Как да използвате осцилоскопа

В статията „Електронен осцилоскоп - устройство, принцип на работа“ този универсален уред беше накратко описан. Предоставената информация е достатъчна, за да направи процеса на измерване съзнателен, но в случай на поправка на такова сложно устройство ще са необходими по-задълбочени познания, тъй като схемата на електронните осцилоскопи е много разнообразна и доста сложна.

Най-често начинаещ радиолюбител разполага с еднолъчев осцилоскоп, но след като овладее методите за използване на такъв инструмент, няма да е трудно да премине към двулъчев или цифров осцилоскоп.

Фигура 1 показва доста прост и надежден осцилоскоп C1-101 с толкова малко дръжки, че е абсолютно невъзможно да се объркате. Моля, обърнете внимание, че това не е някакъв вид осцилоскоп за училищни уроци по физика, а точно този е използван в производството само преди двадесет години.

Осцилоскоп мощност не само 220V. Може да се захранва от 12V постоянен ток, например автомобилна батерия, която ви позволява да използвате устройството в полето.

Фигура 1. Осцилоскоп С1-101

Спомагателни настройки

На горния панел на осцилоскопа са поставени копчета за регулиране на яркостта и фокусиране на лъча. Целта им е ясна без обяснение. На предния панел са разположени всички останали контроли.

Две копчета, обозначени със стрелки, ви позволяват да регулирате положението на гредата вертикално и хоризонтално. Това ви позволява по-точно да комбинирате изображението на сигнала на екрана с мрежата, за да подобрите четенето на разделите.

Нивото на нулевото напрежение е разположено на централната линия на вертикалната скала, което ви позволява да наблюдавате биполярен сигнал без постоянен компонент.

За да изучите еднополюсен сигнал, например цифрови вериги, е по-добре да преместите лъча до долната деление на скалата: ще получите една вертикална скала от шест деления.

На предния панел също има превключвател за захранване и индикатор за захранване.

Повишаване на сигнала

Превключвателят "V / div" задава чувствителността на канала за вертикално отклонение. Увеличението на канала Y се калибрира, променя се с стъпки от 1, 2, 5, няма плавно регулиране на чувствителността.

Завъртането на този превключвател трябва да гарантира, че амплитудата на изследвания импулс е най-малко 1 деление на вертикалната скала. Само тогава може да се постигне стабилна синхронизация на сигнала. По принцип трябва да се стремите да достигнете колкото е възможно по-голям обхват на сигнала, докато той не надхвърли мрежата. В този случай точността на измерванията се увеличава.

Като цяло препоръката за избор на усилването може да бъде тази: развийте превключвателя обратно на часовниковата стрелка до положение 5V / div и след това завъртете копчето по посока на часовниковата стрелка, докато амплитудата на сигнала на екрана стане както е препоръчано в предходния параграф. Все едно в случай на мултицет: ако величината на измереното напрежение е неизвестна, започнете измерването от най-високия диапазон на напрежението.

Най-новото положение по посока на часовниковата стрелка на превключвателя за чувствителност във вертикална посока е обозначено с черен триъгълник с надпис "5DEL". В това положение на екрана се появяват правоъгълни импулси с обхват от 5 деления, честотата на импулсите е 1 KHz. Целта на тези импулси е да проверят и калибрират осцилоскопа. Във връзка с тези импулси се припомня донякъде комичен случай, който може да бъде разказан като шега.

Веднъж един приятел дойде в нашата работилница и поиска да използва осцилоскоп, за да установи някаква самостоятелно направена структура.След няколко дни творчески мъки чуваме такова възклицание от него: "О, изключихте силата, но какви импулси са толкова добри!" Оказа се, че от незнание той просто е включил калибрационните импулси, които не се контролират от никакви копчета на предния панел.

Отворен и затворен вход

Непосредствено под превключвателя за чувствителност е трипозиционен превключвател на режимите на работа, които често се наричат ​​"отворен вход" и "затворен". В крайно ляво положение на този превключвател е възможно да се измерват директни и променливи напрежения с постоянен компонент.

В правилната позиция входът на усилвателя за вертикално отклонение е включен през кондензатора, който не преминава постоянния компонент, но можете да видите променливата, дори ако постоянният компонент е далеч от 0V.

Като пример за използване на затворен вход може да се посочи такъв широко разпространен практически проблем като измерване на пулсацията на източник на захранване: изходното напрежение на източника е 24V, а пулсацията не трябва да надвишава 0,25V.

Ако приемем, че напрежението е 24V с чувствителност на вертикалния канал на отклонение от 5V / div. заемайки почти пет деления на скалата (нулата ще трябва да бъде зададена на най-ниската линия на вертикалната скала), лъчът ще лети до самия връх и пулсациите в десети от волта ще бъдат почти невидими.

За точно измерване на тези пулсации е достатъчно да поставите осцилоскопа в режим на затворен вход, да поставите лъча в центъра на вертикалната скала и да изберете чувствителност 0,05 или 0,1 V / div. В този режим измерването на пулсациите ще бъде доста точно. Трябва да се отбележи, че постоянният компонент може да бъде доста голям: затвореният вход е проектиран да работи с постоянно напрежение до 300V.

В средното положение на превключвателя измервателната сонда е просто ОТКЛЮЧЕНА от входа на усилвателя Y, което дава възможност да се зададе положението на лъча, без да се изключва сондата от източника на сигнал.

В някои ситуации това свойство е доста полезно. Най-интересното е, че тази позиция е обозначена на панела на осцилоскопа с иконата на обща жица, пръст. Изглежда сондата е свързана с общ проводник. И тогава какво ще се случи?

При някои модели на осцилоскоп превключвателят на режима на вход няма трета позиция, това е просто бутон или превключвател, който превключва между отворени / затворени режими на вход. Важно е във всеки случай да има такъв превключвател.

За да оцените предварително работата на осцилоскопа, просто докоснете с пръст сигналния (понякога горещ) край на сондата: на екрана трябва да се появи мрежов връх под формата на размазан лъч. Ако честотата на почистване е близка до мрежовата честота, ще се появи размита, разкъсана и разрошена синусова вълна. Когато пръст докосне „земния“ край на пикапите на екрана, разбира се, няма да има.

Тук можете да си припомните един от начините да проверите кондензаторите за почивка: ако вземете в ръцете си работещ кондензатор и го докоснете с горещия край, на екрана се появява същият рошав синусоид. Ако кондензаторът е отворен, на екрана няма да има промени.

Управление на метене

Превключете "Време / div." задайте продължителността на метенето. Когато наблюдавате периодичен сигнал чрез завъртане на този превключвател, уверете се, че един или два периода на сигнала са показани на екрана.

Фигура 2

Копчето за синхронизация на почистване C1-101 се обозначава само с една дума „Ниво“. В допълнение към тази писалка, осцилоскопът C1-73 има копче за стабилност (някаква характеристика на веригата за почистване), а за някои осцилоскопи същата писалка се нарича просто „SYNCHR“. Използването на тази писалка трябва да бъде описано по-подробно.

Как да постигнем стабилен сигнал на изображението

Когато е свързан към изследваната верига, екранът най-често може да показва картината, показана на фигура 3.

Фигура 3

За да получите стабилно изображение, завъртете копчето "Sync", което е обозначено с "Level" на предния панел на осцилоскопа C1-101. На различни осцилоскопи по някаква причина се намират различни обозначения на контролни елементи, но всъщност това е една и съща писалка.

Фигура 4. Синхронизиране на изображения

За да получите стабилен сигнал от размазаното изображение, показано на фигура 19, просто завъртете копчето „SYNCHR.“ или в нашия случай "ниво". При завъртане обратно на часовниковата стрелка към знака минус, на екрана ще се появи сигнално изображение, в този случай синусоида, показана на фигура 20а. Синхронизацията започва от падащия ръб на сигнала.

Когато завъртите същото копче към знака плюс, същата синусоида ще изглежда като на фигура 4б: сканирането започва от възходящ ръб. Първият период на синусоида започва малко над нулевата линия, това се отразява на времето на стартиране на метене.

Ако осцилоскопът има линия на забавяне, тогава няма да има такава загуба. За синусоида това може да не е особено забележимо, но когато изучавате правоъгълен импулс, можете да загубите цялата предна част на пулса в изображението, което в някои случаи е доста важно. Особено при работа с външно сканиране.

Работа с външно сканиране

До контрола "НИВО" се намира превключвател, обозначен като "EXT / IN". В положение „VNUTR“, махането започва от сигнала, който се изследва. Достатъчно е да приложите тествания сигнал към вход Y и да завъртите копчето „LEVEL”, докато на екрана се появи стабилно изображение, както е показано на фигура 4.

Ако споменатият превключвател е настроен на позиция "OUT", тогава стабилното изображение не може да бъде получено при въртене на копчето "LEVEL". За да направите това, трябва да изпратите сигнал, чрез който изображението ще бъде синхронизирано към външния вход за синхронизация. Този вход е разположен върху бял пластмасов панел, разположен вдясно от входа Y.

Там са разположени и изходните жакове за напрежение на рампата (използвани за управление на различни GKCh), изходното напрежение за калибриране (може да се използва като генератор на импулси) и общата жица.

Като пример, когато може да е необходимо да се работи с външно сканиране, можем да използваме веригата за забавяне на импулса, показана на фигура 5.

Фигура 5. Закъснение на импулса на таймера 555

Когато положителен импулс се приложи към входа на устройството, изходният импулс се появява със закъснение, определено от параметрите на веригата RC, времето на закъснение се определя по формулата, показана на фигурата. Но според формулата стойността се определя много приблизително.

При наличието на двулъчевия осцилоскоп е много лесно да се определи времето: достатъчно е да се прилагат двата сигнала към различни входове и да се измери времето за забавяне на импулса. И ако няма осцилоскоп с двоен лъч? Това е мястото, където външният режим на сканиране идва на помощ.

Първото нещо, което трябва да направите, е да приложите входния сигнал на веригата (фиг. 5) към външния вход за синхронизация и да свържете тук входа Y. След това завъртете копчето LEVEL, за да постигнете стабилно изображение на входния импулс, както е показано на фиг. 5б. В този случай трябва да бъдат изпълнени две условия: превключвателят VNESH / VNUTR е настроен на позиция VNESh и сигналът, който се изследва, трябва да работи. периодични, а не единични, както е показано на фиг.

След това трябва да запомните позицията на екрана на входния сигнал и да приложите изходния сигнал към вход Y. Остава само да се изчисли необходимото забавяне на разделенията на скалата. Естествено, това не е единствената верига, в която може да се наложи да се определи времето на закъснение между два импулса; има много такива схеми.

В следващата статия ще говорим за видовете изследвания на сигналите и техните параметри, както и как да се правят различни измервания с помощта на осцилоскоп.

Продължение на статията: Извършване на измерване на осцилоскоп

Борис Аладишкин