Särökäyrää jo vuodesta 1897


Tänään vuonna 1897 saksalainen Ferdinand Braun julkaisi Annalen der Physik und Chemie -sarjassa artikkelin keksinnöstään, jota hän kutsui nimellä “Braunin putki”. Se oli ensimmäinen oskilloskooppi, kaikkien laboratorioiden peruslaite ja perinteisen televisioputken äiti.


Päivän kuvaBraunin keksintö oli katodisädeputki, jonka avulla pystyttiin elektronivirtaa sähkömagneeteilla ohjaamalla "piirtämään" putken litteälle, fluoresoivalla aineella päällystetylle pinnalle.

Keksinnön taustalla oli jo aiemmin tunnettu ilmiö, missä elektronien vuo siirtyy ilmasta tyhjässä lasiputkessa eteenpäin. Jos putken päässä on ainetta, joka alkaa hohtaa elektronisuihkun siihen iskeytyessä, näkyy pinnalla piste paikassa, mihin elektronisuihku osuu.

Braunin idea oli kiihdyttää ja ohjata sähköisesti varattuja elektroneja sähkömagneeteilla. Hän kiihdytti elektrojeja ensin sähkömagneetilla ja sen jälkeen muutti niiden lentorataa pystysuunnassa putken ympärille kierretyllä sähköjohtimella sekä vaakatasossa nopeasti pyörivällä peilillä. Tuloksena oli näytössä oleva käyrä, joka näytti miten elektronisuihkun pystysuunnassa poikkeuttamiseen käytettävän sähkövirran voimakkuus muuttui.

Peilin pyörimisnopeutta säätämällä Braun pystyi säätämään syntyvän kuvaajan vaakaskaalaa, siis aika-akselia, kun taas pystysuunnassa skaalaa pystyttiin muuttamaan signaalin vahvistusta muuttamalla.

Kauneimmillaan tuloksena oli säännöllistä sinikäyrää, jota säännöllinen harmoninen värähtely synnyttää, karmivimmillaan raastavaa särökäyrää.

Braunin putki

Keksintö oli erittäin kätevä kaikkialla, missä sähkövirran voimakkuutta ja signaalin muotoa täytyi pystyä katsomaan tarkemmin. Sähkösignaali saattoi tulla mistä tahansa lähteestä mikrofonista valon määrään reagoivaan valoherkkään kennoon, jolloin oskilloskoopille löytyi heti käyttöä tekniikan ja fysiikan lisäksi kaikkialta, missä piti mitata jotain. 

Oskilloskooppi toimii siis vähän kuin piirturi, mutta sillä saa kätevästi nähtävään muotoon hyvinkin nopeita signaalinvaihteluita. Käyttämällä kuvaruudussa vielä hitaasti himmenevää materiaalia, pystyttiin signaalin kuva jättämään ruudulle vähäksi aikaa elektronisäteen ohi menon jälkeenkin. 

Sittemmin kuvaajan synnyttämiseen on käytetty elektroniikkaa ja "perinteistä" magneettien avulla toimivaa katodisädeputkea tai nyttemmin mitä tahansa näyttöruutua, johon digitaalinen mittari tuottaa kuvaajan – tai useampia erilaisia kuvaajia samanaikaisesti. 

Nykyiset oskilloskoopit ovat käytännössä kaikki digitaalisia, joissa signaalia voidaan analysoida hyvinkin tarkasti, tallentaa muistiin, verrata muihin signaaleihin ja siirtää tietokoneelle tarkempaa analyysia tai tulostusta varten.

Otsikkokuva: C-Serpents / Flickr