमागत शिखरों के बीच का समय मापकर।

ऑसिलोस्कोप में समय विलंब को मापने के लिए, सबसे सरल और सटीक विधि सिग्नल के दो क्रमागत शिखरों के बीच के समय अंतराल को देखना है। यह दृष्टिकोण सिग्नल की अवधि या आवृत्ति को निर्धारित करने के लिए तरंगरूप के दृश्य प्रतिनिधित्व का उपयोग करता है। क्रमागत शिखरों के बीच समय अंतर की पहचान करके, समय विलंब को सटीक रूप से मापा जा सकता है।

Additional Information 

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 2: सिग्नल के आयाम को मापकर।

समय विलंब को मापने के लिए यह विकल्प गलत है। सिग्नल का आयाम उसकी शक्ति या परिमाण को संदर्भित करता है, न कि तरंगरूप में बिंदुओं के बीच के समय अंतराल को। जबकि आयाम एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, यह समय विलंब के बारे में जानकारी प्रदान नहीं करता है।

विकल्प 3: दुर्बल संकेतों की संख्या गिनकर।

यह विकल्प भी गलत है। दुर्बल संकेतों की संख्या गिनने का समय विलंब को मापने से कोई संबंध नहीं है। दुर्बल संकेत तरंगरूप के कम आयाम वाले भागों को संदर्भित कर सकते हैं, लेकिन इससे सिग्नल में विशिष्ट बिंदुओं के बीच के समय अंतराल को निर्धारित करने में मदद नहीं मिलती है।

विकल्प 4: सिग्नल के डेसिबल को मापकर।

यह विकल्प भी गलत है। डेसिबल सिग्नल की तीव्रता के माप की एक इकाई है, जिसका उपयोग आमतौर पर ऑडियो और ध्वनि इंजीनियरिंग में किया जाता है। सिग्नल के डेसिबल स्तर को मापने से समय विलंब के बारे में जानकारी नहीं मिलती है।

निष्कर्ष:

ऑसिलोस्कोप में समय विलंब को मापने की सही विधि को समझना सटीक सिग्नल विश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण है। सिग्नल के दो क्रमागत शिखरों के बीच के समय को मापकर, समय विलंब को प्रभावी ढंग से निर्धारित किया जा सकता है। आयाम को मापना, दुर्बल संकेतों की गणना करना या डेसिबल को मापना जैसे अन्य विकल्प समय विलंब माप के लिए आवश्यक जानकारी प्रदान नहीं करते हैं। विभिन्न अनुप्रयोगों में ऑसिलोस्कोप का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए तरंगरूप का उचित विश्लेषण और समझ आवश्यक है।

व्याख्या:

ऑसिलोस्कोप प्रोब में शिल्डिंग का उपयोग क्यों किया जाता है?

परिभाषा: ऑसिलोस्कोप प्रोब में शिल्डिंग का अर्थ प्रोब और उसके घटकों को बाहरी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से बचाने के लिए चालक सामग्री का उपयोग करना है। यह हस्तक्षेप, अक्सर विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और पर्यावरणीय कारकों से आता है, ऑसिलोस्कोप द्वारा लिए गए माप की सटीकता और विश्वसनीयता को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकता है।

कार्य सिद्धांत: शिल्डिंग विद्युत चुम्बकीय संगतता (EMC) के सिद्धांत पर काम करती है। यह सुनिश्चित करती है कि प्रोब बाहरी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के प्रति कम संवेदनशील है, जिससे मापा जा रहा संकेत की अखंडता बनाए रखी जाती है। शिल्डिंग में आमतौर पर एक चालक सामग्री शामिल होती है, जैसे कि धातु, जो प्रोब को घेर लेती है और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए एक बाधा के रूप में कार्य करती है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 2: बाहरी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को कम करने के लिए।

यह विकल्प ऑसिलोस्कोप प्रोब में शिल्डिंग के प्राथमिक उद्देश्य का सही वर्णन करता है। शिल्डिंग बाहरी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रभाव को प्रभावी ढंग से कम करती है, यह सुनिश्चित करती है कि ऑसिलोस्कोप सटीक और विश्वसनीय माप प्रदान करता है।

Additional Information

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: ऑसिलोस्कोप में इलेक्ट्रॉन बीम को नियंत्रित करने के लिए।

यह विकल्प गलत है क्योंकि ऑसिलोस्कोप में इलेक्ट्रॉन बीम को नियंत्रित करने के लिए शिल्डिंग का उपयोग नहीं किया जाता है। इलेक्ट्रॉन बीम को ऑसिलोस्कोप के आंतरिक घटकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जैसे कि इलेक्ट्रॉन गन और विक्षेपण प्लेट, जो स्क्रीन पर संकेत का दृश्य प्रतिनिधित्व बनाने के लिए बीम को निर्देशित करते हैं।

विकल्प 3: प्रोब की संवेदनशीलता बढ़ाने के लिए।

यह विकल्प भी गलत है। जबकि शिल्डिंग हस्तक्षेप को कम करके माप की सटीकता में सुधार करने में मदद कर सकती है, यह सीधे प्रोब की संवेदनशीलता को नहीं बढ़ाती है। एक ऑसिलोस्कोप प्रोब की संवेदनशीलता इसके डिज़ाइन और इसके घटकों की गुणवत्ता से निर्धारित होती है।

विकल्प 4: दुर्बल संकेतों को बढ़ाने के लिए।

यह विकल्प भी गलत है। शिल्डिंग संकेतों को बढ़ाती नहीं है। सिग्नल प्रवर्धन आमतौर पर ऑसिलोस्कोप के भीतर प्रवर्धकों या बाहरी प्रवर्धक परिपथ के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। शिल्डिंग केवल हस्तक्षेप को कम करने के उद्देश्य से है।

सही उत्तर: 2) किरण की बाईं से दाईं ओर एक व्यापक गति बनाना है।

व्याख्या:

CRT (कैथोड रे ट्यूब) ऑसिलोस्कोप में:

• क्षैतिज विक्षेपण प्लेटें इलेक्ट्रॉन बीम को नियंत्रित स्वीप में बाएँ से दाएँ (और वापस) ले जाने के लिए ज़िम्मेदार होती हैं। यह प्रदर्शित तरंग के समय-आधार (X-अक्ष) को उत्पन्न करता है।

• स्वीप को ट्रिगर किया जा सकता है (स्थिर प्रदर्शन के लिए) या मुक्त-चल रहा है (दोहराव वाले संकेतों के लिए)।

विकल्प विश्लेषण

1. किरण को फोकस करना → यह फोकसिंग एनोड द्वारा किया जाता है, विक्षेपण प्लेटों द्वारा नहीं।

2. इलेक्ट्रॉन गन को नियंत्रित करना → इलेक्ट्रॉन गन बीम का उत्सर्जन करती है, लेकिन विक्षेपण प्लेटें केवल इसे नियंत्रित करती हैं।

3. ऊर्ध्वाधर सिग्नल प्रदर्शित करना → ऊर्ध्वाधर विक्षेपण प्लेटें (Y-अक्ष) इसे संभालती हैं, क्षैतिज प्लेटें नहीं।

इस प्रकार, सही विकल्प 2) है।

सही उत्तर: 4) एकल इलेक्ट्रॉन गन का उपयोग करके वैकल्पिक स्वीप के साथ है।

व्याख्या:

एक बहु-ट्रेस ऑसिलोस्कोप में, दो या अधिक सिग्नलों को एक साथ प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किया जाता है:

• एक एकल इलेक्ट्रॉन गन जो इनपुट चैनलों के बीच तेज़ी से स्विच (वैकल्पिक) करती है।

• समय-विभाजन बहुसंकेतन: किरण ट्रेस के बीच इतनी तेज़ी से वैकल्पिक होती है कि मानव आँख उन्हें निरंतर मानती है।

• कर्तन/वैकल्पिक मोड:

  • कर्तन: तेज स्विचिंग (~100 kHz) प्रत्येक तरंग रूप के छोटे खंडों को बारी-बारी से खींचता है।

  • वैकल्पिक: पहले सिग्नल का एक पूर्ण स्वीप पूरा करता है, फिर अगला (धीमे सिग्नल के लिए उपयोग किया जाता है)।

संकल्पना - जब CRO (कैथोड रे ऑसिलोस्कोप) के विक्षेपण प्लेट (क्षैतिज विक्षेपण प्लेट और ऊर्ध्वाधर विक्षेपण प्लेट) के दोनों युग्म दो ज्यावक्रीय वोल्टेज से जुड़े हुए हैं, तो CRO स्क्रीन पर दिखाई देने वाले प्रतिरूप को लिसाजू प्रतिरूप कहा जाता है। इन लिसाजू प्रतिरूप की आकृति CRO के विक्षेपण प्लेट (निशान) के लिए लागू सिग्नल और आवृत्तियों के अनुपात के बीच कलांतर के परिवर्तन के साथ परिवर्तित होता है। 

स्थिति - 1: जब ø=0 या ø=360 है 

जब कोण ø=0 या ø=360 है, तो लिसाजू प्रतिरूप पहले चतुर्थांश से तीसरे चतुर्थांश तक केंद्र से होकर गुजरने वाली सीधी रेखा की आकृति वाला है। 

स्थिति - 2: जब  < ø < 90 या 270 < ø <360 है:-

जब कोण 0 < ø < 90 या 270 < ø < 360 की सीमा में है, तो लिसाजू प्रतिरूप पहले चतुर्थांश से तीसरे चतुर्थांश तक केंद्र से होकर गुजरने वाले दीर्घ अक्ष वाले दीर्घवृत्त की आकृति वाला है। 

स्थिति - 3: जब ø=90 है। 

जब कोण ø=90 है, तो लिसाजू प्रतिरूप वृत्त की आकृति का है। 

स्थिति - 4: जब 90  < ø < 180 या 180 < ø < 270 है। 

जब कोण 0 < ø < 90 या 270 < ø < 360 की सीमा में है, तो लिसाजू प्रतिरूप दूसरे चतुर्थांश से चौथे चतुर्थांश तक केंद्र से होकर गुजरने वाले दीर्घ अक्ष वाले दीर्घवृत्त की आकृति वाला है। 

स्थिति - 5: जब ø=180 है। 

जब कोण ø=180 है, तो लिसाजू प्रतिरूप दूसरे चतुर्थांश से चौथे चतुर्थांश तक केंद्र से होकर गुजरने वाली सीधी रेखा की आकृति वाला है।

हल: -

माना कि क्षैतिज प्लेट पर वोल्टेज आलेख निम्न है

विकल्प -1:- यह स्थिति (1) की है, इसलिए ऊर्ध्वाधर प्लेट पर वोल्टेज आलेख कलांतर ϕ = 0 या 360° के साथ होगा। 

विकल्प - 2:- यह स्थिति (2) की है, जिससे 0 < ϕ < 90° है, इसलिए ऊर्ध्वाधर प्लेट पर वोल्टेज आलेख में 0 < ϕ < 90° का कलांतर होगा।

विकल्प -3:- यह स्थिति (3) का है, इसलिए ϕ = 90° ↑ ऊर्ध्वाधर वोल्टेज आलेख क्षैतिज वोल्टेज आलेख के संबंध में ϕ = 90° वाला है।

विकल्प - 4: - यह स्थिति (4) का है, इसलिए 90° < ϕ < 180° है, ऊर्ध्वाधर वोल्टेज आलेख में क्षैतिज वोल्टेज आलेख के संबंध में कलांतर 90° < ϕ < 180° होगा। 

संकल्पना:

जब समान आवृत्ति और परिमाण वाले दो ज्यावक्रीय सिग्नलों को CRO के विक्षेपित प्लेटों के दोनों युग्मों पर लागू किया जाता है, तो लिसाजू की आकृति CRO के लिए लागू सिग्नलों के बीच कलान्तर के परिवर्तन के साथ परिवर्तित होता है। 

जब 0 < ϕ < 90o या 270o < ϕ < 360o है

लिसाजू का प्रतिरूप पहले चतुर्थांश से तीसरे चतुर्थांश तक केंद्र के माध्यम से पारित होकर दीर्घ अक्ष वाले एक दीर्घवृत्त की आकृति है। 

जब 90o < ø < 180o या 180o < ø < 270o है

लिसाजू का प्रतिरूप दूसरे चतुर्थांश से चौथे चतुर्थांश तक केंद्र के माध्यम से पारित होकर दीर्घ अक्ष वाले एक दीर्घवृत्त की आकृति होती है। 

वर्णन:

दिए गए इनपुट हैं: Em sin (ωt) V, Em sin (ωt + 30°) V

दोनों इनपुटों के बीच फेज अंतर = 30°

CRO के स्क्रीन पर लिसाजू का प्रतिरूप चतुर्थांश 1 और चतुर्थांश 3 में दीर्घ अक्ष के साथ एक दीर्घवृत्त होता है। 

Important Points

सही उत्तर विकल्प 4 है। :(200 Hz)

संकल्पना:

दिए गए समय आधार को प्रति विभाजन 1 ms पर सेट किया गया है।

इसके अलावा एक पूर्ण चक्र के लिए दिए गए ज्यावक्रीय संकेतो में पांच क्षैतिज विभाजन होते हैं। जिसे यहाँ दिखाया गया है:

ज्यावक्रीय की समय अवधि होगी: T = 5 × 1 ms = 5 ms

f= \(1\over T\), के साथ ज्यावक्रीय की आवृत्ति होगी:

f = \(1 \over 5\times 10^ {-3}\)

= \(1000\over 5\) Hz

f = 200 Hz

एक्वाडैग:

• बमबारी करने वाले इलेक्ट्रॉन, स्क्रीन पर आघात कर के, द्वितीयक उत्सर्जन इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करते हैं
• इन द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को एक्वाडैग नामक ग्रेफाइट के एक जलीय घोल द्वारा एकत्रित किया जाता है जो दूसरे एनोड से जुड़ा होता है
• यह स्क्रीन पर किया गया चालकीय लेपन है
• विद्युत साम्यावस्था की स्थिति में CRT स्क्रीन के लिए द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों का संचय आवश्यक होता है

सूत्र:

BW × वृद्धि समय = 0.35

दिया गया है कि, बैंडविड्थ (B.W.) = 10 हर्ट्ज़

एक्वाडैग:

• स्क्रीन को टकरानेवाले बमबारी करने वाले इलेक्ट्रॉन द्वितीयक उत्सर्जन इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करते हैं
• इन द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को एक्वाडैग नामक ग्रेफाइट के एक जलीय घोल द्वारा एकत्र किया जाता है जो दूसरे एनोड से जुड़ा होता है
• यह स्क्रीन पर किया गया चालकीय लेपन है
• विद्युत साम्यावस्था की स्थिति में CRT स्क्रीन के लिए द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों का संचय आवश्यक होता है

अवधारणा:

CRO एक कैथोड-रे दोलनदर्शी है जिसका उपयोग आयाम, आवृत्तियों और ज्यावक्रीय सिग्नल के फेज कोणों को मापने के लिए किया जाता है।

दोलनदर्शी की डिस्प्ले स्क्रीन इस प्रकार है:

ग्रैटिक्यूल: ग्रैटिक्यूल एक दोलनदर्शी की डिस्प्ले स्क्रीन पर ग्रिड है जिसमें क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर अक्ष शामिल हैं। ग्रैटिक्यूल का उपयोग तरंग मापदंडों को दृष्टिगत रूप से मापने के लिए किया जाता है।

महत्वपूर्ण बिंदु:

CRO में फोकस: इलेक्ट्रान बीम, समविभव सतहों के लंबवत अन्य कोणों की तुलना पर क्षेत्र में प्रवेश करता है, जो लंबवत की ओर विक्षेपित होगा और बीम इस प्रकार ट्यूब अक्ष के केंद्र की ओर केंद्रित होता है।

एक्वाडैग: एक्वाडैग कोटिंग के दो कार्य हैं: यह स्क्रीन के पास ट्यूब के अंदर एकसमान विद्युत क्षेत्र को बनाए रखता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन बीम संधानिक बना रहता है और बाहरी क्षेत्रों द्वारा विकृत नहीं होता है, और यह स्क्रीन को हिट करने के बाद इलेक्ट्रॉनों को एकत्रित करता है, जैसा कि कैथोड धारा के लिए वापसी पथ प्रदान करता है।

तीव्रता नियंत्रण: स्क्रीन पर स्पॉट की चमक के समायोजन के लिए तीव्रता नियंत्रण प्रदान किया जाता है। यह पहले और दूसरे एनोड के बीच भिन्न वोल्टेज द्वारा समाप्त किया जाता है।

कैथोड किरण दोलनदर्शी (​ (CRO):

CRO एक बहुत तीव्र X-Y प्लाॅटर है जो इनपुट सिग्नल बनाम अन्य सिग्नल या बनाम समय दिखाता है।

• तरंग की दीप्ति को समायोजित करने के लिए तीव्रता नियंत्रण का उपयोग किया जाता है। जैसे-जैसे प्रसर्प की गति बढ़ाई जाती है, तीव्रता का स्तर बढ़ाने की आवश्यकता होती है।
• तरंग की दीप्ति को समायोजित करने के लिए फोकस नियंत्रण का उपयोग किया जाता है।
• CRO स्क्रीन पर ट्रेस को घुमाने के लिए एक ट्रेस नियंत्रण का उपयोग किया जाता है।
• संकेत के प्रदर्शन को बंद करने के लिए तुल्यकालन नियंत्रण​ का उपयोग किया जाता है।

अनुप्रयोग:

CROs का उपयोग तरंगों, क्षणिक, घटनाओं और अन्य समय-परिवर्ती राशियों का विश्लेषण करने के लिए बहुत निम्न आवृत्ति श्रेणी से  रेडियो आवृत्तियों तक किया जाता है।

समय आधार जनरेटर:

• यह एक आउटपुट वोल्टेज या धारा तरंगरुप उत्पन्न करता है, जो समय के साथ रैखिक रूप से परिवर्तित होता रहता है।
• समय आधार जनरेटर का क्षैतिज वेग स्थिर होना चाहिए।
• प्रदर्शित सिग्नल समय के साथ परिवर्तित होना चाहिए।
• यह स्क्रीन में बीम को क्षैतिज रूप से प्रसर्प करने का सिग्नल देती है।
• फिर प्रदर्शित सिग्नल समय के साथ रैखिक रूप से परिवर्तित होता रहता है।
• इसलिए वोल्टेज को प्रसर्प(स्वीप) वोल्टेज कहा जाता है।
• समय आधार जनरेटर को प्रसर्प(स्वीप) परिपथ कहा जाता है।

CRO में समय आधार सिग्नल एक साॅटूथ सिग्नल होता है।

लिसाजस पैटर्न:

• लिसाजस आकृति वह पैटर्न है जो CRO पर प्रदर्शित होता है जब CRO के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दोनों विक्षेपण प्लेटों पर ज्यावक्रीय सिग्नल लागू होते हैं।
• लिसाजस आकृति का उपयोग आवृत्तियों के मापन और ज्यावक्रीय सिग्नल के फेज अंतर के लिए किया जाता है।
• विभिन्न फेज कोणों के लिए लिसाजस आकृति की तालिका नीचे दी गई है:

लिसाजू की आकृतियाँ:

• जब 0° या 360° कलांतर वाले दो समरूप ज्यावक्रीय वोल्टेज को CRO के X और Y प्लेट पर लागू किया जाता है, तो प्राप्त लिसाजू की आकृतियाँ धनात्मक ढलान के साथ एक सीधी रेखा होगी।
• जब 30° और 330° कलांतर वाले दो समरूप ज्यावक्रीय वोल्टेज को CRO के X और Y प्लेट पर लागू किया जाता है, तो प्राप्त लिसाजू की आकृतियाँ दक्षिणावर्त्त दिशा में घूर्णन के साथ एक दीर्घवृत्त होगी।
• जब 90° या 270° कलांतर वाले दो समरूप ज्यावक्रीय वोल्टेज को CRO के X और Y प्लेट पर लागू किया जाता है, तो प्राप्त लिसाजू की आकृतियाँ वृत्त होगी।
• जब 120° या 240° कलांतर वाले दो समरूप ज्यावक्रीय वोल्टेज को CRO के X और Y प्लेट पर लागू किया जाता है, तो प्राप्त लिसाजू की आकृतियाँ वामावर्त दिशा में घूर्णन के साथ दृगवृत्त होगी।