Varför behöver jag ett oscilloskop?

Förr eller senare kommer alla nybörjare elektronikingenjörer, om han inte lämnar upp sina experiment, växer till kretsar där du behöver övervaka inte bara strömmar och spänningar, utan kretsens dynamik. Detta behövs särskilt ofta i olika generatorer och pulsanordningar. Det finns inget att göra utan ett oscilloskop!

Läskig enhet, va? Ett gäng pennor, några knappar och till och med skärmen och nifiga är inte klart vad som är här och varför. Ingenting, vi fixar det nu. Nu ska jag berätta hur du använder oscilloskopet.

I själva verket är allt enkelt här - oscilloskopet, grovt sagt, är bara ... voltmeter! Endast listig, i stånd att visa en förändring i formen på den uppmätta spänningen.

Som alltid kommer jag att förklara med ett abstrakt exempel

Föreställ dig att du står framför en järnväg, och ett oändligt tåg bestående av exakt samma bilar rusar förbi dig i en hastig hastighet. Om du bara står och tittar på dem, ser du inget annat än suddigt skräp.

Och nu lägger vi framför dig en vägg med ett fönster. Och vi börjar öppna fönstret bara när nästa bil är i samma position som den föregående. Eftersom vi har samma vagnar är det helt valfritt för dig att se samma vagn. Som ett resultat kommer bilder av olika men identiska bilar att dyka upp framför dina ögon i samma position, vilket innebär att bilden kommer att stanna som den var. Det viktigaste är att synkronisera öppningen av fönstret med tåghastigheten, så att när du öppnar inte bilens position inte förändras. Om hastigheten inte stämmer överens, kommer "bilarna" att röra sig antingen framåt eller bakåt med en hastighet beroende på graden av desynkronisering.

Baserat på samma princip strobe ljus - en enhet som låter dig undersöka snabbrörande eller roterande pepparrot. Där öppnas och stängs gardinen snabbt och stängs.

Så oscilloskopet är samma strobe, bara elektroniskt. Och han visar inte bilar, utan periodiska spänningsförändringar. För samma sinus, till exempel, är varje efterföljande period liknande den föregående, så varför inte "stoppa" den, visar en period åt gången.

Oscilloskopdesign

Detta görs genom strålröravböjningssystem och svepgenerator.

I ett strålerör gör en elektronstråle som kommer in i skärmen fosforen glödande och plattorna i avböjningssystemet gör det möjligt att driva denna stråle över hela skärmytan. Ju starkare spänningen som appliceras på elektroderna, desto mer avböjs strålen. Matar på en tallrik X sågtandspänning vi skapa en skanning. Det vill säga strålen rör sig från vänster till höger och återgår sedan plötsligt och fortsätter igen. Och på plattan Y tillämpar vi den studerade spänningen.

Funktionsprincipen för oscilloskopet

Då är allt enkelt, om början på sågperiodens utseende (strålen är i det yttersta vänsterläget) och början av signalperioden sammanfaller, dras en eller flera perioder av den uppmätta signalen i en passering av svepet och bilden verkar stoppa. Genom att ändra svepahastigheten är det möjligt att uppnå att endast en period kommer att finnas kvar på skärmen - det vill säga att en period av den uppmätta signalen kommer att passera under en sågperiod.

synkronisering

Du kan synkronisera sågen med signalen antingen manuellt, justera hastighetsratten så att sinusvågen stannar, och möjligt efter nivå. Det vill säga, vi anger vid vilken spänningsnivå vid ingången du vill köra svepgeneratorn. Så snart ingångsspänningen överskrider nivån, kommer svepgeneratorn att starta omedelbart och ge oss en impuls.

Som ett resultat emitterar svepgeneratorn sågen endast vid behov. I detta fall är synkroniseringen helt automatisk. När du väljer en nivå bör en faktor som störningar beaktas.Så om du tar en nivå för låg, så kan små nålar av störningar starta generatorn när du inte behöver den, och om du tar en nivå för hög, kan signalen passera under den och ingenting kommer att hända. Men här är det lättare att vrida ratten själv och omedelbart kommer allt att bli klart.

Synkroniseringssignalen kan också levereras från en extern källa.

För detaljer om hur oscilloskopen är ordnade och fungerar, se här: Elektroniskt oscilloskop

Så i ugnsteorin vänder vi oss till praktiken

Jag kommer att visa med exemplet på mitt oscilloskop, som en gång i tiden stulits från försvarsföretaget i Rotor Design Bureau :). Den vanliga svängningen, inte särskilt sofistikerad, men pålitlig och enkel som en slägga.

Alltså:

Ljusstyrka, fokus och belysning på skalan tror jag inte kräver förklaring. Dessa är gränssnittsinställningarna.

Förstärkare U och upp- och nedpilar. Med den här ratten kan du köra signalbilden upp eller ner. Lägger honom en extra offset. Varför? Ja, ibland finns det inte tillräckligt med skärmstorlek för att rymma hela signalen. Vi måste köra ner den och ta för noll inte mitten utan den nedre gränsen.

Nedan visas en växelomkopplare som växlar ingång från direkt till kapacitiv. Den här växlaren i en eller annan form är på alla utan undantag oscilloskop. Det viktiga! Låter dig ansluta signalen till förstärkaren antingen direkt eller genom en kondensator. Om de är direkt anslutna passerar konstanten och variabeln. Och endast variabeln passerar genom conden.

Vi måste till exempel titta på ljudnivån i datorns strömförsörjning. Spänningen finns på 12 volt och interferensmängden kan vara högst 0,3 volt. Mot bakgrund av 12 volt kommer dessa eländiga 0,3 volt att vara helt osynliga. Du kan naturligtvis öka förstärkningen längs Y, men då kommer grafen att komma ut från skärmen, och det kommer inte att finnas tillräckligt med förskjutning längs Y för att se toppen. Då behöver vi bara klippa kondensatorn och då kommer de 12 volt konstant ström att sätta sig på den, och bara en växelsignal kommer att passera in i oscilloskopet, samma 0,3 volt interferens. Vilket kan stärkas och ses i full tillväxt.

Nästa är koaxialkontakten för att ansluta sonden. Varje sond innehåller en signal och mark. Jorden planteras vanligtvis på minus eller på den gemensamma tråden i kretsen, och signalen stickas ut längs kretsen. Oscilloskopet visar spänningen på sonden relativt den gemensamma tråden. För att förstå var signalen och var jorden räcker för att ta handen i tur och ordning. Om du tar upp generalen, kommer skärmen fortfarande att vara pulsen på liket. Och om du tar upp signalen, kommer du att se ett gäng srach på skärmen - riktat mot din kropp, som för närvarande fungerar som en antenn. På vissa sonder, speciellt på moderna oscilloskop, är en spänningsdelare på 1:10 eller 1: 100 inbyggd inuti, vilket gör att du kan ansluta oscilloskopet till och med i ett uttag, utan risk för att bränna det. Den slås på och av med vippbrytaren på sonden.

Nästan varje oscilloskop har en kalibreringsutgång. På vilken du alltid kan hitta en rektangulär signal med en frekvens på 1 KHz och en spänning på ungefär en halv volt. Beroende på svängningsmodellen. Används för att testa själva oscilloskopets funktion, ja, ibland är det användbart för teständamål :)

Två häftiga Twisters-vinst och varaktighet

Förstärkningen används för att skala signalen längs Y-axeln och visar också hur många volt per division som i slutändan kommer att visa.

Säg, om du har 2 volt per division, och signalen på skärmen når en höjd av två celler i det dimensionella nätet, så är signalamplituden 4 volt.

Varaktighet bestämmer svepets frekvens. Ju kortare intervallet, desto högre frekvens, desto mer högfrekvenssignal kan du se. Här graderas cellerna i milli- och mikrosekunder. Så med signalens bredd kan du beräkna hur många celler det är, och multiplicera den med skalan längs X-axeln får du signalvaraktigheten i sekunder. Du kan också beräkna varaktigheten för en period och veta varaktigheten är det lätt att hitta signalfrekvensen f = 1 / t

Den övre pipetten på vändningarna låter dig ändra skalan smidigt. Vanligtvis är det på mitt klick så att jag alltid tydligt vet vad min skala är.

Det finns också en ingång X som du kan använda din signal istället för en svepsåg. Således kan oscilloskopet fungera som en TV eller bildskärm om du samlar en krets som bildar en bild. En spinner med orden svep och vänster- och högerpilar låter dig köra diagrammet på skärmen till vänster och höger. Det är ibland bekvämt att passa det önskade området för uppdelning av nätet.

Synkroniseringsblock

Nivåvred - ställer in nivån från vilken sågeneratorn börjar.

Växlingen från intern till extern låter dig applicera klockpulser på en ingång från en extern källa.

En omkopplare märkt +/- växlar nivåens polaritet. Ej tillgängligt på alla oscilloskop.

Hantera stabilitet - låter dig manuellt försöka välja hastigheten på synkronisering.

Snabbstart

Så du aktiverade svängningen. Det första du måste göra är att stänga signalproben till din egen lerkrokodil. I det här fallet ska "Pulse of the lik" visas på skärmen. Om det inte visas, vrid sedan stabiliseringsknappar och förskjutningar och nivå - kanske gömde det sig bara bakom skärmen eller startade inte på grund av otillräcklig nivå.

Så snart remsan dök upp, ställ sedan in vridningen för att flytta den till noll. Om du analogt oscilloskop, särskilt om det är gammalt, låt det sedan värmas upp. Efter att ha slagit på flyter mina i ytterligare femton minuter.

Ställ sedan in spänningsmätningsgränsen. Ta med en marginal om du minskar något. Om du nu fäster jordkabeln på oscilloskopet till batteriets minus och signalen till plus kommer du att se hur grafen hoppar med en och en halv volt. Förresten, gamla oscilloskop börjar ofta vakla, så det är användbart att se hur exakt den visar spänningen med en referensspänningskälla.

Val av oscilloskop

Om du just har börjat, kommer någon att göra. Det är mycket önskvärt om det är dubbelkanal. Det vill säga att han kommer att ha två sonder och två Gain-vändningar, för den första och andra kanalen, som gör att du samtidigt kan få två grafer.

Det näst viktigaste oscilloskopkriteriet är frekvens. Den maximala frekvensen för signalen som han kan fånga. Hittills räckte 1MHz för att jag inte skulle svänga den. De oscilloskop som säljs i butiker har redan en frekvens på 10 MHz eller högre. Det billigaste oscilloskopet som jag såg kostade 5 tusen rubel - OSU-10. Tvåkanaler är redan 10 tusen, men jag siktade på att ta en digital RIGOL DS1042CD för kilobax. Olika förfrågningar - olika leksaker. Men, upprepar jag, 1 MHz räcker för en start, och tillräckligt länge. Så hitta dig åtminstone ett slags oscilloskop. Och där kommer du att förstå vad du behöver.

Se också om detta ämne: Hur man använder oscilloskopet