Kā lietot osciloskopu

Rakstā “Elektroniskais osciloskops - ierīce, darbības princips” šī universālā ierīce tika īsi aprakstīta. Sniegtā informācija ir pietiekama, lai mērīšanas process būtu apzināts, taču šādas sarežģītas ierīces remonta gadījumā būs vajadzīgas dziļākas zināšanas, jo elektronisko osciloskopu shēmas ir ļoti dažādas un diezgan sarežģītas.

Visbiežāk viena starojuma osciloskops ir iesācēja radioamatiera rīcībā, taču, apguvis šāda instrumenta lietošanas metodes, nebūs grūti pāriet uz divu staru vai digitālo osciloskopu.

1. attēlā parādīts diezgan vienkāršs un uzticams C1-101 osciloskops ar tik maziem rokturiem, ka sajaukt ir absolūti neiespējami. Lūdzu, ņemiet vērā, ka tas nav kaut kāds osciloskops skolas fizikas stundām, tas bija tikai tas, kas tika izmantots ražošanā tikai pirms divdesmit gadiem.

Osciloskopa jauda ir ne tikai 220 V. To var darbināt ar 12 V līdzstrāvas avotu, piemēram, automašīnas akumulatoru, kas ļauj ierīci izmantot laukā.

1. attēls. Osciloskops C1-101

Papildu pielāgojumi

Osciloskopa augšējā panelī ir pogas, ar kurām regulēt staru spilgtumu un fokusu. Viņu mērķis ir skaidrs bez paskaidrojumiem. Priekšējā panelī ir visas pārējās vadības ierīces.

Divas pogas, kas apzīmētas ar bultiņām, ļauj noregulēt stara stāvokli vertikāli un horizontāli. Tas ļauj precīzāk apvienot signāla attēlu uz ekrāna ar režģi, lai uzlabotu dalījumu nolasīšanu.

Nulles sprieguma līmenis atrodas vertikālās skalas centra līnijā, kas ļauj novērot bipolāru signālu bez konstanta komponenta.

Lai izpētītu vienpolu signālu, piemēram, digitālās shēmas, labāk ir pārvietot staru kūli uz zemāku skalas dalījumu: jūs iegūsit vienu vertikālu skalu no sešiem dalījumiem.

Priekšējā panelī ir arī strāvas slēdzis un strāvas indikators.

Signāla pieaugums

Slēdzis “V / div” iestata vertikālā novirzes kanāla jutīgumu. Kanāla Y pastiprinājums ir kalibrēts, tas mainās ar soli 1, 2, 5, nav vienmērīgas jutības pielāgošanas.

Šī slēdža pagriešanai būtu jānodrošina, ka pētāmā impulsa amplitūda ir vismaz 1 vertikālās skalas dalījums. Tikai tad var panākt stabilu signāla sinhronizāciju. Parasti jums jācenšas panākt signāla atstarpi pēc iespējas lielāku, līdz tas pārsniedz režģi. Šajā gadījumā palielinās mērījumu precizitāte.

Parasti ieteikums pastiprinājuma izvēlei ir šāds: atskrūvējiet slēdzi pretēji pulksteņa rādītāja virzienam pozīcijā 5V / div un pēc tam pagrieziet pogu pulksteņrādītāja virzienā, līdz signāla amplitūda uz ekrāna kļūst tāda, kā ieteikts iepriekšējā rindkopā. Tas ir kā multimetra gadījumā: ja izmērītā sprieguma lielums nav zināms, sāciet mērīšanu no augstākā sprieguma diapazona.

Jaunāko jutības slēdža stāvokli pulksteņrādītāja virzienā vertikālā virzienā norāda ar melnu trīsstūri ar uzrakstu "5DEL". Šajā pozīcijā ekrānā parādās taisnstūrveida impulsi ar 5 dalījumu, impulsu frekvence ir 1 KHz. Šo impulsu mērķis ir pārbaudīt un kalibrēt osciloskopu. Saistībā ar šiem impulsiem tiek atgādināts nedaudz komisks gadījums, ko var izstāstīt kā joku.

Reiz viens biedrs ieradās mūsu darbnīcā un lūdza izmantot osciloskopu, lai izveidotu kaut kādu pašizveidotu struktūru.Pēc vairāku dienu radošām mokām mēs dzirdam no viņa izsaucamies: “Ak, tu izslēdzi enerģiju, bet kādi impulsi ir tik labi!” Izrādījās, ka nezināšanas dēļ viņš vienkārši ieslēdza kalibrēšanas impulsus, kurus nekontrolē nekādi priekšējā paneļa kloķi.

Atvērta un slēgta ieeja

Tieši zem jutības slēdža atrodas trīs pozīciju darba režīmu slēdzis, ko bieži sauc par “atvērtu ieeju” un “aizvērtu”. Šī slēdža galējā kreisajā pozīcijā ir iespējams izmērīt tiešu un mainīgu spriegumu ar nemainīgu sastāvdaļu.

Pareizajā stāvoklī caur kondensatoru tiek ieslēgta vertikālās novirzes pastiprinātāja ieeja, kas neizlaiž pastāvīgu komponentu, bet jūs varat redzēt mainīgo lielumu, pat ja nemainīgā sastāvdaļa ir tālu no 0V.

Kā piemēru slēgtas ieejas izmantošanai var minēt tik plaši izplatītu praktisku problēmu kā strāvas avota pulsācijas mērīšana: avota izejas spriegums ir 24 V, un pulsācija nedrīkst pārsniegt 0,25 V.

Ja mēs pieņemam, ka spriegums ir 24 V ar vertikālās novirzes kanāla jutīgumu 5 V / div. aizņemot gandrīz piecus skalas dalījumus (nulle būs jānoregulē uz vertikālās skalas zemākās līnijas), staru kūlis lidos līdz pašai augšai, un pulsācija volta desmitdaļās būs gandrīz nemanāma.

Lai precīzi izmērītu šīs pulsācijas, pietiek ar to, ka osciloskopu novieto slēgtā ievades režīmā, novieto staru vertikālās skalas centrā un izvēlas jutīgumu 0,05 vai 0,1 V / div. Šajā režīmā pulsācijas mērīšana būs diezgan precīza. Jāatzīmē, ka nemainīgais komponents var būt diezgan liels: slēgtā ieeja ir paredzēta darbībai ar pastāvīgu spriegumu līdz 300V.

Slēdža vidējā stāvoklī mērīšanas zonde tiek vienkārši atvienota no pastiprinātāja Y ieejas, kas ļauj iestatīt stara stāvokli, neatvienojot zondi no signāla avota.

Dažās situācijās šis īpašums ir diezgan noderīgs. Interesantākais ir tas, ka šo stāvokli osciloskopa panelī norāda kopēja stieples, zemes ikona. Liekas, ka zonde ir savienota ar kopēju vadu. Un kas tad notiks?

Dažos osciloskopa modeļos ievades režīma slēdzim nav trešās pozīcijas, tā ir tikai poga vai pārslēgšanas slēdzis, kas pārslēdzas starp atvērtiem / aizvērtiem ievades režīmiem. Ir svarīgi, lai jebkurā gadījumā būtu šāds slēdzis.

Lai provizoriski novērtētu osciloskopa darbību, vienkārši ar pirkstu pieskarieties zondes signāla (dažreiz karstajam) galam: ekrānā jāparādās tīkla uzgalam izplūdušas gaismas formā. Ja slaucīšanas frekvence ir tuvu tīkla frekvencei, parādīsies izplūdis, saplēsts un pinkains sinusa vilnis. Kad pirksts pieskaras ekrāna pikapu “zemētajam” galam, protams, tā nebūs.

Šeit jūs varat atcerēties vienu no veidiem, kā pārbaudīt kondensatoru pārtraukumu: ja paņemat rokā apstrādājamu kondensatoru un pieskaraties tam ar karsto galu, ekrānā parādās tas pats pinkainais sinusoīds. Ja kondensators ir atvērts, ekrānā nekādas izmaiņas nenotiks.

Slaucīšanas vadība

Pārslēdziet "Laiks / div." iestatiet slaucīšanas ilgumu. Novērojot periodisku signālu, pagriežot šo slēdzi, pārliecinieties, vai ekrānā tiek parādīts viens vai divi signāla periodi.

2. attēls

Slaucīšanas sinhronizācijas pogu C1-101 apzīmē tikai viens vārds “Level”. Papildus šai pildspalvai C1-73 osciloskopam ir “stabilitātes” poga (dažas slaucīšanas shēmas pazīmes), dažiem osciloskopiem šo pildspalvu vienkārši sauc par “SYNCHR”. Šīs pildspalvas lietošana jāapraksta sīkāk.

Kā panākt stabilu signāla attēlu

Kad ekrāns ir pievienots pētāmajai shēmai, ekrānā visbiežāk var parādīties attēls, kas parādīts 3. attēlā.

3. attēls

Lai iegūtu stabilu attēlu, pagrieziet pogu “Sync”, kuras marķējums ir “Level” uz C1-101 osciloskopa priekšējā paneļa. Dažādos osciloskopos kādu iemeslu dēļ tiek atrasti dažādi vadības elementu apzīmējumi, bet patiesībā tā ir viena un tā pati pildspalva.

4. attēls. Attēlu sinhronizācija

Lai iegūtu stabilu signālu no izplūdušā attēla, kas parādīts 19. attēlā, vienkārši pagrieziet pogu “SYNCHR”. vai mūsu gadījumā "līmenis". Pagriežot pretēji pulksteņa rādītāja virzienam līdz mīnusa zīmei, ekrānā parādīsies signāla attēls, šajā gadījumā sinusoīds, parādīts 20.a attēlā. Sinhronizācija sākas ar signāla krītošo malu.

Pagriežot to pašu pogu līdz plus zīmei, tas pats sinusoidālais vilnis izskatīsies kā 4.b attēlā: skenēšana sākas no augšupejošas malas. Pirmais sinusa viļņa periods sākas tieši virs nulles līnijas, tas ietekmē slaucīšanas sākuma laiku.

Ja osciloskopā ir kavējuma līnija, tad šādi zaudējumi nebūs. Sinusoīdam tas var nebūt īpaši pamanāms, bet, pētot taisnstūrveida impulsu, attēlā varat zaudēt visu impulsa priekšpusi, kas dažos gadījumos ir diezgan svarīgi. Īpaši strādājot ar ārējo skenēšanu.

Darbs ar ārējo skenēšanu

Blakus vadībai "LEVEL" ir pārslēdzējs, kas apzīmēts kā "EXT / IN". Pozīcijā "VNUTR" slaucīšana sākas ar pētāmo signālu. Pietiek ar pārbaudāmā signāla izmantošanu Y ievadei un pagrieziet pogu “LEVEL”, līdz ekrānā parādās stabils attēls, kā parādīts 4. attēlā.

Ja minētais pārslēgšanas slēdzis ir iestatīts pozīcijā “OUT”, stabilu attēlu nevar iegūt, pagriežot pogu “LEVEL”. Lai to izdarītu, jums jānosūta signāls, caur kuru attēls tiks sinhronizēts ar ārējo sinhronizācijas ieeju. Šī ieeja atrodas uz balta plastmasas paneļa, kas atrodas pa labi no ieejas Y.

Tur atrodas arī rampas sprieguma izejas ligzdas (tiek izmantotas dažādu GKCh kontrolei), kalibrēšanas sprieguma izeja (var izmantot kā impulsu ģeneratoru) un kopējā vadu kontaktligzda.

Kā piemēru, kur var būt nepieciešams strādāt ar ārēju skenēšanu, mēs varam izmantot impulsa aizkaves shēmu, kas parādīta 5. attēlā.

5. attēls. Taimera 555 impulsa aizkaves ķēde

Kad ierīces ieejai tiek piemērots pozitīvs impulss, izvades impulss parādās ar kavēšanos, ko nosaka RC ķēdes parametri, kavēšanās laiku nosaka ar formulu, kas parādīta attēlā. Bet saskaņā ar formulu vērtību nosaka ļoti aptuveni.

Divu staru osciloskopa klātbūtnē ir ļoti viegli noteikt laiku: pietiek ar abu signālu pievadīšanu dažādām ieejām un mēra impulsa kavējuma laiku. Un ja nav dubultā staru osciloskopa? Šajā vietā glābšanai tiek izmantots ārējais skenēšanas režīms.

Pirmais, kas jādara, ir jāpielieto ķēdes ieejas signālam (5. att.) Uz ārējo sinhronizācijas ieeju un šeit jāpievieno Y ieeja. Pēc tam pagrieziet LEVEL pogu, lai panāktu stabilu ieejas impulsa attēlu, kā parādīts 5.b attēlā. Šajā gadījumā ir jāizpilda divi nosacījumi: pārslēgšanas slēdzis VNESH / VNUTR ir iestatīts VNESh pozīcijā, un pētāmajam signālam jābūt darbināmam. periodiski, nevis atsevišķi, kā parādīts 5. att.

Pēc tam jums ir jāatceras ieejas signāla atrašanās vieta ekrānā un jāpielieto izejas signāls ieejai Y. Atliek tikai aprēķināt vajadzīgo kavēšanos skalas dalījumos. Protams, tā nav vienīgā ķēde, kurā var būt nepieciešams noteikt kavēšanās laiku starp diviem impulsiem; šādu shēmu ir ļoti daudz.

Nākamajā rakstā mēs runāsim par pētāmo signālu veidiem un to parametriem, kā arī par to, kā veikt dažādus mērījumus, izmantojot osciloskopu.

Raksta turpinājums: Osciloskopa mērīšanas veikšana

Boriss Aladyshkin