Warum brauche ich ein Oszilloskop?

Früher oder später wird jeder unerfahrene Elektronikingenieur, wenn er seine Experimente nicht aufgibt, zu Schaltkreisen heranwachsen, in denen Sie nicht nur Ströme und Spannungen überwachen müssen, sondern auch den Betrieb des Schaltkreises in der Dynamik. Dies wird besonders häufig bei verschiedenen Generatoren und Impulsgeräten benötigt. Ohne Oszilloskop geht es nicht!

Gruseliges Gerät, oder? Ein paar Stifte, einige Knöpfe und sogar der Bildschirm und die Nifiga sind nicht klar, was hier ist und warum. Nichts, wir werden es jetzt beheben. Jetzt erkläre ich Ihnen, wie Sie das Oszilloskop verwenden.

Tatsächlich ist hier alles einfach - das Oszilloskop ist grob gesagt nur ... Voltmeter! Nur gerissen, kann eine Änderung der Form der gemessenen Spannung zeigen.

Wie immer werde ich mit einem abstrakten Beispiel erklären

Stellen Sie sich vor, Sie stehen vor einer Eisenbahn und ein endloser Zug, der aus genau denselben Autos besteht, rast mit rasender Geschwindigkeit an Ihnen vorbei. Wenn Sie nur stehen und sie anschauen, werden Sie nichts anderes als verschwommenen Müll sehen.

Und jetzt stellen wir Ihnen eine Wand mit einem Fenster vor. Und wir beginnen erst, das Fenster zu öffnen, wenn sich das nächste Auto in der gleichen Position wie das vorherige befindet. Da wir dieselben Wagen haben, ist es für Sie völlig optional, denselben Wagen zu sehen. Infolgedessen werden Bilder von verschiedenen, aber identischen Autos in derselben Position vor Ihren Augen angezeigt, was bedeutet, dass das Bild sozusagen anhält. Die Hauptsache ist, das Öffnen des Fensters mit der Geschwindigkeit des Zuges zu synchronisieren, damit sich beim Öffnen die Position des Wagens nicht ändert. Wenn die Geschwindigkeit nicht übereinstimmt, bewegen sich die Autos entweder vorwärts oder rückwärts mit einer Geschwindigkeit, die vom Grad der Desynchronisation abhängt.

Basierend auf dem gleichen Prinzip Blitzlicht - ein Gerät, mit dem Sie sich schnell bewegenden oder rotierenden Meerrettich untersuchen können. Auch dort öffnet und schließt sich der Vorhang schnell und schnell.

Das Oszilloskop ist also der gleiche Blitz, nur elektronisch. Und er zeigt keine Autos, sondern periodische Spannungsänderungen. Für dieselbe Sinuskurve zum Beispiel ist jede nachfolgende Periode der vorherigen ähnlich. Warum also nicht „anhalten“ und jeweils eine Periode anzeigen?

Oszilloskop-Design

Dies geschieht durch StrahlröhreAblenksystem und Wobbelgenerator.

In einer Strahlröhre lässt ein Elektronenstrahl, der in den Bildschirm eintritt, den Leuchtstoff leuchten, und die Platten des Ablenksystems ermöglichen es, diesen Strahl über die gesamte Oberfläche des Bildschirms zu treiben. Je stärker die an die Elektroden angelegte Spannung ist, desto stärker wird der Strahl abgelenkt. Fütterung auf einer Platte X Sägezahnspannung wir Erstellen Sie einen Scan. Das heißt, der Strahl bewegt sich von links nach rechts und kehrt dann abrupt zurück und setzt sich fort. Und auf die Platte Y legen wir die untersuchte Spannung an.

Das Funktionsprinzip des Oszilloskops

Dann ist alles einfach. Wenn der Beginn des Auftretens der Sägeperiode (der Strahl befindet sich in der äußersten linken Position) und der Beginn der Signalperiode zusammenfallen, werden in einem Durchgang des Sweeps eine oder mehrere Perioden des gemessenen Signals gezeichnet und das Bild scheint anzuhalten. Durch Ändern der Wobbelgeschwindigkeit kann erreicht werden, dass nur eine Periode auf dem Bildschirm verbleibt - das heißt, eine Periode des gemessenen Signals vergeht in einer Sägeperiode.

Synchronisieren

Sie können die Säge entweder manuell mit dem Signal synchronisieren, indem Sie den Drehzahlregler so einstellen, dass die Sinuswelle stoppt, und nach Level möglich. Das heißt, wir geben an, bei welchem ​​Spannungspegel am Eingang der Sweep-Generator betrieben werden soll. Sobald die Eingangsspannung den Pegel überschreitet, startet der Sweep-Generator sofort und gibt uns einen Impuls.

Infolgedessen gibt der Kehrgenerator die Säge nur bei Bedarf aus. In diesem Fall erfolgt die Synchronisation vollautomatisch. Bei der Auswahl eines Pegels sollte ein Faktor wie Interferenz berücksichtigt werden.Wenn Sie also einen zu niedrigen Pegel einstellen, können kleine Störnadeln den Generator starten, wenn Sie ihn nicht benötigen. Wenn Sie einen zu hohen Pegel einstellen, kann das Signal darunter durchgehen und nichts passiert. Aber hier ist es einfacher, den Knopf selbst zu drehen, und sofort wird alles klar.

Das Synchronisationssignal kann auch von einer externen Quelle geliefert werden.

Einzelheiten zur Anordnung und Funktionsweise der Oszilloskope finden Sie hier: Elektronisches Oszilloskop

In der Ofentheorie wenden wir uns also der Praxis zu

Ich werde am Beispiel meines Oszilloskops zeigen, das einst dem Verteidigungsunternehmen des Rotor Design Bureau gestohlen wurde :). Die übliche Schwingung, nicht sehr raffiniert, aber zuverlässig und einfach wie ein Vorschlaghammer.

Also:

Die Helligkeit, der Fokus und die Beleuchtung der Waage bedürfen meiner Meinung nach keiner Erklärung. Dies sind die Schnittstelleneinstellungen.

Verstärker U und Auf- und Ab-Pfeile. Mit diesem Regler können Sie das Signalbild nach oben oder unten steuern. Ihm einen zusätzlichen Versatz hinzufügen. Warum? Ja, manchmal reicht die Bildschirmgröße nicht aus, um das gesamte Signal aufzunehmen. Wir müssen es runterfahren und nicht die mittlere, sondern die untere Grenze für Null nehmen.

Unten sehen Sie einen Kippschalter, der den Eingang von direkt auf kapazitiv umschaltet. Dieser Kippschalter in der einen oder anderen Form ist ausnahmslos bei allen Oszilloskopen eingeschaltet. Das Wichtigste! Ermöglicht das direkte Anschließen des Signals an den Verstärker oder über einen Kondensator. Bei direkter Verbindung werden die konstante Komponente und die Variable übergeben. Und nur die Variable passiert den Conder.

Zum Beispiel müssen wir uns den Geräuschpegel des Netzteils des Computers ansehen. Die dortige Spannung beträgt 12 Volt, und die Störmenge darf nicht mehr als 0,3 Volt betragen. Vor dem Hintergrund von 12 Volt sind diese miserablen 0,3 Volt vollständig unsichtbar. Sie können natürlich die Verstärkung entlang Y erhöhen, aber dann wird der Graph aus dem Bildschirm angezeigt und es wird nicht genug Verschiebung entlang Y geben, um die Oberseite zu sehen. Dann müssen wir nur noch den Kondensator abschneiden, und dann setzen sich diese 12 Volt Konstantstrom darauf ab, und nur ein Wechselsignal wird in das Oszilloskop geleitet, das gleiche 0,3 Volt Interferenz. Was gestärkt und im vollen Wachstum gesehen werden kann.

Als nächstes kommt der Koaxialstecker zum Anschließen der Sonde. Jede Sonde enthält ein Signal und Masse. Die Erde wird normalerweise auf Minus oder auf den gemeinsamen Draht der Schaltung gepflanzt, und das Signal wird entlang der Schaltung gestochen. Das Oszilloskop zeigt die Spannung an der Sonde relativ zum gemeinsamen Draht an. Zu verstehen, wo das Signal ist und wo die Erde ausreicht, um ihre Hand zu nehmen. Wenn Sie den General aufgreifen, ist der Bildschirm immer noch der Puls der Leiche. Und wenn Sie das Signal aufnehmen, sehen Sie auf dem Bildschirm einen Haufen Srach, der auf Ihren Körper zielt, der derzeit als Antenne dient. Bei einigen Sonden, insbesondere bei modernen Oszilloskopen, ist im Inneren ein Spannungsteiler von 1:10 oder 1: 100 eingebaut, mit dem Sie das Oszilloskop sogar in eine Steckdose stecken können, ohne dass die Gefahr besteht, dass es verbrannt wird. Es schaltet sich mit dem Kippschalter an der Sonde ein und aus.

Fast jedes Oszilloskop verfügt über einen Kalibrierungsausgang. Auf dem Sie immer ein rechteckiges Signal mit einer Frequenz von 1 kHz und einer Spannung von etwa einem halben Volt finden. Abhängig vom Modell der Schwingung. Es wird verwendet, um die Funktion des Oszilloskops selbst zu überprüfen. Manchmal ist es zu Testzwecken nützlich :)

Zwei Hefty Twisters gewinnen und dauern

Die Verstärkung wird verwendet, um das Signal entlang der Y-Achse zu skalieren. Sie zeigt auch, wie viele Volt pro Teilung letztendlich angezeigt werden.

Angenommen, Sie haben 2 Volt pro Teilung und das Signal auf dem Bildschirm erreicht eine Höhe von zwei Zellen des dimensionalen Gitters, dann beträgt die Signalamplitude 4 Volt.

Die Dauer bestimmt die Wobbelfrequenz. Je kürzer das Intervall, desto höher die Frequenz, desto mehr Hochfrequenzsignal können Sie sehen. Hier sind die Zellen in Milli und Mikrosekunden abgestuft. Anhand der Breite des Signals können Sie also berechnen, wie viele Zellen es sind. Wenn Sie es mit der Skala entlang der X-Achse multiplizieren, erhalten Sie die Signaldauer in Sekunden. Sie können auch die Dauer einer Periode berechnen. Wenn Sie die Dauer kennen, können Sie leicht die Signalfrequenz f = 1 / t ermitteln

Mit der oberen Pipette an den Drehungen können Sie die Skala reibungslos ändern. Normalerweise ist es mein Klick, damit ich immer genau weiß, wie groß meine Skala ist.

Es gibt auch einen Eingang X, an den Sie Ihr Signal anstelle einer Kehrsäge anlegen können. Somit kann das Oszilloskop als Fernseher oder Monitor dienen, wenn Sie eine Schaltung sammeln, die ein Bild erzeugt. Mit einem Drehfeld mit den Worten Sweep und den Pfeilen links und rechts können Sie die Karte auf dem Bildschirm nach links und rechts fahren. Manchmal ist es zweckmäßig, den gewünschten Bereich für die Aufteilung des Gitters anzupassen.

Block synchronisieren

Niveauknopf - Legt den Pegel fest, ab dem der Sägegenerator startet.

Durch den Wechsel von intern zu extern können Sie Taktimpulse an einen Eingang einer externen Quelle anlegen.

Ein Schalter mit der Bezeichnung +/- schaltet die Polarität des Pegels um. Nicht bei allen Oszilloskopen verfügbar.

Griffstabilität - Mit dieser Option können Sie manuell versuchen, die Synchronisationsgeschwindigkeit auszuwählen.

Schnellstart

Sie haben also die Schwingung eingeschaltet. Das erste, was Sie tun müssen, ist, die Signalsonde für Ihr eigenes irdenes Krokodil zu schließen. In diesem Fall sollte "Pulse of the Corpse" auf dem Bildschirm angezeigt werden. Wenn es nicht angezeigt wird, drehen Sie die Stabilisierungsknöpfe und -versätze und die Wasserwaage - möglicherweise hat es sich nur hinter dem Bildschirm versteckt oder wurde aufgrund einer unzureichenden Wasserwaage nicht gestartet.

Sobald der Streifen erscheint, stellen Sie die Drehung ein, um ihn auf Null zu verschieben. Wenn du analoges Oszilloskop, besonders wenn alt, dann lassen Sie es aufwärmen. Nach dem Einschalten schwimmt meine noch fünfzehn Minuten.

Stellen Sie als nächstes die Spannungsmessgrenze ein. Nehmen Sie mit einem Rand, wenn Sie etwas reduzieren. Wenn Sie nun das Erdungskabel des Oszilloskops an das Minus der Batterie und das Signalkabel an das Plus anschließen, sehen Sie, wie der Graph um eineinhalb Volt springt. Übrigens geraten alte Oszilloskope häufig ins Stocken. Daher ist es hilfreich zu sehen, wie genau die Spannung mithilfe einer Referenzspannungsquelle angezeigt wird.

Oszilloskopauswahl

Wenn Sie gerade erst angefangen haben, wird es jeder tun. Es ist sehr wünschenswert, wenn es zweikanalig ist. Das heißt, er hat zwei Sonden und zwei Gain-Twists für den ersten und zweiten Kanal, wodurch Sie gleichzeitig zwei Graphen erhalten können.

Das zweitwichtigste Oszilloskopkriterium ist die Frequenz. Die maximale Frequenz des Signals, das er fangen kann. Bisher war 1 MHz genug für mich, um es nicht zu schwingen. Diejenigen Oszilloskope, die in Geschäften verkauft werden, haben bereits eine Frequenz von 10 MHz oder höher. Das billigste Oszilloskop, das ich gesehen habe, hat 5.000 Rubel gekostet - OSU-10. Zweikanal ist schon 10 Tausend, aber ich wollte eine digitale RIGOL DS1042CD für Kilobax nehmen. Unterschiedliche Anforderungen - unterschiedliche Spielzeuge. Aber ich wiederhole, 1 MHz ist genug für den Anfang und genug für eine lange Zeit. Suchen Sie sich also zumindest eine Art Oszilloskop. Und dort werden Sie verstehen, was Sie brauchen.

Siehe auch zu diesem Thema: Verwendung des Oszilloskops