Защо ми трябва осцилоскоп?

Рано или късно всеки начинаещ инженер по електроника, ако не се откаже от експериментите си, ще се превърне в вериги, където трябва да наблюдавате не само токове и напрежения, но и работата на веригата в динамика. Това е особено често необходимо в различни генератори и импулсни устройства. Няма какво да се направи без осцилоскоп!

Страшно устройство, а? Куп химикалки, някои бутони и дори екранът и нифигата не е ясно какво е тук и защо. Нищо, сега ще го поправим. Сега ще ви кажа как да използвате осцилоскопа.

Всъщност тук всичко е просто - осцилоскопът, грубо казано, е просто ... волтметър! Само хитър, способен да покаже промяна във формата на измереното напрежение.

Както винаги, ще обясня с абстрактен пример

Представете си, че стоите пред железопътна линия и безкраен влак, състоящ се от абсолютно същите вагони, се втурва покрай вас с неистова скорост. Ако просто застанете и ги погледнете, тогава няма да видите нищо друго, освен размазан боклук.

И сега поставяме пред вас стена с прозорец. И започваме да отваряме прозореца само когато следващата кола е в същото положение като предишната. Тъй като имаме едни и същи вагони, е напълно по избор да виждате един и същи вагон. В резултат на това снимки на различни, но идентични автомобили ще изскочат пред очите ви в същото положение, което означава, че картината ще спре както беше. Основното е да синхронизирате отварянето на прозореца със скоростта на влака, така че когато отворите позицията на автомобила да не се промени. Ако скоростта не съвпада, автомобилите ще се „движат“ напред или назад със скорост в зависимост от степента на десинхронизация.

Въз основа на същия принцип строб светлина - устройство, което ви позволява да изследвате бързо движещ се или въртящ се хрян. Там също завесата бързо и бързо се отваря и затваря.

Значи, осцилоскопът е един и същ строб, само електронен. И той не показва коли, а периодични промени в напрежението. За същия синусоид, например, всеки следващ период е подобен на предишния, така че защо да не го „спрете“, показвайки по един период.

Дизайн на осцилоскоп

Това се прави чрез лъчева тръбаотклоняваща система и генератор за почистване.

В лъчева тръба електронният лъч, който пада върху екрана, прави фосфора да свети, а плочите на отклоняващата система позволяват да се преследва този лъч по цялата повърхност на екрана. Колкото по-силно е напрежението, приложено към електродите, толкова повече лъчът се отклонява. Хранене на плоча X трион напрежение ние създайте сканиране, Тоест лъчът се движи отляво надясно и след това рязко се връща и продължава отново. И върху табелата Y прилагаме изследваното напрежение.

Принципът на работа на осцилоскопа

Тогава всичко е просто, ако началото на появата на периода на триона (лъчът е в крайно ляво положение) и началото на периода на сигнала съвпадат, тогава в едно преминаване на махането се изчертава един или няколко периода на измерения сигнал и изглежда, че картината спира. Чрез промяна на скоростта на почистване е възможно да се постигне, че само един период ще остане на екрана - тоест, един период от измерения сигнал ще премине за един период на трион.

синхронизация

Можете да синхронизирате триона със сигнала или ръчно, като регулирате копчето за скорост, така че синусоидата да спре, и възможно по ниво, Тоест, ние посочваме на какво ниво на напрежението на входа искате да стартирате генератора за почистване. Веднага щом входното напрежение надвиши нивото, генераторът за почистване веднага ще стартира и ще ни даде импулс.

В резултат генераторът за почистване издава триона само когато е необходимо. В този случай синхронизацията е напълно автоматична. При избора на ниво трябва да се има предвид фактор като намеса.Така че, ако вземете ниво твърде ниско, тогава малките игли на смущения могат да стартират генератора, когато не се нуждаете от него, а ако вземете ниво твърде високо, сигналът може да премине под него и нищо няма да се случи. Но тук е по-лесно сами да завъртите копчето и веднага всичко ще стане ясно.

Също така, синхронизиращият сигнал може да бъде подаден от външен източник.

За подробности как са подредени и работят осцилоскопите, вижте тук: Електронен осцилоскоп

И така, в теорията на пещта се обръщаме към практиката

Ще покажа с примера на моя осцилоскоп, откраднат веднъж от предприятието за отбрана на конструкторското бюро Rotor :). Обичайното трептене, не много изтънчено, но надеждно и просто като кувалче.

Така че:

Яркостта, фокусът и осветлението на скалата, според мен, не изискват обяснение. Това са настройките на интерфейса.

Усилвател U и стрелки нагоре и надолу. Това копче ви позволява да задвижвате сигналното изображение нагоре или надолу. Добавяйки го допълнително компенсиране. Защо? Да, понякога няма достатъчно размер на екрана, за да побере целия сигнал. Трябва да го закараме надолу, като вземем за нула не средната, а долната граница.

По-долу е включен превключвател на входа от директен към капацитивен. Този превключвател в една или друга форма е на всички без изключение осцилоскопи. Важното! Позволява ви да свържете сигнала към усилвателя директно или чрез кондензатор. Ако са свързани директно, постоянният компонент и променливата ще преминат. И само променливата преминава през кондензатора.

Например, трябва да разгледаме нивото на шума в захранването на компютъра. Напрежението там е 12 волта, а размерът на смущения може да бъде не повече от 0,3 волта. На фона на 12 волта тези нещастни 0,3 волта ще бъдат напълно невидими. Можете, разбира се, да увеличите усилването по Y, но тогава графиката ще излезе от екрана и няма да има достатъчно изместване по Y, за да видите горната част. Тогава просто трябва да отрежем кондензатора и тогава онези 12 волта постоянен ток ще се уталонят върху него и в осцилоскопа ще премине само един променлив сигнал, същия 0,3 волта на смущение. Което може да се засили и да се наблюдава в пълен растеж.

Следва коаксиален конектор за свързване на сондата. Всяка сонда съдържа сигнал и земя. Земята обикновено се засажда на минус или върху общия проводник на веригата, а сигналът се клати по веригата. Осцилоскопът показва напрежението на сондата спрямо общия проводник. За да разберем къде е сигналът и къде земята е достатъчна, за да поемат ръката им на свой ред. Ако се заемете с общото, тогава екранът все още ще бъде пулсът на трупа. И ако поемете сигнала, на екрана ще видите куп срака - насочени към тялото ви, което в момента служи като антена. На някои сонди, особено на съвременните осцилоскопи, вътре е вграден разделител на напрежение 1:10 или 1: 100, който ви позволява да включите осцилоскопа дори в гнездо, без риск да го изгорите. Включва и изключва с превключвателя на сондата.

Почти всеки осцилоскоп има изход за калибриране. На който винаги можете да намерите правоъгълен сигнал с честота 1KHz и напрежение около половин волт. В зависимост от модела на трептене. Използва се за проверка на работата на самия осцилоскоп, добре, понякога е полезно за тестови цели :)

Два печални Twisters печалба и продължителност

Коефициентът на усилване се използва за мащабиране на сигнала по оста Y. Също така показва колко волта на деление в крайна сметка ще се покаже.

Кажете, ако имате 2 волта на деление и сигналът на екрана достигне височина от две клетки от размерната мрежа, тогава амплитудата на сигнала е 4 волта.

Продължителността определя честотата на метене. Колкото по-кратък е интервалът, толкова по-висока е честотата, толкова по-високочестотен сигнал можете да видите. Тук клетките се градуират в мили и микросекунди. Така че по ширината на сигнала можете да изчислите колко клетки е и умножавайки го по скалата по оста X ще получите продължителността на сигнала в секунди. Можете също да изчислите продължителността на един период и като знаете продължителността е лесно да намерите честотата на сигнала f = 1 / t

Горната пипета на усукванията ви позволява плавно да променяте скалата. Обикновено това е върху щракването ми, така че винаги ясно знам каква е моята скала.

Също така има вход X, към който можете да приложите сигнала си, вместо шпилка. По този начин осцилоскопът може да служи като телевизор или монитор, ако съберете схема, която ще образува изображение. Завъртане с думите Sweep и лява и дясна стрелка ви позволява да задвижвате диаграмата на екрана наляво и надясно. Понякога е удобно да се монтира желаната зона за разделяне на мрежата.

Блок за синхронизиране

Копче за ниво - задава нивото, от което ще стартира генераторът на триона.

Превключването от вътрешен към външен ви позволява да прилагате тактови импулси към вход от външен източник.

Превключвател с надпис +/- превключва полярността на нивото. Не се предлага на всички осцилоскопи.

Стабилност на дръжката - ви позволява ръчно да опитате да изберете скоростта на синхронизация.

Бърз старт

И така, включихте трептенията. Първото нещо, което трябва да направите, е да затворите сигналната сонда към собствения ви земно крокодил. В този случай на екрана трябва да се появи „Пулс на трупа“. Ако не се появи, завъртете копчетата за стабилизиране и компенсирайте и нивелирайте - може би просто се е скрил зад екрана или не е стартирал поради недостатъчно ниво.

Веднага след като лентата се появи, след това задайте обрат, за да я изместите на нула. Ако ти аналогов осцилоскоп, особено ако е древен, тогава го оставете да загрее. След включване мината плава още петнайсет минути.

След това задайте границата за измерване на напрежението. Вземете с марж, ако намалите нещо. Сега, ако прикрепите заземяващия проводник на осцилоскопа към минуса на батерията, а сигналния проводник към плюс, ще видите как графиката скача с един и половина волта. Между другото, старите осцилоскопи често започват да се разпадат, така че е полезно да погледнете източника на референтното напрежение, за да видите колко точно показва напрежението.

Избор на осцилоскоп

Ако току-що започна, тогава всеки ще направи. Много е желателно, ако е двуканален. Тоест, той ще има две сонди и две Gain обрати, за първия и втория канал, което ви позволява едновременно да получите две графики.

Вторият по важност критерий за осцилоскоп е честотата. Максималната честота на сигнала, който той може да улови. Досега 1MHz ми беше достатъчен да не го размахвам. Тези осцилоскопи, които се продават в магазините, вече имат честота от 10 MHz или по-висока. Най-евтиният осцилоскоп, който видях, струваше 5 хиляди рубли - OSU-10. Двуканален е вече 10 хиляди, но имах за цел да взема цифров RIGOL DS1042CD за килобакс. Различни заявки - различни играчки. Но, повтарям, 1MHz е достатъчен за начало и достатъчно за дълго време. Затова намерете си поне някакъв осцилоскоп. И там ще разберете от какво се нуждаете.

Вижте също по тази тема: Как да използвате осцилоскопа