Hur man använder oscilloskopet

I artikeln “Elektroniskt oscilloskop - enhet, princip för drift” denna universalapparat beskrivs kort. Den givna informationen är tillräcklig för att göra mätprocessen medveten, men vid reparation av en sådan komplex anordning kommer djupare kunskap att behövas, eftersom kretsarna för elektroniska oscilloskop är mycket olika och ganska komplicerade.

Oftast har en nybörjare radioamatör till sitt förfogande ett enstrålsoscilloskop, men efter att ha behärskat metoderna för att använda ett sådant instrument kommer det inte att vara svårt att byta till ett tvåstråls- eller digitalt oscilloskop.

Figur 1 visar ett ganska enkelt och pålitligt C1-101-oscilloskop med så få handtag att det är absolut omöjligt att bli förvirrad. Observera att detta inte är ett slags oscilloskop för skolfysikundervisning, det var bara det som användes i produktionen för bara tjugo år sedan.

Oscilloskopeffekt inte bara 220V. Den kan drivas från en 12V DC-källa, till exempel ett bilbatteri, som gör att du kan använda enheten i fältet.

Figur 1. Oscilloskop C1-101

Extrajusteringar

På den övre panelen på oscilloskopet finns vred för att justera ljusstyrkan och fokusera strålen. Deras syfte är tydligt utan förklaring. På frontpanelen finns alla andra kontroller.

Två vred, indikerade med pilar, låter dig justera strålens position vertikalt och horisontellt. Detta gör att du mer exakt kan kombinera bilden av signalen på skärmen med rutnätet för att förbättra avläsningen av divisionerna.

Nollspänningsnivån är belägen på den vertikala skalans mittlinje, vilket gör att du kan se en bipolär signal utan konstant komponent.

För att studera en unipolär signal, till exempel digitala kretsar, är det bättre att flytta strålen till skalans nedre delning: du får en vertikal skala med sex divisioner.

På frontpanelen finns också en strömbrytare och en strömindikator.

Signalförstärkning

"V / div" -omkopplaren ställer in känsligheten för den vertikala avböjningskanalen. Kanalens Y-förstärkning är kalibrerad, den ändras i steg om 1, 2, 5, det finns ingen smidig justering av känsligheten.

Rotering av denna omkopplare bör säkerställa att amplituden hos den puls som studeras är minst 1 delning av den vertikala skalan. Först då kan stabil signalsynkronisering uppnås. I allmänhet bör du sträva efter att få signalomfånget så stort som möjligt tills det går längre än nätet. I detta fall ökar noggrannheten hos mätningarna.

Generellt sett kan rekommendationen för att välja förstärkning vara denna: skruva bort omkopplaren moturs till 5V / div-läge, och vrid sedan ratten medurs tills signalamplituden på skärmen blir som rekommenderad i föregående stycke. Det är som i fallet med en multimeter: Om storleken på den uppmätta spänningen är okänd, börja mätningen från det högsta spänningsområdet.

Känslighetsomkopplarens senaste position medurs med vertikal riktning indikeras med en svart triangel med inskriptionen "5DEL". I detta läge visas rektangulära pulser med en spänning på 5 divisioner på skärmen, pulsfrekvensen är 1 KHz. Syftet med dessa pulser är att kontrollera och kalibrera oscilloskopet. I samband med dessa impulser återkallas ett något komiskt fall som kan berättas som ett skämt.

En gång kom en kamrat till vår verkstad och bad att använda ett oscilloskop för att skapa någon form av självgjord struktur.Efter flera dagar med kreativ plåga hör vi från honom en sådan utrop: "Åh, du stängde av kraften, men vilka impulser är så bra!" Det visade sig att han av okunnighet helt enkelt slog på kalibreringspulserna, som inte styrs av några vred på frontpanelen.

Öppen och stängd ingång

Direkt under känslighetsomkopplaren finns en trepositionsomkopplare för driftslägen, som ofta kallas "öppen ingång" och "stängd". I det yttre vänstra läget för denna omkopplare är det möjligt att mäta direkta och växlande spänningar med en konstant komponent.

I rätt läge slås ingången på den vertikala avvikelseförstärkaren in genom kondensatorn, som inte passerar den konstanta komponenten, men du kan se variabeln, även om den konstanta komponenten är långt från 0V.

Som ett exempel på att använda en sluten ingång kan man nämna ett så vidsträckt praktiskt problem som att mäta rippeln från en kraftkälla: källans utgångsspänning är 24V, och rippeln bör inte överstiga 0,25V.

Om vi ​​antar att spänningen är 24V med en känslighet för den vertikala avvikelseskanalen på 5V / div. när man upptar nästan fem uppdelningar av skalan (noll måste ställas in på den nedre linjen i den vertikala skalan), kommer strålen att flyga upp till toppen och pulsationer i tiondelar av en volt är nästan osynliga.

För att mäta dessa pulsationer exakt räcker det att sätta oscilloskopet i stängt ingångsläge, placera strålen i mitten av den vertikala skalan och välj en känslighet på 0,05 eller 0,1 V / div. I detta läge kommer rippelmätningen att vara ganska exakt. Det bör noteras att den konstanta komponenten kan vara ganska stor: den stängda ingången är utformad för att arbeta med en konstant spänning på upp till 300V.

I omkopplarens mittläge är mätsonden helt enkelt AVKOPPLAD från ingången till förstärkaren Y, vilket gör det möjligt att ställa in strålens position utan att koppla bort sonden från signalkällan.

I vissa situationer är den här egenskapen ganska användbar. Det mest intressanta är att denna position indikeras på oscilloskoppanelen av ikonen för en gemensam tråd, jord. Det verkar som om sonden är ansluten till en gemensam tråd. Och vad kommer då att hända?

På vissa oscilloskopmodeller har ingångslägesomkopplaren inte en tredje position, det är bara en knapp eller en omkopplare som växlar mellan öppna / stängda ingångslägen. Det är viktigt att det i alla fall finns en sådan omkopplare.

För att preliminärt utvärdera prestandan hos oscilloskopet trycker du bara på sondens (ibland heta) ände med fingret: en nätverksspets i form av en oskarp stråle bör visas på skärmen. Om svepfrekvensen är nära nätfrekvensen, kommer en oskarp, sönderriven och trassig sinusvåg att visas. När ett finger vidrör det "jordnära" slutet på pickuperna på skärmen kommer det naturligtvis inte att finnas något.

Här kan du komma ihåg ett av sätten att kontrollera kondensatorer för en paus: om du tar en servicebar kondensator i handen och rör vid den med den heta änden visas samma raka sinusoid på skärmen. Om kondensatorn är öppen kommer inga ändringar att ske på skärmen.

Sweep Management

Växla "Time / div." ställa in svepets varaktighet. När du observerar en periodisk signal genom att vrida denna omkopplare, se till att en eller två signalperioder visas på skärmen.

Figur 2

Sweep-synkroniseringsratten C1-101 indikeras med bara ett ord, "Level". Förutom denna penna har C1-73-oscilloskopet en "stabilitets" -knapp (en del av svepkretsen), för vissa oscilloskop kallas samma penna helt enkelt "SYNCHR". Användningen av denna penna bör beskrivas mer detaljerat.

Hur man uppnår en stabil signalbild

När du är ansluten till den undersökta kretsen kan skärmen oftast visa bilden som visas i figur 3.

Figur 3

För att få en stabil bild, vrid på "Sync" -knappen, som är märkt "Level" på frontpanelen på C1-101 oscilloskop. På olika oscilloskop finns det av någon anledning olika beteckningar av styrelement, men i själva verket är det samma penna.

Figur 4. Bildsynkronisering

För att få en stabil signal från den suddiga bilden som visas i figur 19, vrid bara på “SYNCHR.” -Ratten eller i vårt fall "nivå". När man roterar moturs till minustecknet kommer en signalbild att visas på skärmen, i detta fall en sinusoid, som visas i figur 20a. Synkroniseringen börjar på signalens fallande kant.

När du vrider samma knopp till plustecknet kommer samma sinusvåg att se ut i figur 4b: skanningen startar på en stigande kant. Den första sinusvågperioden börjar precis ovanför nolllinjen, detta påverkar svepens starttid.

Om oscilloskopet har en fördröjningslinje kommer det inte att bli någon sådan förlust. För en sinusoid kanske detta inte märks särskilt, men när du studerar en rektangulär puls kan du tappa hela pulsens framsida i bilden, vilket i vissa fall är ganska viktigt. Särskilt när du arbetar med extern skanning.

Arbeta med extern skanning

Bredvid kontrollen "NIVÅ" finns en vippbrytare, benämnd "EXT / IN". I läget "VNUTR" startar svepningen från signalen som studeras. Det räcker med att applicera signalen under test för att mata in Y och vrida “LEVEL” -ratten tills en stabil bild visas på skärmen, som visas i figur 4.

Om nämnda vippbrytare är inställd på läget “OUT”, kan en stabil bild inte erhållas genom någon rotation av “LEVEL” -ratten. För att göra detta måste du skicka en signal genom vilken bilden synkroniseras till den externa synkroniseringsingången. Denna ingång är belägen på en vit plastpanel belägen till höger om ingången Y.

Rampspänningsutgångarna (används för att styra olika GKCh), kalibreringsspänningsutgången (kan användas som pulsgenerator) och det gemensamma tråduttaget finns också där.

Som exempel, där det kan vara nödvändigt att arbeta med en extern skanning, kan den pulsfördröjningskrets som visas i figur 5 fungera.

Bild 5. Pulsfördröjningskrets på timer 555

När en positiv puls appliceras på enhetens ingång visas utgångspulsen med en fördröjning bestämd av parametrarna för RC-kedjan, fördröjningstiden bestäms av formeln som visas i figuren. Men enligt formeln bestäms värdet mycket ungefär.

I närvaro av ett tvåstrålsoscilloskop är det mycket enkelt att bestämma tiden: det räcker med att tillämpa båda signalerna på olika ingångar och mäta pulsfördröjningstiden. Och om det inte finns något dubbelstrålsoscilloskop? Det är här det externa skanningsläget räddas.

Det första du måste göra är att anbringa insignalen från kretsen (Fig. 5) på den externa synkroniseringsingången och ansluta Y-ingången här. Vrid sedan LEVEL-ratten för att få en stabil bild av ingångspulsen, som visas i Fig. 5b. I detta fall måste två villkor följas: VNESH / VNUTR-omkopplaren är inställd på VNESh-läget och signalen som undersöks måste vara i drift. periodiskt och inte enstaka, såsom visas i fig. 5.

Efter det måste du komma ihåg positionen på insignalens skärm och tillämpa utsignalen på ingång Y. Det återstår bara att beräkna den erforderliga förseningen på skalans uppdelningar. Naturligtvis är detta inte den enda kretsen där det kan vara nödvändigt att bestämma fördröjningstiden mellan två pulser, det finns många sådana kretsar.

I nästa artikel kommer vi att prata om vilka typer av signaler som studeras och deras parametrar, samt hur man gör olika mätningar med hjälp av ett oscilloskop.

Fortsättning av artikeln: Utföra ett oscilloskopmätning

Boris Aladyshkin