Cum se utilizează osciloscopul

În articol „Osciloscop electronic - dispozitiv, principiu de funcționare” acest aparat universal a fost descris pe scurt. Informațiile furnizate sunt suficiente pentru a face conștient procesul de măsurare, dar în cazul reparației unui dispozitiv atât de complex, vor fi necesare cunoștințe mai profunde, deoarece circuitul osciloscopilor electronici este foarte divers și destul de complicat.

Cel mai adesea, un radioamator începător are la dispoziție un osciloscop cu un singur fascicul, dar, după ce a stăpânit metodele de utilizare a unui astfel de instrument, nu va fi dificil să comutați la un osciloscop digital cu două raze sau digital.

Figura 1 prezintă un osciloscop C1-101 destul de simplu și de încredere cu atât de puține mânere încât este absolut imposibil să te confunzi. Vă rugăm să rețineți că acesta nu este un fel de osciloscop pentru lecțiile de fizică școlară, ci tocmai acela a fost folosit în producție abia acum douăzeci de ani.

Osciloscopul nu numai la 220V. Poate fi alimentat de o sursă de 12V DC, cum ar fi o baterie auto, care vă permite să utilizați dispozitivul în câmp.

Figura 1. Osciloscopul C1-101

Reglaje auxiliare

Pe panoul superior al osciloscopului se găsesc butoane pentru reglarea luminozității și focalizarea fasciculului. Scopul lor este clar, fără explicații. Pe panoul frontal sunt toate celelalte controale.

Două butoane, indicate cu săgeți, vă permit să reglați poziția fasciculului pe verticală și pe orizontală. Acest lucru vă permite să combinați mai precis imaginea semnalului de pe ecran cu grila pentru a îmbunătăți citirea diviziilor.

Nivelul de tensiune zero este situat pe linia centrală a scării verticale, ceea ce vă permite să observați un semnal bipolar fără o componentă constantă.

Pentru a studia un semnal unipolar, de exemplu, circuite digitale, este mai bine să mutați fasciculul în diviziunea inferioară a scării: veți obține o scară verticală de șase divizii.

Pe panoul frontal există și un întrerupător de alimentare și un indicator de alimentare.

Câștig semnal

Comutatorul „V / div” stabilește sensibilitatea canalului de deviere verticală. Câștigul canalului Y este calibrat, se schimbă în pași de 1, 2, 5, nu există o ajustare lină a sensibilității.

Rotația acestui comutator ar trebui să asigure că amplitudinea pulsului studiat este de cel puțin 1 diviziune a scării verticale. Abia atunci se poate realiza sincronizarea stabilă a semnalului. În general, ar trebui să te străduiești să obții semnalul cât mai mare posibil, până când acesta depășește grila. În acest caz, precizia măsurătorilor crește.

În general, recomandarea pentru alegerea câștigului poate fi aceasta: deșurubați întrerupătorul în sensul acelor de ceasornic în poziția 5V / div și apoi rotiți butonul în sensul acelor de ceasornic până când amplitudinea semnalului de pe ecran devine conform recomandărilor din paragraful anterior. Este ca. în cazul unui multimetru: dacă magnitudinea tensiunii măsurate este necunoscută, începeți măsurarea de la cel mai înalt interval de tensiune.

Poziția cea mai recentă în sensul acelor de ceasornic al comutatorului de sensibilitate pe direcția verticală este indicată de un triunghi negru cu inscripția "5DEL". În această poziție, pe ecran apar impulsuri dreptunghiulare cu un interval de 5 diviziuni, frecvența pulsului este de 1 KHz. Scopul acestor impulsuri este verificarea și calibrarea osciloscopului. În legătură cu aceste impulsuri, este amintit un caz oarecum comic, care poate fi spus ca o glumă.

Odată, un tovarăș a venit la atelierul nostru și a cerut să folosească un osciloscop pentru a stabili un fel de structură realizată de sine.După câteva zile de chinuri creative, auzim de la el o astfel de exclamație: „O, ai oprit puterea, dar ce impulsuri sunt atât de bune!” S-a dovedit că, din neștiință, a pornit pur și simplu impulsurile de calibrare, care nu sunt controlate de niciun buton de pe panoul frontal.

Intrare deschisă și închisă

Direct sub comutatorul de sensibilitate se află un comutator cu trei poziții al modurilor de operare, care sunt adesea numite „intrare deschisă” și „închis”. În poziția extremă stânga a acestui comutator, este posibilă măsurarea tensiunilor directe și alternante cu o componentă constantă.

În poziția corectă, intrarea amplificatorului de deviere verticală este activată prin condensator, care nu trece componenta constantă, dar puteți vedea variabila, chiar dacă componenta constantă este departe de 0V.

Ca exemplu de utilizare a unei intrări închise, se poate cita o problemă practică atât de răspândită precum măsurarea ondulării unei surse de alimentare: tensiunea de ieșire a sursei este de 24V, iar ondularea nu trebuie să depășească 0,25V.

Dacă presupunem că tensiunea este de 24V cu sensibilitatea canalului de deviere verticală de 5V / div. ocupând aproape cinci diviziuni ale scării (zero va trebui setat pe linia cea mai joasă a scării verticale), fasciculul va zbura până în vârf, iar pulsările în zecimi de volt vor fi aproape invizibile.

Pentru a măsura cu acuratețe aceste pulsări, este suficient să puneți osciloscopul în modul de intrare închis, așezați fasciculul în centrul scării verticale și selectați o sensibilitate de 0,05 sau 0,1 V / div. În acest mod, măsurarea ondulării va fi destul de precisă. Trebuie remarcat faptul că componenta constantă poate fi destul de mare: intrarea închisă este proiectată să funcționeze cu o tensiune constantă de până la 300V.

În poziția de mijloc a comutatorului, sonda de măsurare este pur și simplu DESCONECTATĂ de la intrarea amplificatorului Y, ceea ce face posibilă setarea poziției fasciculului fără a deconecta sonda de la sursa de semnal.

În unele situații, această proprietate este destul de utilă. Cel mai interesant este că această poziție este indicată pe panoul osciloscopului de pictograma unui fir comun, de pământ. Se pare că sonda este conectată la un fir comun. Și atunci ce se va întâmpla?

La unele modele de osciloscop, comutatorul de mod de intrare nu are o a treia poziție, ci este doar un buton sau un comutator care comută între modurile de intrare deschise / închise. Este important ca, în orice caz, să existe un astfel de comutator.

Pentru a evalua preliminar performanța osciloscopului, trebuie doar să atingeți cu degetul capătul semnalului (uneori la cald) al sondei: pe ecran trebuie să apară un vârf de rețea sub forma unui fascicul încețoșat. Dacă frecvența de măturare este aproape de frecvența de rețea, va apărea o undă sinusoasă încețoșată, sfâșiată și zguduitoare. Când un deget atinge capătul „de pământ” al pick-up-urilor de pe ecran, în mod natural, nu va exista.

Aici puteți reaminti unul dintre modurile de a verifica o pauză a condensatorilor: dacă luați un condensator funcțional în mână și îl atingeți cu capătul fierbinte, același sinusoid shaggy apare pe ecran. Dacă condensatorul este deschis, atunci pe ecran nu vor apărea modificări.

Gestionarea măturarii

Comutați „Ora / div”. setați durata măturatului. Când observați un semnal periodic prin rotirea acestui comutator, asigurați-vă că pe ecran sunt afișate una sau două perioade de semnal.

Figura 2

Butonul de sincronizare de măturare C1-101 este indicat printr-un singur cuvânt, „Nivel”. În plus față de acest stilou, osciloscopul C1-73 are un buton de „stabilitate” (o anumită caracteristică a circuitului de măturare), pentru unii osciloscopuri același stilou este numit pur și simplu „SYNCHR”. Utilizarea acestui stilou trebuie descrisă mai detaliat.

Cum se realizează o imagine de semnal stabilă

Când este conectat la circuitul investigat, ecranul poate afișa cel mai adesea imaginea prezentată în figura 3.

Figura 3

Pentru a obține o imagine stabilă, rotiți butonul „Sync.”, Care este etichetat „Level” pe panoul frontal al osciloscopului C1-101. Pe diverse osciloscoape, din anumite motive, se găsesc diferite denumiri ale elementelor de control, dar de fapt este același stilou.

Figura 4. Sincronizarea imaginii

Pentru a obține un semnal stabil din imaginea încețoșată prezentată în figura 19, trebuie doar să rotiți butonul „SYNCHR.” sau în cazul nostru „nivel”. Când rotiți în sens invers acelor de ceasornic spre semnul minus, pe ecran va apărea o imagine de semnal, în acest caz o sinusoidă, prezentată în figura 20a. Sincronizarea începe pe marginea căzută a semnalului.

Când rotiți același buton către semnul plus, aceeași undă sinusoidală va arăta ca în figura 4b: scanarea începe pe o muchie ascendentă. Prima perioadă de undă sinusoidală începe chiar deasupra liniei zero, acest lucru afectează timpul de pornire a măturarii.

Dacă osciloscopul are o linie de întârziere, atunci nu va exista o astfel de pierdere. Pentru un sinusoid, acest lucru nu poate fi deosebit de vizibil, dar atunci când studiați un puls dreptunghiular, puteți pierde întreaga față a pulsului din imagine, ceea ce în unele cazuri este destul de important. Mai ales când lucrați cu scanare externă.

Lucrul cu scanarea externă

Lângă controlul „LEVEL” se află un comutator de comutare, denumit „EXT / IN”. În poziția „VNUTR”, mătura începe de la semnalul investigat. Este suficient să aplicați semnalul testat la intrarea Y și să rotiți butonul „LEVEL” până când o imagine stabilă apare pe ecran, așa cum se arată în figura 4.

Dacă respectivul comutator de comutare este setat pe poziția „OUT”, atunci nu se poate obține o imagine stabilă prin nici o rotație a butonului „LEVEL”. Pentru a face acest lucru, trebuie să trimiteți un semnal prin care imaginea va fi sincronizată la intrarea externă de sincronizare. Această intrare este amplasată pe un panou de plastic alb, situat la dreapta intrării Y.

Mufele de ieșire a tensiunii rampei (utilizate pentru a controla diverse GKCh), ieșirea tensiunii de calibrare (poate fi utilizată ca generator de impulsuri) și priza comună de sârmă sunt de asemenea amplasate acolo.

Ca exemplu, în cazul în care poate fi necesar să se lucreze cu o scanare externă, putem folosi circuitul de întârziere puls prezentat în figura 5.

Figura 5. Circuitul de întârziere a impulsului pe cronometrul 555

Când un impuls pozitiv este aplicat la intrarea dispozitivului, impulsul de ieșire apare cu o întârziere determinată de parametrii lanțului RC, timpul de întârziere este determinat de formula prezentată în figură. Dar conform formulei, valoarea este determinată foarte aproximativ.

În prezența unui osciloscop cu două raze, este foarte ușor să determinați timpul: este suficient să aplicați ambele semnale pe intrări diferite și să măsurați timpul de întârziere a impulsului. Și dacă nu există osciloscop cu fascicul dublu? Acesta este locul în care modul de scanare externă vine la salvare.

Primul lucru de făcut este să aplicați semnalul de intrare al circuitului (Fig. 5) la intrarea de sincronizare externă și să conectați aici intrarea Y. Apoi, rotiți butonul LEVEL pentru a obține o imagine stabilă a impulsului de intrare, așa cum se arată în figura 5b. În acest caz, trebuie îndeplinite două condiții: comutatorul de comutare VNESH / VNUTR este setat pe poziția VNESh, iar semnalul investigat trebuie setat pe periodice, și nu unice, așa cum se arată în Fig. 5.

După aceea, trebuie să vă amintiți poziția de pe ecran a semnalului de intrare și să aplicați semnalul de ieșire la intrarea Y. Rămâne doar să calculăm întârzierea necesară pe diviziunile scării. Desigur, acesta nu este singurul circuit în care poate fi necesar să se determine timpul de întârziere între două impulsuri, dar există multe astfel de circuite.

Următorul articol va vorbi despre tipurile de semnale studiate și parametrii acestora, precum și despre cum se pot face diverse măsurători folosind un osciloscop.

Continuarea articolului: Efectuarea unei măsurători a osciloscopului

Boris Aladyshkin