Kāpēc man ir nepieciešams osciloskops?

Agrāk vai vēlāk jebkurš iesācējs elektronikas inženieris, ja viņš neatsakās no eksperimentiem, pieaugs līdz ķēdēm, kurās jums jāuzrauga ne tikai strāvas un spriegumi, bet arī ķēdes darbība dinamikā. Īpaši bieži tas ir nepieciešams dažādos ģeneratoros un impulsu ierīcēs. Bez osciloskopa nav ko darīt!

Biedējoša ierīce, vai ne? Pildspalva, dažas pogas un pat ekrāns un nifiga nav skaidrs, kas šeit ir un kāpēc. Nekas, mēs to labosim tagad. Tagad es jums pastāstīšu, kā izmantot osciloskopu.

Faktiski šeit viss ir vienkārši - osciloskops, rupji runājot, ir tikai ... voltmetrs! Tikai viltīgs, spēj parādīt izmaiņas izmērītā sprieguma formā.

Kā vienmēr, es paskaidrošu ar abstraktu piemēru

Iedomājieties, ka jūs stāvat dzelzceļa priekšā, un bezgalīgs vilciens, kas sastāv no tieši tādām pašām automašīnām, jums garām brauc neprātīgā ātrumā. Ja jūs vienkārši stāvat un skatāties uz viņiem, tad jūs neredzēsit neko citu kā izplūdušus atkritumus.

Un tagad mēs noliekam jūsu priekšā sienu ar logu. Un mēs sākam atvērt logu tikai tad, kad nākamā automašīna atrodas tādā pašā stāvoklī kā iepriekšējā. Tā kā mums ir vieni un tie paši vagoni, jums ir pilnīgi neobligāti redzēt vienu un to pašu vagonu. Rezultātā vienā acu priekšā jūsu acu priekšā parādīsies dažādu, bet identisku automašīnu attēli, kas nozīmē, ka attēls apstāsies tā, kā tas bija. Galvenais ir sinhronizēt loga atvēršanu ar vilciena ātrumu, lai, atverot, automašīnas pozīcija nemainītos. Ja ātrums nesakrīt, automašīnas atkarībā no desinhronizācijas pakāpes “pārvietojas” uz priekšu vai atpakaļ ar ātrumu.

Pamatojas uz to pašu principu zibspuldzes gaisma - ierīce, kas ļauj pārbaudīt ātri kustīgus vai rotējošus mārrutkus. Arī tur aizkars ātri un ātri atveras un aizveras.

Tātad, osciloskops ir tas pats strobs, tikai elektroniskais. Un viņš neuzrāda automašīnas, bet periodiskas sprieguma izmaiņas. Piemēram, vienam un tam pašam sinusoīdam katrs nākamais periods ir līdzīgs iepriekšējam, tad kāpēc gan to “neapturēt”, parādot vienu periodu vienlaikus.

Osciloskopa dizains

Tas tiek darīts caur staru caurulenovirzošā sistēma un slaucīšanas ģenerators.

Staru caurulē elektronu stars, kas nokrīt uz ekrāna, liek fosfora mirdzumam, un novirzošās sistēmas plāksnes ļauj šo staru izlaist pa visu ekrāna virsmu. Jo spēcīgāks spriegums tiek pielietots elektrodiem, jo ​​vairāk staru kūlis novirzās. Barojot uz plāksnes X zāģa zobratu spriegumu mēs izveidot skenēšanu. Tas ir, stars pārvietojas no kreisās uz labo pusi, pēc tam pēkšņi atgriežas un turpina atkal. Un uz plāksnes Y mēs piemērojam izpētīto spriegumu.

Osciloskopa darbības princips

Tad viss ir vienkārši, ja zāģa perioda parādīšanās sākums (stars atrodas galējā kreisajā pozīcijā) un signāla perioda sākums sakrīt, tad vienā slaucīšanas reizē tiek uzzīmēts viens vai vairāki izmērītā signāla periodi un attēls, šķiet, apstājas. Mainot slaucīšanas ātrumu, ir iespējams panākt, ka ekrānā paliks tikai viens periods - tas ir, viens izmērītā signāla periods pāries vienā zāģa periodā.

Sinhronizēt

Jūs varat sinhronizēt zāģi ar signālu vai nu manuāli, pielāgojot ātruma pogu tā, lai sinusa vilnis apstājas, un iespējams pēc līmeņa. Tas ir, mēs norādām, kādā sprieguma līmenī pie ieejas vēlaties darbināt slaucīšanas ģeneratoru. Tiklīdz ieejas spriegums pārsniedz līmeni, nekavējoties ieslēdzas slaucīšanas ģenerators un dod mums impulsu.

Rezultātā slaucīšanas ģenerators zāģi izsniedz tikai nepieciešamības gadījumā. Šajā gadījumā sinhronizācija notiek pilnīgi automātiski. Izvēloties līmeni, jāņem vērā tāds faktors kā traucējumi.Tātad, ja jūs paņemat pārāk zemu līmeni, tad mazas traucējumu adatas var iedarbināt ģeneratoru, kad jums tas nav vajadzīgs, un, ja jūs paņemat pārāk augstu līmeni, signāls var iziet zem tā, un nekas nenotiks. Bet šeit ir vieglāk pats pagriezt pogu, un tūlīt viss kļūs skaidrs.

Sinhronizācijas signālu var piegādāt arī no ārēja avota.

Sīkāku informāciju par to, kā osciloskopi ir sakārtoti un darbojas, skatiet šeit: Elektroniskais osciloskops

Tātad, krāsns teorijā, mēs ķeramies pie prakses

Es parādīšu pēc sava osciloskopa piemēra, kas reiz nozagts no Rotora dizaina biroja aizsardzības uzņēmuma :). Parastās svārstības, kas nav ļoti izsmalcinātas, bet ir uzticamas un vienkāršas kā kamanu kalējs.

Tātad:

Mēroga spilgtums, fokuss un apgaismojums, manuprāt, neprasa skaidrojumu. Šie ir interfeisa iestatījumi.

Pastiprinātājs U un bultiņas uz augšu un uz leju. Šī poga ļauj vadīt signāla attēlu uz augšu vai uz leju. Pievienojot viņam papildu nobīdi. Kāpēc? Jā, dažreiz nepietiek ekrāna lieluma, lai ietilpinātu visu signālu. Mums tas jānobrauc uz leju, ņemot nulli nevis pa vidu, bet gan uz apakšējo robežu.

Zemāk ir ieslēgšanas slēdža pārslēgšanas ieeja no tiešās uz kapacitīvo. Šis pārslēgšanas slēdzis vienā vai otrā formā ir bez izņēmuma osciloskopiem. Svarīga lieta! Ļauj savienot signālu ar pastiprinātāju tieši vai caur kondensatoru. Ja savienojums ir tieši pievienots, nemainīgais komponents un mainīgais pāries. Un tikai mainīgais iet caur konderu.

Piemēram, mums jāaplūko datora barošanas avota trokšņa līmenis. Tur esošais spriegums ir 12 volti, un traucējumu summa nedrīkst būt lielāka par 0,3 voltiem. Uz 12 voltu fona šie nožēlojamie 0,3 volti būs pilnīgi neredzami. Jūs, protams, varat palielināt guvumu gar Y, bet tad grafiks iznāks no ekrāna, un, lai redzētu augšdaļu, Y nebūs pietiekami daudz pārvietojumu. Tad mums vienkārši jāsagriež kondensators, un tad uz tā nokārtosies tie 12 volti pastāvīgas strāvas, un osciloskopā nonāks tikai mainīgs signāls, tas pats 0,3 voltu traucējums. To var stiprināt un redzēt pilnā izaugsmē.

Nākamais ir koaksiālais savienotājs zondes savienošanai. Katra zonde satur signālu un zemējumu. Zeme parasti tiek stādīta uz mīnusiem vai uz kopējās ķēdes stieples, un signāls tiek izlikts gar ķēdi. Osciloskops parāda zondes spriegumu attiecībā pret kopējo vadu. Lai saprastu, kur ir signāls un kur zeme ir pietiekama, lai ņemtu viņu roku pēc kārtas. Ja jūs ieņemat ģenerāli, tad ekrāns joprojām būs līķa impulss. Un, ja jūs uzņematies signālu, ekrānā redzēsit virkni spraugas, kas vērstas uz jūsu ķermeni, kas šobrīd darbojas kā antena. Dažās zondes, it īpaši mūsdienu osciloskopos, iekšpusē ir iebūvēts sprieguma dalītājs 1:10 vai 1: 100, kas ļauj jums osciloskopu iespraust pat kontaktligzdā, neriskējot to sadedzināt. Tas ieslēdzas un izslēdzas ar zondes pārslēgšanas slēdzi.

Gandrīz katram osciloskopam ir kalibrēšanas izeja. Uz kura jūs vienmēr varat atrast taisnstūra signālu ar frekvenci 1KHz un spriegumu apmēram pusi voltu. Atkarībā no svārstību modeļa. To izmanto, lai pārbaudītu paša osciloskopa darbību, labi, dažreiz tas ir noderīgi testēšanas nolūkos :)

Divas dūšīgas Twisters ieguvums un ilgums

Pastiprinājums tiek izmantots signāla mērogošanai pa Y asi. Tas arī parāda, cik galu galā parādīs voltus vienā dalījumā.

Sakiet, ja jums ir 2 volti uz dalījumu un signāls uz ekrāna sasniedz dimensiju režģa divu šūnu augstumu, tad signāla amplitūda ir 4 volti.

Ilgums nosaka slaucīšanas biežumu. Jo īsāks intervāls, jo augstāka frekvence, jo vairāk augstfrekvences signālu jūs varat redzēt. Šūnas tiek graduētas mili un mikrosekundēs. Tātad ar signāla platumu var aprēķināt, cik šūnu tas ir, un, reizinot to ar skalu pa X asi, jūs iegūsit signāla ilgumu sekundēs. Varat arī aprēķināt viena perioda ilgumu, un, zinot ilgumu, ir viegli atrast signāla frekvenci f = 1 / t

Augšējā pipete uz līkločiem ļauj vienmērīgi mainīt skalu. Parasti tas ir uz mana klikšķa, lai es vienmēr skaidri zinātu, kāds ir mans mērogs.

Arī slaukšanas zāģa vietā ir ieeja X, kurai varat izmantot savu signālu. Tādējādi osciloskops var kalpot kā televizors vai monitors, ja jūs savācat ķēdi, kas veidos attēlu. Vērotājs ar vārdiem Slaucīt un kreiso un labo bultiņu ļauj vadīt diagrammu ekrānā pa kreisi un pa labi. Režģa sadalīšanai dažreiz ir ērti ievietot vēlamo zonu.

Sinhronizācijas bloks

Līmeņa poga - iestata līmeni, no kura darbosies zāģa ģenerators.

Pārslēgšanās no iekšējā uz ārējo ļauj izmantot pulksteņa impulsus ieejai no ārēja avota.

Slēdzis ar apzīmējumu +/- pārslēdz līmeņa polaritāti. Nav pieejams visiem osciloskopiem.

Roktura stabilitāte - ļauj manuāli mēģināt izvēlēties sinhronizācijas ātrumu.

Ātrs sākums

Tātad, jūs ieslēdzāt svārstības. Pirmais, kas jādara, ir aizvērt signāla zondi pašam ar savu māla krokodilu. Šajā gadījumā ekrānā vajadzētu parādīties “līķa pulss”. Ja tas neparādās, pagrieziet stabilizācijas pogas, nobīdes un līmeni - varbūt, ka tas vienkārši paslēpās aiz ekrāna vai neuzsāka nepietiekama līmeņa dēļ.

Tiklīdz sloksne parādījās, pēc tam pagrieziet to uz nulli. Ja jūs analogs osciloskops, it īpaši, ja sena, tad ļaujiet tai sasilt. Pēc ieslēgšanas mīna peld vēl piecpadsmit minūtes.

Pēc tam iestatiet sprieguma mērīšanas robežu. Ja kaut ko samazina, ņemiet ar rezervi. Tagad, ja jūs pievienosit osciloskopa zemējuma vadu akumulatora mīnusam un signāla vadu pie plusa, jūs redzēsit, kā grafiks lec par pusotru voltu. Starp citu, vecie osciloskopi bieži sāk sajukt, tāpēc ir noderīgi redzēt, cik precīzi tas parāda spriegumu, izmantojot atsauces sprieguma avotu.

Osciloskopa izvēle

Ja jūs tikko sākāt, tad to darīs jebkurš. Ļoti vēlams, ja tas ir divkanālu. Tas ir, viņam būs divas zondes un divi Gain pagriezieni pirmajam un otrajam kanālam, kas ļauj vienlaikus iegūt divus grafikus.

Otrs svarīgākais osciloskopa kritērijs ir frekvence. Signāla maksimālā frekvence, ko viņš var noķert. Līdz šim ar 1MHz pietika, lai es to negrozītu. Tiem osciloskopiem, kurus pārdod veikalos, jau ir frekvence 10 MHz vai augstāka. Lētākais osciloskops, ko es redzēju, maksāja 5 tūkstošus rubļu - OSU-10. Divkanālu jau ir 10 tūkstoši, bet es centos paņemt digitālo RIGOL DS1042CD uz kilobax. Dažādi pieprasījumi - dažādas rotaļlietas. Bet, es atkārtoju, sākumam pietiek ar 1MHz un ilgu laiku. Tāpēc atrodiet sev vismaz sava veida osciloskopu. Un tur jūs sapratīsit, kas jums nepieciešams.

Skatīt arī par šo tēmu: Kā lietot osciloskopu