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Ein Oszillograf (oder Oszilloscope) ist dafür gut, den zeitlichen Verlauf eines elektrischen Signals auf eine Elektronenstrahlbildröhre zu schreiben.
Das Prinzip ist recht einfach:
Die Röhre erzeugt einen Elektronenstrahl, der auf einen flachen Bildschirm mit einem Leuchtstoff trifft. Dort sieht man zunächst nur einen hellen Punkt.
Zusätzlich gibt es in der Bildröhre noch zwei Paare von Ablenkplatten. Wenn dort eine Spannung anliegt, lenkt diese den Elektronenstrahl ab. Das erste Paar in horizontaler Richtung. Eine periodische Spannung am ersten Paar zaubert eine waagerechte Linie auf den Bildschirm. Das zweite Paar erzeugt eine senkrechte Linie.
Durch unterschiedliche, variable Ablenkspannungen horizontal und vertikal lassen sich beliebige Muster auf den Bildschirm zeichnen.
Im einfachsten Fall wird der Elektronenstrahl horizontal linear abgelenkt. Das geschieht durch eine Spannung, die sich stetig erhöht. Wenn der Elektronenstrahl am rechten Rand angekommen ist, wird die Ablenkspannung so umgeschaltet, dass der Elektronenstrahl an den linken Rand springt. Von dort läuft er dann erneut an den rechten Rand.
Ein zu messendes (unbekanntes) Signal wird an die vertikalen Ablenkplatten angelegt. Der Elektronenstrahl zeichnet dann den zeitlichen Verlauf des zu messenden Signals auf den Bildschirm. In der Praxis wird ein Oszillograf benutzt, um periodische (wiederkehrende) Signale anzuzeigen. Das führt zu einem stehenden Bild.
Damit nichts flackert oder springt, wird die horizontale Ablenkung mit dem Messsignal synchonisiert. Charakteristische Details des Messsignals werden dann immer wieder an dieselbe Stelle des Bildschirms geschrieben.
Die horizontale Ablenkung (Zeitbasis) läuft mit einer bestimmten Geschwindigkeit über den Bildschirm. Die bezeichnen wir als Ablenkgeschwindigkeit.
Sie liegt zwischen mehreren Sekunden pro Bildschirmbreite bis zu sehr kurzen Zeiten in der Größenordnung einer Mikrosekunde.
Das Messsignal wird durch Verstärker an die Höhe des Bildschirms angepasst. Die Ablenkgeschwindigkeit lässt sich elektronisch umschalten. Das ist so ungefähr der technische Stand um 1950. Trickreiche Elektronik in einem modernen Elektronenstrahloszillografen, erlaubt es, fast beliebige Details des Messsignals vergrößert anzuzeigen.
Einige Geräte (Digitaloszilloscope) sind Computer, die das Messsignal analysieren, speichern und dann auf einem Bildschirm anzeigen.
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