Pourquoi ai-je besoin d'un oscilloscope?

Tôt ou tard, tout ingénieur débutant en électronique, s'il ne renonce pas à ses expériences, passera à des circuits où vous devrez surveiller non seulement les courants et les tensions, mais le fonctionnement du circuit en dynamique. Ceci est particulièrement souvent nécessaire dans divers générateurs et appareils à impulsions. Il n'y a rien à faire sans oscilloscope!

Appareil effrayant, hein? Un tas de stylos, quelques boutons, et même l'écran et le nifiga ne savent pas ce qui est ici et pourquoi. Rien, nous allons le réparer maintenant. Je vais maintenant vous expliquer comment utiliser l'oscilloscope.

En fait, tout est simple ici - l'oscilloscope, en gros, est juste ... voltmètre! Seul rusé, capable de montrer un changement dans la forme de la tension mesurée.

Comme toujours, je vais expliquer avec un exemple abstrait

Imaginez que vous vous tenez devant un chemin de fer et qu'un train sans fin composé exactement des mêmes wagons se précipite devant vous à une vitesse effrénée. Si vous vous contentez de vous lever et de les regarder, vous ne verrez rien d'autre que des ordures floues.

Et maintenant, nous mettons devant vous un mur avec une fenêtre. Et nous commençons à ouvrir la fenêtre uniquement lorsque la prochaine voiture est dans la même position que la précédente. Puisque nous avons les mêmes wagons, il est tout à fait facultatif pour vous de voir le même wagon. En conséquence, des images de voitures différentes mais identiques apparaîtront devant vos yeux dans la même position, ce qui signifie que l'image s'arrêtera pour ainsi dire. L'essentiel est de synchroniser l'ouverture de la fenêtre avec la vitesse du train, de sorte que lorsque vous ouvrez la position de la voiture ne change pas. Si la vitesse ne correspond pas, alors les voitures «avanceront» ou reculeront avec une vitesse dépendant du degré de désynchronisation.

Basé sur le même principe lumière stroboscopique - un appareil qui vous permet d'examiner le raifort en mouvement ou en rotation rapide. Là aussi, le rideau s'ouvre et se ferme rapidement et rapidement.

Ainsi, l'oscilloscope est le même stroboscope, seulement électronique. Et il ne montre pas de voitures, mais des changements périodiques de tension. Pour la même sinusoïde, par exemple, chaque période suivante est similaire à la précédente, alors pourquoi ne pas «l'arrêter» en affichant une période à la fois.

Conception de l'oscilloscope

Cela se fait par tube à rayonssystème de déviation et générateur de balayage.

Dans un tube à faisceau, un faisceau d'électrons pénétrant dans l'écran fait briller le phosphore et les plaques du système déflecteur permettent de faire passer ce faisceau sur toute la surface de l'écran. Plus la tension appliquée aux électrodes est forte, plus le faisceau dévie. Alimentation sur une plaque X tension en dents de scie we créer un scan. Autrement dit, le faisceau se déplace de gauche à droite, puis revient brusquement et continue à nouveau. Et sur la plaque Y nous appliquons la tension étudiée.

Le principe de fonctionnement de l'oscilloscope

Alors tout est simple, si le début de l'apparition de la période de sciage (le faisceau est en position extrême gauche) et le début de la période du signal coïncident, alors en un passage du balayage une ou plusieurs périodes du signal mesuré sont dessinées et l'image semble s'arrêter. En modifiant la vitesse de balayage, il est possible de réaliser qu'une seule période restera sur l'écran - c'est-à-dire qu'une période du signal mesuré passera dans une période de sciage.

Sync

Vous pouvez synchroniser la scie avec le signal manuellement, en ajustant le bouton de vitesse de sorte que l'onde sinusoïdale s'arrête, et possible par niveau. Autrement dit, nous indiquons à quel niveau de tension à l'entrée vous souhaitez exécuter le générateur de balayage. Dès que la tension d'entrée dépasse le niveau, le générateur de balayage démarre immédiatement et nous donne une impulsion.

Par conséquent, le générateur de balayage n'émet la scie que lorsque cela est nécessaire. Dans ce cas, la synchronisation est entièrement automatique. Lors du choix d'un niveau, un facteur tel que les interférences doit être pris en compte.Donc, si vous prenez un niveau trop bas, alors de petites aiguilles d'interférence peuvent démarrer le générateur lorsque vous n'en avez pas besoin, et si vous prenez un niveau trop élevé, le signal peut passer en dessous et rien ne se passera. Mais ici, il est plus facile de tourner le bouton vous-même et immédiatement tout deviendra clair.

De plus, le signal de synchronisation peut être fourni par une source externe.

Pour plus d'informations sur la disposition et le fonctionnement des oscilloscopes, voir ici: Oscilloscope électronique

Donc, dans la théorie du four, nous nous tournons vers la pratique

Je vais vous montrer par l'exemple de mon oscilloscope, volé une fois dans l'entreprise de défense du Rotor Design Bureau :). L'oscillation habituelle, pas très sophistiquée, mais fiable et simple comme un marteau.

Donc:

La luminosité, la mise au point et l'éclairage de l'échelle, je pense, ne nécessitent aucune explication. Ce sont les paramètres d'interface.

Amplificateur U et flèches haut et bas. Ce bouton vous permet de faire monter ou descendre l'image du signal. Lui ajoutant un décalage supplémentaire. Pourquoi? Oui, parfois, la taille de l'écran n'est pas suffisante pour accueillir l'intégralité du signal. Nous devons l'abaisser, en prenant pour zéro non pas le milieu, mais la bordure inférieure.

Ci-dessous, un interrupteur à bascule commutant l'entrée de direct à capacitif. Ce commutateur à bascule sous une forme ou une autre est sur tous les oscilloscopes sans exception. La chose importante! Vous permet de connecter le signal à l'amplificateur directement ou via un condensateur. S'ils sont connectés directement, la composante constante et la variable passeront. Et seule la variable traverse la conder.

Par exemple, nous devons examiner le niveau de bruit de l'alimentation de l'ordinateur. La tension est de 12 volts et la quantité d'interférence ne peut pas dépasser 0,3 volt. Dans le contexte de 12 volts, ces misérables 0,3 volts seront complètement invisibles. Vous pouvez bien sûr augmenter le gain le long de Y, mais le graphique sortira de l'écran et il n'y aura pas assez de déplacement le long de Y pour voir le haut. Ensuite, il suffit de couper le condensateur, puis ces 12 volts de courant constant s'y installeront, et seul un signal alternatif passera dans l'oscilloscope, le même 0,3 volt d'interférence. Ce qui peut être renforcé et vu en pleine croissance.

Vient ensuite le connecteur coaxial pour connecter la sonde. Chaque sonde contient un signal et une masse. La terre est généralement plantée sur moins ou sur le fil commun du circuit, et le signal est poussé le long du circuit. L'oscilloscope montre la tension sur la sonde par rapport au fil commun. Comprendre où le signal, et où la terre suffit pour prendre leur main à tour de rôle. Si vous prenez le général, l'écran sera toujours le pouls du cadavre. Et si vous prenez le signal, vous verrez un tas de srach sur l'écran - visant votre corps, qui sert actuellement d'antenne. Sur certaines sondes, en particulier sur les oscilloscopes modernes, un diviseur de tension de 1:10 ou 1: 100 est intégré à l'intérieur, ce qui vous permet de brancher l'oscilloscope même dans une prise, sans risque de le brûler. Il s'allume et s'éteint avec l'interrupteur à bascule sur la sonde.

Presque tous les oscilloscopes ont une sortie d'étalonnage. Sur lequel vous pouvez toujours trouver un signal rectangulaire avec une fréquence de 1KHz et une tension d'environ un demi-volt. Selon le modèle de l'oscillation. Il est utilisé pour vérifier le fonctionnement de l'oscilloscope lui-même, enfin, il est parfois utile à des fins de test :)

Gain et durée de Two Hefty Twisters

Le gain est utilisé pour mettre le signal à l'échelle le long de l'axe Y. Il montre également combien de volts par division afficheront finalement.

Disons que si vous avez 2 volts par division et que le signal à l'écran atteint une hauteur de deux cellules de la grille dimensionnelle, alors l'amplitude du signal est de 4 volts.

La durée détermine la fréquence de balayage. Plus l'intervalle est court, plus la fréquence est élevée, plus le signal haute fréquence est visible. Ici, les cellules sont graduées en milli et microsecondes. Donc, par la largeur du signal, vous pouvez calculer le nombre de cellules et en le multipliant par l'échelle le long de l'axe X, vous obtiendrez la durée du signal en secondes. Vous pouvez également calculer la durée d'une période, et connaissant la durée, il est facile de trouver la fréquence du signal f = 1 / t

La pipette supérieure sur les torsions vous permet de changer l'échelle en douceur. Habituellement, c'est sur mon clic pour que je sache toujours clairement quelle est mon échelle.

Il existe également une entrée X à laquelle vous pouvez appliquer votre signal, au lieu d'une scie circulaire. Ainsi, l'oscilloscope peut servir de téléviseur ou de moniteur, si vous collectez un circuit qui formera une image. Un spinner avec les mots Balayage et flèches gauche et droite vous permet de faire défiler le graphique à gauche et à droite. Il est parfois pratique d'ajuster la zone souhaitée pour la division de la grille.

Bloc de synchronisation

Bouton de niveau - définit le niveau à partir duquel le générateur de scie démarrera.

Le passage de l'interne à l'externe vous permet d'appliquer des impulsions d'horloge à une entrée provenant d'une source externe.

Un interrupteur étiqueté +/- bascule la polarité du niveau. Non disponible sur tous les oscilloscopes.

Stabilité de la poignée - vous permet d'essayer manuellement de choisir la vitesse de synchronisation.

Démarrage rapide

Donc, vous avez activé l'oscillation. La première chose à faire est de fermer la sonde de signal à votre propre crocodile de terre. Dans ce cas, «Pulse of the cadpse» devrait apparaître à l'écran. S'il n'apparaît pas, tournez les boutons de stabilisation et les décalages et le niveau - peut-être qu'il s'est juste caché derrière l'écran ou n'a pas démarré en raison d'un niveau insuffisant.

Dès que la bande est apparue, réglez ensuite la torsion pour la remettre à zéro. Si vous oscilloscope analogique, surtout s'il est ancien, laissez-le se réchauffer. Après s'être allumé, le mien flotte encore quinze minutes.

Ensuite, définissez la limite de mesure de tension. Prenez avec une marge, si vous réduisez quelque chose. Maintenant, si vous attachez le fil de terre de l'oscilloscope au moins de la batterie et le signal au plus, vous verrez comment le graphique saute de un vol et demi. Soit dit en passant, les anciens oscilloscopes commencent souvent à faiblir, il est donc utile de voir avec quelle précision il affiche la tension à l'aide d'une source de tension de référence.

Sélection de l'oscilloscope

Si vous venez de commencer, n'importe qui fera l'affaire. Il est hautement souhaitable qu'il soit à double canal. Autrement dit, il aura deux sondes et deux torsions de gain, pour le premier et le deuxième canal, ce qui vous permet d'obtenir simultanément deux graphiques.

Le deuxième critère d'oscilloscope le plus important est la fréquence. La fréquence maximale du signal qu'il peut capter. Jusqu'à présent, 1 MHz était suffisant pour que je ne le balance pas. Ces oscilloscopes vendus dans les magasins ont déjà une fréquence de 10 MHz ou plus. L'oscilloscope le moins cher que j'ai vu coûte 5 mille roubles - OSU-10. Celui à deux canaux vaut déjà 10 000, mais je visais à prendre un RIGOL DS1042CD numérique pour kilobax. Différentes demandes - différents jouets. Mais, je le répète, 1 MHz est suffisant pour commencer, et assez longtemps. Alors, trouvez-vous au moins une sorte d'oscilloscope. Et là, vous comprendrez ce dont vous avez besoin.

Voir aussi sur ce sujet: Comment utiliser l'oscilloscope