De ce am nevoie de un osciloscop?

Mai devreme sau mai târziu, orice inginer electronist începător, dacă nu renunță la experimentele sale, va crește la circuite unde trebuie să monitorizați nu doar curenții și tensiunile, ci și funcționarea circuitului în dinamică. Acest lucru este necesar mai ales în diferite generatoare și dispozitive cu impulsuri. Nu este nimic de făcut fără un osciloscop!

Dispozitiv înfricoșător, nu? O grămadă de pixuri, niște butoane și chiar ecranul și nifiga nu sunt clar ce este aici și de ce. Nimic, îl vom repara acum. Acum vă voi spune cum să utilizați osciloscopul.

De fapt, totul este simplu aici - osciloscopul, aproximativ vorbind, este doar ... voltmetru! Doar viclean, capabil să arate o schimbare a formei tensiunii măsurate.

Ca întotdeauna, voi explica cu un exemplu abstract

Imaginează-ți că stai în fața unei căi ferate, iar un tren nesfârșit format din aceleași mașini se grăbește pe lângă tine cu o viteză frenetică. Dacă stai doar și te uiți la ele, atunci nu vei vedea altceva decât gunoi neclar.

Și acum punem în fața ta un perete cu o fereastră. Și începem să deschidem fereastra doar atunci când următoarea mașină se află în aceeași poziție cu cea anterioară. Deoarece avem aceleași vagoane, este complet opțional pentru dvs. să vedeți același vagon. Drept urmare, imagini cu mașini diferite, dar identice, vor apărea în fața ochilor în aceeași poziție, ceea ce înseamnă că imaginea se va opri așa cum a fost. Principalul lucru este să sincronizăm deschiderea ferestrei cu viteza trenului, astfel încât atunci când deschideți poziția mașinii să nu se schimbe. Dacă viteza nu se potrivește, atunci mașinile se vor „deplasa” fie înainte sau înapoi, cu o viteză în funcție de gradul de desincronizare.

Pe baza aceluiași principiu lumina stroboscopică - un dispozitiv care vă permite să examinați hreanul cu mișcare rapidă sau rotativă. Tot acolo, perdeaua se deschide rapid și se închide.

Deci, osciloscopul este același stroboscop, doar electronic. Și nu arată mașini, ci schimbări periodice de tensiune. Pentru același sinusoid, de exemplu, fiecare perioadă ulterioară este similară cu cea anterioară, deci de ce să nu o „oprim”, afișând o perioadă la un moment dat.

Proiectare osciloscop

Acest lucru se realizează prin tub de razesistem deflector și generator de măturare.

Într-un tub cu fascicul, un fascicul de electroni care cade pe ecran face ca fosforul să strălucească, iar plăcile sistemului de deviere permit urmărirea acestui fascicul pe întreaga suprafață a ecranului. Cu cât tensiunea aplicată electrozilor este mai puternică, cu atât fasciculul este mai deviat. Alimentarea pe o placă X tensiunea din dungă creați o scanare. Adică grinda se mișcă de la stânga la dreapta, apoi se întoarce brusc și continuă din nou. Iar pe placa Y aplicăm tensiunea studiată.

Principiul funcționării osciloscopului

Atunci totul este simplu, dacă începutul apariției perioadei de ferăstrău (fasciculul este în poziția extremă stânga) și începutul perioadei semnalului coincide, atunci într-o trecere a măturatului sunt desenate una sau mai multe perioade ale semnalului măsurat și imaginea pare să se oprească. Modificând viteza de măturare, este posibil să se obțină că o singură perioadă va rămâne pe ecran - adică o perioadă a semnalului măsurat va trece într-o singură perioadă.

sincronizare

Puteți sincroniza ferăstrăul cu semnalul fie manual, reglând butonul de viteză astfel încât unda sinusoidală să se oprească și posibil după nivel. Adică indicăm la ce nivel de tensiune la intrare doriți să rulați generatorul de măturare. De îndată ce tensiunea de intrare depășește nivelul, generatorul de măturare va porni imediat și ne va oferi un impuls.

Drept urmare, generatorul de măturare emite ferăstrăul doar atunci când este necesar. În acest caz, sincronizarea este complet automată. Atunci când alegeți un nivel, trebuie luat în considerare un factor precum interferența.Așadar, dacă luați un nivel prea scăzut, atunci ace mici de interferență pot porni generatorul atunci când nu aveți nevoie, iar dacă luați un nivel prea înalt, semnalul poate trece sub el și nu se va întâmpla nimic. Dar aici este mai ușor să rotiți singur butonul și imediat totul va deveni clar.

De asemenea, semnalul de sincronizare poate fi furnizat de la o sursă externă.

Pentru detalii despre modul în care sunt aranjate și funcționate osciloscoapele, consultați aici: Osciloscop electronic

Deci, în teoria cuptorului, ne orientăm la practică

Voi arăta prin exemplul osciloscopului meu, furat odată de la întreprinderea de apărare a Biroului de Proiectare Rotor :). Oscilarea obișnuită, nu foarte sofisticată, dar fiabilă și simplă ca trântor.

Deci:

Cred că luminozitatea, focalizarea și iluminarea scării nu necesită explicații. Acestea sunt setările interfeței.

Amplificator U și săgeți în sus și în jos. Acest buton vă permite să conduceți imaginea semnalului în sus sau în jos. Adăugându-i o compensare suplimentară. De ce? Da, uneori nu există o dimensiune suficientă a ecranului pentru a adăuga întregul semnal. Trebuie să o dărâmăm, luând la zero nu mijlocul, ci limita inferioară.

Mai jos este o intrare de comutare a comutatorului de la direct la capacitiv. Acest comutator de comutare într-o formă sau alta este pornit fără osciloscoape. Lucrul important! Vă permite să conectați semnalul la amplificator, fie direct, fie printr-un condensator. Dacă este conectat direct, atunci componenta constantă și variabila vor trece. Și numai variabila trece prin conder.

De exemplu, trebuie să analizăm nivelul de zgomot al sursei de alimentare a computerului. Tensiunea este de 12 volți, iar cantitatea de interferență nu poate fi mai mare de 0,3 volți. Pe fondul a 12 volți, aceste mizerabile 0,3 volți vor fi complet invizibile. Desigur, puteți crește câștigul de-a lungul Y, dar atunci graficul va ieși de pe ecran și nu va fi suficientă deplasare de-a lungul Y pentru a vedea partea de sus. Atunci trebuie doar să tăiem condensatorul și apoi acele 12 volți de curent constant se vor așeza pe el și doar un semnal alternativ va trece în osciloscop, același 0,3 volți de interferență. Ceea ce poate fi consolidat și observat în plină creștere.

Următorul conector coaxial pentru conectarea sondei. Fiecare sondă conține un semnal și masă. Pământul este plantat de obicei pe minus sau pe sârmă comună a circuitului, iar semnalul este înfocat de-a lungul circuitului. Osciloscopul arată tensiunea pe sondă în raport cu firul comun. Pentru a înțelege unde semnalul și unde pământul este suficient pentru a le lua mâna pe rând. Dacă preiați generalul, atunci ecranul va fi în continuare pulsul cadavrului. Și dacă preiați semnalul, veți vedea pe ecran o grămadă de sraci - care vizează corpul vostru, care în prezent servește ca antenă. La unele sonde, în special la osciloscopurile moderne, este construit un interior divizor de 1:10 sau 1: 100, ceea ce vă permite să conectați osciloscopul chiar într-o priză, fără riscul de a-l arde. Se activează și se oprește cu comutatorul de comutare a sondei.

Aproape fiecare osciloscop are o ieșire de calibrare. Pe care puteți găsi întotdeauna un semnal dreptunghiular cu o frecvență de 1KHz și o tensiune de aproximativ jumătate de volt. În funcție de modelul oscilației. Este folosit pentru a verifica funcționarea osciloscopului în sine, bine, uneori este util pentru testare :)

Doi câștiguri și durate înalte

Câștigul este utilizat pentru a scala semnalul de-a lungul axei Y. De asemenea, arată câte volți pe diviziune vor arăta în cele din urmă.

Spuneți, dacă aveți 2 volți pe divizare, iar semnalul de pe ecran atinge o înălțime a două celule a grilei dimensionale, atunci amplitudinea semnalului este de 4 volți.

Durata determină frecvența de măturare. Cu cât este mai scurt intervalul, cu atât este mai mare frecvența, cu atât este mai mare semnalul de frecvență mare. Aici celulele sunt gradate în mili și microsecunde. Deci, prin lățimea semnalului puteți calcula câte celule este, și înmulțindu-l cu scara de-a lungul axei X, veți obține durata semnalului în câteva secunde. De asemenea, puteți calcula durata unei perioade și știind durata este ușor să găsiți frecvența semnalului f = 1 / t

Pipeta superioară de pe răsuciri vă permite să schimbați scala fără probleme. De obicei este pe clicul meu pentru a ști întotdeauna clar care este scala mea.

De asemenea, există o intrare X la care puteți aplica semnalul dvs., în loc de ferăstrău. Astfel, osciloscopul poate servi ca televizor sau monitor, dacă colectați un circuit care va forma o imagine. Un filator cu cuvintele Sweep și săgețile stânga și dreapta vă permite să conduceți graficul pe ecran stânga și dreapta. Uneori este convenabil să se potrivească zonei dorite pentru împărțirea grilei.

Bloc sincronizare

Buton de nivel - stabilește nivelul de la care va porni generatorul de ferăstrău.

Comutarea de la intern la extern vă permite să aplicați impulsuri de ceas la o intrare dintr-o sursă externă.

Un comutator etichetat +/- comută polaritatea nivelului. Nu este disponibil pe toate osciloscopurile.

Stabilitatea mânerului - vă permite să încercați manual să alegeți viteza de sincronizare.

Pornire rapidă

Deci, ai pornit oscilația. Primul lucru de făcut este să închideți sonda de semnal la propriul dvs. crocodil de pământ. În acest caz, „Pulsul cadavrului” ar trebui să apară pe ecran. Dacă nu apare, atunci rotiți butoanele și compensările de stabilizare și nivelați - poate s-a ascuns doar în spatele ecranului sau nu a început din cauza nivelului insuficient.

De îndată ce banda a apărut, apoi setați răsucirea pentru a o schimba la zero. Dacă tu osciloscop analogic, mai ales dacă este străvechi, atunci lăsați-l să se încălzească. După pornire, a mea plutește încă cincisprezece minute.

Apoi, setați limita de măsurare a tensiunii. Luați cu o marjă, dacă reduceți ceva. Acum, dacă atașați firul de masă al osciloscopului la minus-ul bateriei și semnalul la plus, veți vedea cum graficul sare cu unu și jumătate de volți. Apropo, deseori osciloscoapele încep să cadă, așa că este util să privim sursa de tensiune de referință pentru a vedea cât de exact afișează tensiunea.

Selecția osciloscopului

Dacă tocmai ați început, atunci o va face oricine. Este foarte de dorit dacă este cu două canale. Adică va avea două sonde și două răsuciri Gain, pentru primul și al doilea canal, ceea ce vă permite să obțineți simultan două grafice.

Al doilea criteriu cel mai important al osciloscopului este frecvența. Frecvența maximă a semnalului pe care îl poate prinde. Până acum, 1MHz a fost suficient pentru a nu-l balansa. Acele osciloscopuri care sunt vândute în magazine au deja o frecvență de 10 MHz sau mai mare. Cel mai ieftin osciloscop pe care l-am văzut a costat 5 mii de ruble - OSU-10. Unul cu două canale valorează deja 10 mii, dar mi-am propus să iau un RIGOL DS1042CD digital pentru kilobax. Cereri diferite - jucării diferite. Dar, repet, 1MHz este suficient pentru un început, și suficient pentru o lungă perioadă de timp. Așadar, găsește-ți cel puțin un fel de osciloscop. Și acolo veți înțelege ce aveți nevoie.

Vezi și pe acest subiect: Cum se utilizează osciloscopul