การวัดสโคป

แน่นอนว่าออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัลนั้นล้ำหน้ากว่าอิเล็กทรอนิกทั่วไปทั่วไปมาก ๆ ทำให้คุณสามารถจดจำรูปคลื่นได้สามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลได้การประมวลผลทางคณิตศาสตร์เครื่องหมายบนหน้าจอและอีกมากมาย แต่ด้วยความได้เปรียบทั้งหมดอุปกรณ์รุ่นใหม่เหล่านี้มีข้อเสียเปรียบอย่างหนึ่ง - นี่คือราคาที่สูง

เธอเป็นคนที่ทำให้ออสซิลโลสโคปแบบดิจิตอลไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับมือสมัครเล่นถึงแม้ว่าจะมีออสซิลโลสโคป“ พ็อกเก็ต” ที่มีมูลค่าเพียงไม่กี่พันรูเบิลซึ่งขายใน Aliexpress แต่ไม่สะดวกในการใช้ แค่ของเล่นที่น่าสนใจ ดังนั้นในขณะที่เราจะพูดคุยเกี่ยวกับการวัดโดยใช้สโคปอิเล็กทรอนิกส์

ในหัวข้อของการเลือกออสซิลโลสโคปสำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการที่บ้านบนอินเทอร์เน็ตคุณสามารถค้นหาฟอรัมได้เพียงพอ โดยไม่ปฏิเสธข้อดีของออสซิลโลสโคปแบบดิจิตอลขอแนะนำในฟอรัมหลายแห่งเพื่อเลือกออสซิลโลสโคปในประเทศขนาดเล็กที่ง่ายและเชื่อถือได้ C1-73 และ C1-101 และสิ่งที่คล้ายกันซึ่งเราเคยพบเจอใน บทความนี้.

ในราคาที่เหมาะสมอุปกรณ์เหล่านี้จะช่วยให้คุณทำงานวิทยุสมัครเล่นส่วนใหญ่ ในระหว่างนี้เรามาทำความรู้จักกับหลักการทั่วไปของการวัดโดยใช้ออสซิลโลสโคป

รูปที่ 1 Oscilloscope S1-73

สิ่งที่สโคปวัด

สัญญาณที่วัดได้จะถูกป้อนไปยังอินพุตของช่องสัญญาณโก่งแนวตั้ง Y ซึ่งมีอิมพีแดนซ์อินพุตขนาดใหญ่โดยปกติ1MΩและความจุอินพุตขนาดเล็กไม่เกิน 40pF ซึ่งช่วยให้การเบี่ยงเบนน้อยที่สุดในสัญญาณที่วัดได้ พารามิเตอร์เหล่านี้มักจะระบุถัดจากอินพุตของช่องโก่งแนวตั้ง

รูปที่ 2 Oscilloscope C1-101

ความต้านทานอินพุตสูงเป็นเรื่องปกติของโวลต์มิเตอร์ดังนั้นจึงปลอดภัยที่จะกล่าวว่าออสซิลโลสโคปวัดแรงดันไฟฟ้า การใช้ตัวแบ่งอินพุตภายนอกช่วยให้คุณลดความจุอินพุตและเพิ่มความต้านทานอินพุต นอกจากนี้ยังลดอิทธิพลของออสซิลโลสโคปต่อสัญญาณภายใต้การตรวจสอบ

ควรจำไว้ว่ามีออสซิลโลสโคปความถี่สูงพิเศษความต้านทานอินพุตซึ่งมีค่าเพียง 50 โอห์ม ในการฝึกวิทยุสมัครเล่นอุปกรณ์ดังกล่าวไม่พบแอปพลิเคชัน ดังนั้นต่อไปเราจะมุ่งเน้น ออสซิลโลสโคปอเนกประสงค์ทั่วไป.

แบนด์วิดท์ช่อง Y

ออสซิลโลสโคปวัดแรงดันไฟฟ้าในช่วงกว้างมาก: จากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไปจนถึงแรงดันไฟฟ้าที่มีความถี่สูงเพียงพอ การแกว่งของแรงดันไฟฟ้านั้นค่อนข้างหลากหลายตั้งแต่หลายสิบมิลลิโวลต์จนถึงหลายสิบโวลต์และเมื่อใช้ตัวแบ่งภายนอกถึงหลายร้อยโวลต์

มันควรจะเป็นพาหะในใจว่าแบนด์วิดธ์ของช่องทางของส่วนเบี่ยงเบนแนวตั้ง Y db ไม่น้อยกว่า 5 เท่าสูงกว่าความถี่ของสัญญาณที่จะวัด นั่นคือแอมพลิฟายเออร์ของการเบี่ยงเบนในแนวตั้งจะต้องผ่านอย่างน้อยฮาร์มอนิกที่ห้าของสัญญาณภายใต้การศึกษา สิ่งนี้จำเป็นอย่างยิ่งเมื่อศึกษาพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีฮาร์โมนิคจำนวนมากดังแสดงในรูปที่ 3 เฉพาะในกรณีนี้ภาพที่มีความผิดเพี้ยนน้อยที่สุดจะได้รับบนหน้าจอ

รูปที่ 3 การสังเคราะห์สัญญาณรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าจากส่วนประกอบฮาร์มอนิก

นอกจากความถี่พื้นฐานแล้วรูปที่ 3 ยังแสดงให้เห็นถึงฮาร์โมนิกที่สามและเจ็ด เมื่อจำนวนฮาร์มอนิกเพิ่มขึ้นความถี่จะเพิ่มขึ้น: ความถี่ของฮาร์มอนิกที่สามสูงกว่าพื้นฐานสามเท่าฮาร์มอนิกที่ห้าคือห้าเท่าครั้งที่เจ็ดคือเจ็ดเป็นต้น ดังนั้นแอมพลิจูดของฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นจะลดลง: ยิ่งจำนวนฮาร์มอนิกยิ่งสูง เฉพาะเมื่อแอมพลิฟายเออร์ของแชนเนลแนวตั้งที่ไม่มีการลดทอนมากสามารถพลาดเสียงประสานที่สูงขึ้นได้ภาพของพัลส์จะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

รูปที่ 4 แสดงรูปคลื่นของคดเคี้ยวที่มีแบนด์วิดท์ช่อง Y ไม่เพียงพอ

รูปที่ 4

คดเคี้ยวที่มีความถี่ 500 KHz จะมีลักษณะเช่นนี้บนหน้าจอของ OMSh-3M ออสซิลโลสโคปที่มีแบนด์วิดท์เป็น 0 ... 25 KHz ราวกับว่าพัลส์รูปสี่เหลี่ยมนั้นถูกส่งผ่านวงจร RC ที่รวมเข้าด้วยกัน ออสซิลโลสโคปดังกล่าวผลิตโดยอุตสาหกรรมโซเวียตสำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการในวิชาฟิสิกส์ในโรงเรียน แม้แต่แรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์นี้ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยไม่ใช่ 220 แต่มีเพียง 42V เป็นที่ชัดเจนว่าออสซิลโลสโคปที่มีแบนด์วิดท์ดังกล่าวจะทำให้สามารถสังเกตสัญญาณที่มีความถี่ไม่เกิน 5 kHz และแทบไม่ผิดเพี้ยน

สำหรับออสซิลโลสโคปทั่วไปแบบทั่วไปแบนด์วิดท์ส่วนใหญ่มักจะ 5 MHz แม้จะมีวงดนตรีดังกล่าวคุณสามารถเห็นสัญญาณได้สูงถึง 10 MHz และสูงกว่า แต่ภาพที่ได้รับบนหน้าจอช่วยให้คุณตัดสินเฉพาะการมีหรือไม่มีสัญญาณนี้ มันจะยากที่จะพูดอะไรเกี่ยวกับรูปร่างของมัน แต่ในบางสถานการณ์รูปร่างไม่สำคัญเช่น: มีตัวกำเนิดสัญญาณไซน์และมันก็เพียงพอที่จะทำให้แน่ใจว่ามีไซน์นี้หรือไม่ เพียงแค่สถานการณ์ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 4

ระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่และสายการสื่อสารทำงานที่ความถี่สูงมากตามคำสั่งของเมกะเฮิรตซ์ ในการดูสัญญาณความถี่สูงนั้นแบนด์วิดท์ของออสซิลโลสโคปจะต้องมีอย่างน้อย 500 MHz วงกว้างเช่นนี้จริง ๆ "ขยาย" ราคาของออสซิลโลสโคป

ตัวอย่างคือออสซิลโลสโคปแบบดิจิตอล U1610A ที่ไม่ได้แสดงในรูปที่ 5 แบนด์วิดธ์ของมันคือ 100 MHz และราคาเกือบ 200,000 รูเบิล ยอมรับทุกคนไม่สามารถที่จะซื้ออุปกรณ์ราคาแพงเช่นนี้

รูปที่ 5

ให้ผู้อ่านไม่พิจารณาภาพนี้เป็นโฆษณาเนื่องจากพิกัดทั้งหมดของผู้ขายไม่ได้ถูกวาดทับ: ภาพหน้าจอที่คล้ายกันใด ๆ อาจปรากฏขึ้นในตำแหน่งของภาพนี้

ประเภทของสัญญาณที่ศึกษาและพารามิเตอร์

ความผันผวนในธรรมชาติและเทคโนโลยีที่พบมากที่สุดคือไซนัส นี่เป็นฟังก์ชั่นทนทุกข์แบบเดิม Y = sinX ซึ่งจัดขึ้นที่โรงเรียนในบทเรียนตรีโกณมิติ กระบวนการไฟฟ้าและเครื่องกลค่อนข้างมากมีรูปร่างแบบไซน์ถึงแม้ว่าสัญญาณในรูปแบบอื่น ๆ มักจะใช้ในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ บางส่วนของพวกเขาจะแสดงในรูปที่ 6

รูปที่ 6 รูปแบบของการสั่นสะเทือนไฟฟ้า

สัญญาณเป็นระยะ ลักษณะสัญญาณ

ออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์สากลช่วยให้คุณศึกษาสัญญาณได้อย่างแม่นยำเป็นระยะ หากในอินพุต Y คุณส่งสัญญาณเสียงจริงเช่น phonogram ดนตรีจากนั้นจะมีการกะพริบแบบสุ่มบนหน้าจอ ตามธรรมชาติมันเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจสอบสัญญาณดังกล่าวอย่างละเอียด ในกรณีนี้การใช้ออสซิลโลสโคปแบบดิจิตอลจะช่วยให้คุณสามารถบันทึกรูปคลื่นได้

ความผันผวนที่แสดงในรูปที่ 6 เป็นระยะซ้ำหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง T ซึ่งสามารถพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมได้ในรูปที่ 7

รูปที่ 7 ความผันผวนเป็นระยะ

การสั่นจะถูกอธิบายในระบบพิกัดสองมิติ: ความเค้นถูกวัดตามแกนการจัดเรียงและเวลาจะถูกวัดตามแนวแกนแอบิสซิสซา แรงดันไฟฟ้าวัดเป็นโวลต์เวลาเป็นวินาที สำหรับการสั่นสะเทือนไฟฟ้ามักมีการวัดเวลาเป็นมิลลิวินาทีหรือไมโครวินาที

นอกจากองค์ประกอบ X และ Y แล้วรูปแบบของคลื่นยังมีองค์ประกอบความเข้ม Z หรือเพียงแค่ ความสว่าง (รูปที่ 8) เธอคือผู้ที่เปิดลำแสงสำหรับช่วงเวลาของลำแสงไปข้างหน้าและดับในช่วงเวลาของจังหวะการกลับมา ออสซิลโลสโคปบางตัวมีอินพุตสำหรับควบคุมความสว่างซึ่งเรียกว่าอินพุต Z หากคุณใช้แรงดันไฟฟ้าพัลส์จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอ้างอิงกับอินพุตนี้คุณจะเห็นป้ายความถี่บนหน้าจอ สิ่งนี้ช่วยให้คุณสามารถวัดระยะเวลาของสัญญาณตามแนวแกน X ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

รูปที่ 8 สามองค์ประกอบของสัญญาณที่ตรวจสอบ

ออสซิลโลสโคปสมัยใหม่มีกฎกวาดเวลาสอบเทียบที่ช่วยให้การกำหนดเวลาที่แม่นยำ ดังนั้นการใช้ตัวสร้างภายนอกเพื่อสร้างแท็กจึงไม่จำเป็น

ที่ด้านบนของรูปที่ 7 เป็นคลื่นไซน์ มันง่ายที่จะเห็นว่ามันเริ่มต้นที่จุดเริ่มต้นของระบบพิกัด ในช่วงเวลา T (จุด) ให้ทำการแกว่งสมบูรณ์แบบหนึ่งครั้ง จากนั้นทุกอย่างจะเกิดซ้ำในช่วงเวลาต่อไป สัญญาณดังกล่าวเรียกว่าเป็นระยะ

สัญญาณรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแสดงอยู่ใต้คลื่นไซน์: คดเคี้ยวและพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า พวกเขายังเป็นระยะกับระยะเวลา T ระยะเวลาการเต้นของชีพจรจะแสดงเป็นτ (เอกภาพ) ในกรณีของคดเคี้ยวระยะเวลาพัลส์τเท่ากับระยะเวลาของการหยุดชั่วคราวระหว่างพัลส์เพียงครึ่งหนึ่งของระยะเวลา T ดังนั้นคดเคี้ยวจึงเป็นกรณีพิเศษของสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

อัตราภาษีและอัตราอากร

ในการกำหนดลักษณะพัลส์สี่เหลี่ยมให้ใช้พารามิเตอร์ที่เรียกว่าวัฏจักรหน้าที่ นี่คืออัตราส่วนของระยะเวลาการทำซ้ำพัลส์ T ต่อระยะเวลาพัลส์τ สำหรับเส้นทางคดเคี้ยวรอบหน้าที่มีค่าเท่ากับสอง - ค่าไม่มีมิติ: S = T / τ

ในศัพท์ภาษาอังกฤษคำตรงกันข้ามนั้นเป็นจริง ที่นั่นพัลส์จะถูกกำหนดโดยวัฏจักรหน้าที่อัตราส่วนของระยะเวลาพัลส์กับระยะเวลาของวัฏจักรหน้าที่: D = τ / T ปัจจัยเติมจะแสดงเป็น %% ดังนั้นสำหรับคดเคี้ยว D = 50% ปรากฎว่า D = 1 / S วัฏจักรหน้าที่และวัฏจักรหน้าที่จะผกผันซึ่งกันและกันแม้ว่าพวกเขาจะมีลักษณะพารามิเตอร์ชีพจรเดียวกัน รูปคลื่นของคดเคี้ยวแสดงในรูปที่ 9

รูปที่ 9. รูปคลื่นของคดเคี้ยว D = 50%

ที่นี่อินพุทของออสซิลโลสโคปเชื่อมต่อกับเอาท์พุทของเครื่องกำเนิดฟังก์ชั่นซึ่งจะปรากฏขึ้นที่มุมล่างของรูปทันที และที่นี่ผู้อ่านที่สนใจอาจถามคำถาม:“ ความกว้างของสัญญาณเอาท์พุทจากเครื่องกำเนิด 1V ความไวของอินพุตออสซิลโลสโคปคือ 1V / div. และหน้าจอแสดงพัลส์สี่เหลี่ยมที่มีขนาด 2V ทำไม? "

ความจริงก็คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้งานได้สร้างพัลส์สี่เหลี่ยมจัตุรัสแบบไบโพลาร์ที่เกี่ยวกับระดับ 0V ซึ่งใกล้เคียงกับไซน์ซอยด์โดยมีแอมพลิจูดบวกและลบ ดังนั้นจึงมีพัลส์ที่มีช่วง± 1V บนหน้าจอออสซิลโลสโคป ในรูปต่อไปนี้เราเปลี่ยนรอบการทำงานเช่นเป็น 10%

รูปที่ 10 โมเมนตัมเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า D = 10%

มันง่ายที่จะเห็นว่าช่วงเวลาการทำซ้ำของพัลส์คือ 10 เซลล์ในขณะที่ระยะเวลาของการพัลส์เป็นเพียงเซลล์เดียว ดังนั้น D = 1/10 = 0.1 หรือ 10% ตามที่สามารถเห็นได้จากการตั้งค่าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หากคุณใช้สูตรในการคำนวณรอบการทำงานคุณจะได้รับ S = T / τ = 10/1 = 1 - ค่านั้นไม่มีขนาด ที่นี่เราสามารถสรุปได้ว่าวัฏจักรหน้าที่เป็นลักษณะของแรงกระตุ้นที่ชัดเจนกว่าวัฏจักรหน้าที่

ที่จริงแล้วสัญญาณนั้นยังคงเหมือนเดิมในรูปที่ 9: พัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีแอมพลิจูด 1 V และความถี่ 100 Hz เฉพาะปัจจัยเติมหรือรอบการทำงานเปลี่ยนไปเท่านั้นมันก็เหมือนว่ามีคนคุ้นเคยและสะดวกกว่า แต่เพื่อความสะดวกในการสังเกตในรูปที่ 10 ระยะเวลาสแกนจะลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับรูปที่ 9 และ 1ms / div ดังนั้นช่วงเวลาของสัญญาณจึงใช้เวลา 10 เซลล์บนหน้าจอซึ่งทำให้ง่ายต่อการตรวจสอบว่ารอบการทำงานคือ 10% เมื่อใช้ออสซิลโลสโคปจริงระยะเวลาการกวาดจะถูกเลือกโดยประมาณ

การวัดแรงดันไฟฟ้าชีพจรสี่เหลี่ยม

ดังกล่าวที่จุดเริ่มต้นของบทความสโคปวัดแรงดันคือ ความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุด โดยทั่วไปแล้วการวัดจะถูกนำไปสัมพันธ์กับสายทั่วไปกราวด์ (ศูนย์โวลต์) แม้ว่าจะไม่จำเป็นก็ตาม โดยหลักการแล้วเป็นไปได้ที่จะวัดจากค่าสัญญาณต่ำสุดถึงสูงสุด (ค่าสูงสุด, สูงสุดถึงสูงสุด) ไม่ว่าในกรณีใดขั้นตอนการวัดค่อนข้างง่าย

พัลส์สี่เหลี่ยมมักเป็นแบบ unipolar ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับเทคโนโลยีดิจิตอล วิธีการวัดแรงดันไฟฟ้าของพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแสดงในรูปที่ 11

รูปที่ 11 การวัดความกว้างของพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

หากความไวของช่องสัญญาณเบี่ยงเบนแนวตั้งคือ 1V / div แสดงว่ารูปแสดงชีพจรที่มีแรงดัน 5.5V ด้วยความไวของ 0.1V / div แรงดันไฟฟ้าจะเป็นเพียง 0.5V แม้ว่าบนหน้าจอพัลส์ทั้งสองจะมีลักษณะเหมือนกันทุกประการ

มีอะไรอีกบ้างที่สามารถเห็นได้ในแรงกระตุ้นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

พัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่แสดงในรูปที่ 9, 10 นั้นเหมาะอย่างยิ่งเพราะถูกสังเคราะห์โดย Electronics WorkBench และความถี่พัลส์นั้นมีเพียง 100 เฮิร์ตซ์ดังนั้นปัญหาเรื่อง "กำลังสอง" ของภาพจึงไม่สามารถเกิดขึ้นได้ ในอุปกรณ์จริงที่อัตราการทำซ้ำสูงพัลส์จะบิดเบี้ยวก่อนอื่นไฟกระชากและระเบิดต่าง ๆ ปรากฏขึ้นเนื่องจากการเหนี่ยวนำการติดตั้งดังแสดงในรูปที่ 12

รูปที่ 12 Impulse สี่เหลี่ยมจริง

หากคุณไม่ใส่ใจกับ "มโนสาเร่" เช่นนั้นแรงกระตุ้นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าดูเหมือนที่แสดงในรูปที่ 13

รูปที่ 13 พารามิเตอร์ของพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

รูปแสดงให้เห็นว่าขอบนำหน้าและต่อท้ายของพัลส์ไม่ปรากฏขึ้นทันที แต่มีช่วงเวลาขึ้นและตกและมีแนวโน้มค่อนข้างสัมพันธ์กับเส้นแนวตั้ง ความลาดชันนี้เกิดจากคุณสมบัติความถี่ของไมโครเซอร์กิตและทรานซิสเตอร์: ยิ่งความถี่ทรานซิสเตอร์สูงขึ้นเท่าไร ดังนั้นระยะเวลาพัลส์จะถูกกำหนดโดยระดับ 50% ของช่วงเต็ม

ด้วยเหตุผลเดียวกันแอมพลิจูดของพัลส์จะถูกกำหนดโดยระดับ 10 ... 90% ระยะเวลาของพัลส์รวมถึงแรงดันไฟฟ้านั้นพิจารณาจากการคูณจำนวนการหารของสเกลแนวนอนด้วยค่าหารดังแสดงในรูปที่ 14

รูปที่ 14

รูปแสดงระยะเวลาหนึ่งของพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าซึ่งแตกต่างจากคดเคี้ยวเล็กน้อย: ระยะเวลาของพัลส์บวกคือ 3.5 ส่วนของระดับแนวนอนและระยะเวลาหยุดชั่วคราวคือ 3.8 ดิวิชั่น ระยะเวลาการทำซ้ำของชีพจรคือ 7.3 หน่วยงาน ภาพดังกล่าวอาจเป็นของพัลส์ที่แตกต่างกันหลายความถี่ที่แตกต่างกัน ทุกอย่างจะขึ้นอยู่กับระยะเวลาของการกวาด

สมมติว่าระยะเวลาการสแกน 1ms / div จากนั้นระยะเวลาการทำซ้ำของชีพจรคือ 7.3 * 1 = 7.3ms ซึ่งสอดคล้องกับความถี่ F = 1 / T = 1 / 7.3 = 0.1428KHz หรือ 143 Hz หากระยะเวลาการสแกนคือ 1 /s / div ดังนั้นความถี่จะสูงขึ้นเป็นพันเท่านั่นคือ 143KHZ

การใช้ข้อมูลในรูปที่ 14 นั้นไม่ยากที่จะคำนวณวัฏจักรหน้าที่ของพัลส์: S = T / τ = 7.3 / 3.5 = 2.0857 มันกลับกลายเป็นเหมือนคดเคี้ยว รอบการปฏิบัติหน้าที่รอบการทำงาน D = τ / T = 3.5 / 7.3 = 0.479 หรือ 47.9% ควรสังเกตว่าพารามิเตอร์เหล่านี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความถี่: รอบการทำงานและรอบการทำงานถูกคำนวณโดยหน่วยงานในรูปแบบของคลื่น

ด้วยแรงกระตุ้นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าทุกอย่างดูเหมือนจะชัดเจนและเรียบง่าย แต่เราลืมคลื่นไซน์อย่างสมบูรณ์ ในความเป็นจริงสิ่งเดียวกันมี: คุณสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าและพารามิเตอร์เวลา หนึ่งช่วงคลื่นไซน์แสดงในรูปที่ 15

รูปที่ 15 พารามิเตอร์คลื่นไซน์

เห็นได้ชัดว่าสำหรับไซนัสที่แสดงในรูปความไวของช่องเบี่ยงเบนแนวตั้งคือ 0.5 V / div พารามิเตอร์ที่เหลือสามารถกำหนดได้อย่างง่ายดายโดยการคูณจำนวนหน่วยงานด้วย 0.5V / div

คลื่นไซน์อาจเป็นคลื่นอื่นซึ่งจะต้องมีการวัดด้วยความไวเช่น 5V / div จากนั้นแทน 1V คุณจะได้ 10V อย่างไรก็ตามบนหน้าจอภาพของไซนัสทั้งสองมีลักษณะเหมือนกันทุกประการ

ไม่ทราบระยะเวลาของไซนัสที่แสดง หากเราสันนิษฐานว่าระยะเวลาสแกนคือ 5ms / div ระยะเวลาจะเป็น 20ms ซึ่งสอดคล้องกับความถี่ 50Hz ตัวเลขในหน่วยองศาบนแกนเวลาบ่งบอกถึงเฟสของไซน์ไซด์ถึงแม้ว่าสิ่งนี้จะไม่สำคัญสำหรับไซน์ไซด์เดี่ยวก็ตาม บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องกำหนดกะระยะ (เป็นมิลลิวินาทีโดยตรงหรืออย่างน้อยไมโครวินาที) อย่างน้อยระหว่างสองสัญญาณ วิธีนี้ทำได้ดีที่สุดด้วยออสซิลโลสโคปแบบสองลำแสง วิธีดำเนินการนี้จะแสดงไว้ด้านล่าง

วิธีการวัดกระแสด้วยออสซิลโลสโคป

ในบางกรณีจำเป็นต้องทำการวัดขนาดและรูปร่างของกระแสไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นกระแสสลับที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุอยู่ก่อนแรงดันไฟฟ้าโดย¼คาบ จากนั้นตัวต้านทานที่มีความต้านทานเล็กน้อย (หนึ่งในสิบของโอห์ม) จะรวมอยู่ในวงจรเปิด ความต้านทานดังกล่าวไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของวงจร แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานนี้จะแสดงรูปร่างและขนาดของกระแสที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุ

แอมป์มิเตอร์เกจที่คล้ายกันจะถูกจัดเรียงในลักษณะเดียวกันโดยประมาณซึ่งจะรวมอยู่ในการแตกของวงจรไฟฟ้า ในกรณีนี้ตัวต้านทานการวัดจะอยู่ภายในแอมมิเตอร์

วงจรสำหรับวัดกระแสผ่านตัวเก็บประจุแสดงในรูปที่ 16

รูปที่ 16 การวัดกระแสไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุ

แรงดันไฟฟ้าไซน์เท่ากับ 50 เฮิร์ตซ์ที่มีแอมพลิจูด 220 V จากเครื่องกำเนิด XFG1 (ลำแสงสีแดงบนหน้าจอออสซิลโลสโคป) ถูกส่งไปยังวงจรอนุกรมจากตัวเก็บประจุ C1 และตัวต้านทานการวัด R1 แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานนี้จะแสดงรูปร่างเฟสและขนาดของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุ (ลำแสงสีฟ้า) ลักษณะที่ปรากฏบนหน้าจอ oscilloscope จะแสดงในรูปที่ 17

รูปที่ 17 กระแสไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุอยู่ก่อนแรงดันไฟฟ้าโดย by คาบ

ที่ความถี่คลื่นไซน์ 50 เฮิร์ตซ์และเวลาสแกน 5 ms / Div ระยะเวลาหนึ่งคลื่นไซน์ใช้เวลา 4 ส่วนตามแนวแกน X ซึ่งสะดวกมากในการสังเกต มันง่ายที่จะเห็นว่ารังสีสีฟ้าอยู่ข้างหน้าของสีแดงโดยแบ่ง 1 ส่วนตามแนวแกน X ซึ่งสอดคล้องกับ¼ของระยะเวลา กล่าวอีกนัยหนึ่งกระแสไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุอยู่ข้างหน้าแรงดันไฟฟ้าเฟสซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎีอย่างสมบูรณ์

ในการคำนวณกระแสผ่านตัวเก็บประจุมันก็เพียงพอที่จะใช้กฎของโอห์ม: I = U / R เมื่อความต้านทานของตัวต้านทานการวัดเป็น 0.1 โอห์มแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมคือ 7 mV นี่คือค่าแอมพลิจูด จากนั้นกระแสสูงสุดผ่านตัวเก็บประจุจะเป็น 7 / 0.1 = 70mA

การวัดรูปร่างของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุไม่ใช่งานเร่งด่วนทุกอย่างชัดเจนและไม่มีการวัด แทนที่จะเป็นตัวเก็บประจุสามารถมีโหลดได้: เหนี่ยวนำ, ขดลวดมอเตอร์, แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์และอีกมากมาย มันเป็นสิ่งสำคัญที่วิธีนี้สามารถใช้ในการศึกษากระแสไฟฟ้าซึ่งในบางกรณีมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในรูปแบบจากแรงดันไฟฟ้า

Boris Aladyshkin