Was kann man mit einem Oszilloskop machen?

In der Werkstatt eines Elektronikingenieurs und Elektrikers ist, falls nicht erforderlich, zumindest das Vorhandensein eines Oszilloskops sehr wünschenswert. Es wird zusammen mit einfachen Messgeräten verwendet: einem Amperemeter, einem Voltmeter, einem Ohmmeter und schließlich einem Multimeter. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über das Oszilloskop - was es ist und warum es benötigt wird.

Oszilloskop - was ist das?

Jeder, der mit Elektrizität arbeitet, weiß, dass die Spannung mit einem Voltmeter und der Strom mit einem Amperemeter gemessen wird. Diese Geräte zeigen jedoch nur den aktuellen Wert zum Zeitpunkt der Messung an. Selbst wenn Sie Variablen nach Wert und Vorzeichen von Werten messen, erhalten Sie einen über bestimmte Algorithmen oder Gesetze gemittelten Wert.

Mit Hilfe eines Voltmeters können Sie jedoch überwachen, wie der Wert gemessen wird, jedoch mit Fehlern. Für Messuhren sind sie auf Konstruktionsmerkmale zurückzuführen, und auch für digitale, aber auch die Abtastfrequenz und andere Softwareprobleme werden hinzugefügt.

Aber wie kann man ein sich schnell änderndes Signal verfolgen, bei dem sich die Werte in Tausendstel und Millionstelsekunde ändern?

Solche Messungen sind in vielen Bereichen äußerst wichtig:

• In allen Bereichen der Elektronik;

• Bei der Untersuchung der Parameter elektrischer Geräte;

• Bei der Diagnose und Abstimmung von Fahrzeugsystemen und anderen.

Verwenden Sie dazu Oszilloskope und Oszilloskopsonden. Ein Oszilloskop ist das gleiche Voltmeter, dessen Bildschirm jedoch nicht den Signalspannungswert, sondern dessen Form und Verhalten anzeigt. Die Wellenform wird unter Bezugnahme auf eine in Volt (vertikal) und Sekunden (horizontal) kalibrierte Skala angezeigt - für eine detaillierte Untersuchung dieser.

In der Abbildung unten sehen Sie Beispiele für Bilder auf dem Oszilloskopbildschirm. Die Anzahl der Mikrosekunden in einem Quadrat horizontal wird rot hervorgehoben und die Anzahl der Volt wird vertikal grün hervorgehoben. Mit anderen Worten beträgt der Teilungspreis auf dem Bild 1B / Div und 10 μs / Div.

Es ist sofort erwähnenswert, dass hauptsächlich mit Hilfe von Oszilloskopen ein Signal untersucht wird, das periodisch wiederholt wird. Beliebige Signale werden zufällig unter Verwendung eines Oszilloskops mit einer Schreiberfunktion untersucht.

Diese Funktion wird überwiegend von digitalen Oszilloskopen bereitgestellt, aber nicht alle digitalen Oszilloskope können Wellenformen im Speicher aufzeichnen. Das Foto unten zeigt ein Analogon mit einer Kathodenstrahlröhre - es ist für solche Aufgaben nicht geeignet.

Und das ist digital:

Um zu verstehen, wie ein Signal, das mit einem Zeitraum von einem Bruchteil einer Sekunde gemessen wird, auf dem Bildschirm einfriert, können Sie ein einfaches Beispiel nennen - ein Stroboskop. Wenn ein sich bewegendes Objekt regelmäßig durch kurzfristige Lichtblitze beleuchtet wird, sehen Sie als Ergebnis seine spezifische Position wie auf den Fotos.

Wenn Sie auf diese Weise ein Objekt beleuchten, das sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit dreht, sehen Sie zum Zeitpunkt des Blitzes ein stationäres Objekt oder einen bestimmten Teil des rotierenden Objekts auf derselben Seite, sofern die Frequenz der Blitze mit der Geschwindigkeit seiner Drehung übereinstimmt. Wenn die Frequenz der Blitze nicht mit der Rotationsgeschwindigkeit des Objekts übereinstimmt, sehen Sie eine Folge seiner einzelnen Abschnitte in zufälliger Reihenfolge.

Ich habe auch einen Vergleich am Beispiel eines Zuges mit unendlich vielen identischen Wagen getroffen:

Wenn der Blitz mit einer Frequenz ausgelöst wird, die mit der Häufigkeit des Fahrzeugwechsels vor Ihnen übereinstimmt, scheint es Ihnen, dass jedes Mal, wenn Sie dasselbe stehende Auto vor sich sehen.

Das Oszilloskop funktioniert auf die gleiche Weise - es zeigt den gleichen Abschnitt eines periodischen Signals an, sodass Sie die Merkmale seiner Änderung untersuchen können.

In diesem Artikel werden wir nicht auf die Blöcke eingehen, aus denen es besteht, Betriebsarten, Synchronisation und andere Dinge. Schauen wir uns an, was mit einem Oszilloskop gemacht werden kann.

Oszilloskop in der Elektronik

Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist die Elektronik. Sie können nicht klar erkennen, ob und wie oft der Transistor geöffnet hat. Darüber hinaus ist es beim Entwurf moderner Hochgeschwindigkeitsgeräte wichtig, nicht nur die Funktionsweise von Halbleiterschaltern zu kennen, sondern auch die Formen der Anstiegs- und Abfallfronten von Strom und Spannung.

Auf diese Weise können Sie herausfinden, wie richtig der Betriebsmodus des Transistors oder einer anderen Komponente ausgewählt ist und wie das elektronische Gerät insgesamt korrekt funktioniert.

Wenn Sie also Elektronik entwerfen, müssen Sie ein Oszilloskop verwenden, um das fertige Produkt einzurichten und die endgültigen Nennwerte der Komponenten auszuwählen, was die Zuverlässigkeit erhöht.

Oszilloskop reparieren

Bei der Reparatur von Elektronik handelt es sich um die Suche nach fehlerhaften Teilen, bei der es ohne die erforderlichen Werkzeuge auf den alternativen Austausch von Elementen und Baugruppen ankommt, um das Gerät funktionsfähig zu machen. Mit anderen Worten, Reparatur durch Speer.

Sie können häufig einzelne Elemente wie Transistoren, Widerstände, Induktivitäten und Kondensatoren mit einem Multimeter oder einem Universaltransistortester überprüfen. Bei Chips ist das anders.

Bei der Reparatur von Netzteilen können Sie den Betrieb des PWM-Controllers - dem Herzen von Impulswandlern - visuell überwachen. Es gibt keine Möglichkeit mehr, die Wartungsfreundlichkeit zuverlässig zu überprüfen. Dies kann zwar durch indirekte Zeichen überprüft werden.

Und auch:

Während der Reparatur Geräte mit Mikrocontrollern Sie können den Betrieb des Taktgenerators und das Vorhandensein von Signalen an allen Pins des Mikrocontrollers überprüfen.

Bei der Diagnose von Tonverstärkern können Sie sehen, wo das Signal verschwindet oder verzerrt ist.

Autoreparatur

Die meisten Fehlfunktionen moderner Autos wie „Nichtstart“, „Fehler beim Beschleunigen“, „Schlechtes Fahren und Abwürgen“ hängen mit Problemen im elektrischen Teil zusammen. Da es sich bei allen derzeit installierten Motoren um Einspritzmotoren handelt, wenn es sich um Benzin oder Benzin handelt und der Motor mit Dieselkraftstoff betrieben wird, verfügt er wahrscheinlich über elektronisch gesteuerte Einspritzdüsen. Gleiches gilt für das Zündsystem.

Für den Betrieb von Kraftstoffeinspritz- und Zündsystemen, die Berechnung der Betriebsmomente von Düsen und Funkenbildung ist es erforderlich, die Position der Kurbelwelle und der Nockenwellen des Motors zu kennen. Daher sind Autos mit vielen Sensoren ausgestattet.

Zur Diagnose all dieser Systeme verwenden sie sowohl integrierte Kommunikationsprotokolle als auch Lesefehler und Motortester - Geräte, die mit dem Motorsteuerungssystem kommunizieren und als Oszilloskop fungieren können.

So können Sie die Funktionsweise von Positionssensoren kennenlernen, die Übereinstimmung der Position von Nockenwelle und Kurbelwelle verfolgen (Steuerphase).

Mit Hilfe spezieller Sonden funktioniert der Betrieb des Zündsystems und anhand der Form der Wellenform kann die Fehlfunktion der Spule, der Zündkerzen, der Hochspannungskabel und das Vorhandensein eines Impulses an der Spule im Allgemeinen festgestellt werden.

Das Ladesystem des Autos kann mit einem Oszilloskop überprüft werden. So können Sie Fehlfunktionen der Diodenbrücke des Generators diagnostizieren, ohne sie aus dem Auto zu entfernen.

Fazit

Das Oszilloskop hilft dabei, die Wellenform zu erkennen und festzustellen, ob sie überhaupt existiert. Dies ist wichtig bei der Entwicklung von Geräten und bei deren Reparatur. Es sollte beachtet werden, dass Sie darauf verzichten können, aber dann werden Sie viel mehr Zeit mit der Diagnose des Geräts verbringen und die Reparatur wird zu einer Wahrsagerei auf Kaffeesatz.

Siehe auch:Moderne tragbare Oszilloskope - Typen, Eigenschaften, Fähigkeiten und Verwendungsmerkmale