Где применяется осциллограф. Осциллограф: типы, применение и принцип работы измерительного прибора

Что такое осциллограф и для чего он используется. Какие бывают виды осциллографов. Как устроен и работает осциллограф. В каких сферах применяется этот измерительный прибор. На что обратить внимание при выборе осциллографа.

Что такое осциллограф и его основное назначение

Осциллограф — это электронный измерительный прибор, предназначенный для визуального наблюдения и измерения параметров электрических сигналов. Его основные функции:

• Отображение формы сигнала на экране
• Измерение амплитуды (напряжения) сигнала
• Определение частоты и периода сигнала
• Анализ временных характеристик сигнала
• Наблюдение изменений сигнала во времени

Осциллограф позволяет увидеть, как меняется напряжение сигнала с течением времени. Это дает возможность детально изучить характеристики сигнала, недоступные при измерении обычным вольтметром.

Основные виды и типы осциллографов

Существует несколько основных типов осциллографов:

1. Аналоговые осциллографы

Используют электронно-лучевую трубку для отображения сигнала. Сигнал непосредственно подается на отклоняющие пластины трубки. Преимущества — отсутствие искажений из-за оцифровки, простота конструкции.

2. Цифровые осциллографы

Преобразуют входной сигнал в цифровую форму с помощью АЦП. Имеют больше функций анализа и обработки сигнала. Делятся на:

• Цифровые запоминающие — сохраняют оцифрованный сигнал в память
• Цифровые люминофорные — имитируют послесвечение аналоговых осциллографов
• Цифровые стробоскопические — для анализа высокочастотных сигналов

3. Осциллографы смешанных сигналов

Комбинируют функции цифрового осциллографа и логического анализатора. Позволяют одновременно анализировать аналоговые и цифровые сигналы.

4. Виртуальные осциллографы

Представляют собой программно-аппаратный комплекс на базе ПК. Функции осциллографа реализуются программно.

Принцип работы и устройство осциллографа

Рассмотрим принцип работы осциллографа на примере аналоговой модели:

1. Входной сигнал поступает на усилитель вертикального отклонения
2. Усиленный сигнал подается на вертикальные отклоняющие пластины ЭЛТ
3. Генератор развертки создает пилообразное напряжение для горизонтальной развертки луча
4. Напряжение развертки подается на горизонтальные отклоняющие пластины
5. Электронный луч отклоняется по вертикали и горизонтали, рисуя на экране форму сигнала

Основные узлы осциллографа:

• Входные аттенюаторы и усилители
• Электронно-лучевая трубка (в аналоговых моделях)
• Генератор развертки
• Схема синхронизации
• Блок питания
• АЦП и память (в цифровых моделях)
• Микропроцессор и дисплей (в цифровых моделях)

Сферы применения осциллографов

Осциллографы широко применяются в следующих областях:

Электроника и радиотехника

• Разработка и отладка электронных устройств
• Контроль параметров радиосигналов
• Анализ работы цифровых схем
• Поиск неисправностей в электронной аппаратуре

Автомобильная диагностика

• Проверка датчиков и исполнительных механизмов
• Диагностика системы зажигания
• Анализ сигналов шины CAN
• Проверка генератора и системы заряда

Энергетика

• Контроль качества электроэнергии
• Анализ гармоник в электросетях
• Проверка работы систем защиты и автоматики

Телекоммуникации

• Тестирование каналов связи
• Анализ цифровых протоколов
• Измерение характеристик СВЧ-сигналов

Как выбрать осциллограф

При выборе осциллографа следует учитывать следующие параметры:

• Полоса пропускания — определяет максимальную частоту исследуемого сигнала
• Частота дискретизации — влияет на точность отображения быстрых процессов
• Количество каналов — позволяет анализировать несколько сигналов одновременно
• Объем памяти — важен для записи длинных сигналов
• Набор измерительных функций и режимов синхронизации
• Возможности анализа и математической обработки сигналов
• Наличие интерфейсов для подключения к ПК

Выбор конкретной модели зависит от специфики решаемых задач и бюджета. Для базовых измерений подойдут недорогие цифровые модели. Для профессиональной разработки электроники потребуются высокопроизводительные многоканальные осциллографы.

Преимущества современных цифровых осциллографов

Современные цифровые осциллографы имеют ряд важных преимуществ по сравнению с аналоговыми моделями:

• Более высокая точность измерений
• Расширенные возможности анализа сигналов
• Сохранение и передача результатов измерений
• Автоматические измерения параметров сигналов
• Цифровая фильтрация и математическая обработка
• Режим логического анализатора
• Декодирование цифровых протоколов
• Удобный интерфейс с цветным сенсорным дисплеем

Это делает цифровые осциллографы универсальным инструментом для разработки и диагностики электронных устройств. Однако для некоторых специфических задач по-прежнему могут применяться и аналоговые модели.

Новые тенденции в развитии осциллографов

Современные осциллографы продолжают активно развиваться. Основные тенденции:

• Увеличение полосы пропускания до сотен ГГц
• Рост частоты дискретизации до десятков ТГц
• Увеличение глубины памяти до сотен млн точек
• Расширение функций анализа и обработки сигналов
• Развитие портативных USB-осциллографов
• Интеграция с облачными сервисами и IoT
• Применение технологий искусственного интеллекта

Это позволяет создавать все более мощные и универсальные измерительные приборы для решения сложных инженерных задач в различных областях.

Виды и типы осциллографов, их назначение и применение

Осциллограф – один из наиболее распространенных контрольно-измерительных приборов, который необходим практически в любой радиотехнической лаборатории и мастерской. Основное назначение осциллографа – это исследование (наблюдение, сохранение и анализ) частотных и амплитудных характеристик электрического сигнала. Благодаря огромному количеству задач, которые необходимо решать в мире современной радиотехники, и возрастающему функционалу приборов, применение осциллографов расширяется благодаря возможностям аппаратной и цифровой обработки сигналов. Ниже мы рассмотрим ключевые типы современных осциллографов.

1) В зависимости от наличия или отсутствия цифровой обработки можно выделить 3 основных вида осциллографов:

•  Аналоговые осциллографы
• Цифровые осциллографы
• Анализаторы смешанных сигналов

Каждый из этих видов осциллографов имеет свои преимущества и недостатки. Так аналоговые осциллографы позволяют увидеть реальный сигнал без искажений, которые могут возникнуть в результате цифровой обработки данных. Цифровые же осциллографы имеют 2 недостатка:

1. Некоторые особенности сигнала могут быть усреднены или попросту пропущены при семплировании цифровым осциллографом, который в среднем измеряет всего лишь 0,5% времени работы, а остальные 99,5% времени обрабатывает полученные данные – «думает и не видит сигнал». Стоит отметить, что осциллографы серий RTM и RTO компании Rohde&Schwarz благодаря улучшенной архитектуре могут регистрировать сигнал на протяжении 10% времени, увеличивая количество собранной информации в 20 раз и позволяя заметить невидимые прежде особенности или «выбросы» сигнала.
2. В связи с операцией дискретизации при преобразовании аналогового сигнала в цифровой возникает минимальная величина «квантования» — значение амплитуды, ниже которого изменения амплитуды не будут отображаться прибором. Это приводит к ограниченности детектирования слабых ВЧ сигналов, наложенных на сигналы более низкой частоты и значительно большей амплитуды. Чтобы минимизировать этот негативный эффект в осциллографах R&SRTE и R&SRTO реализована функция «высокого разрешения», которая включает 16-битный АЦП вместо 8-битного, уменьшая таким образом «шаг квантования» по амплитуде в 256 раз.

Несмотря на указанные недостатки, из 2-х типов осциллографов именно цифровые осциллографы сейчас наиболее распространены благодаря огромным возможностям, которые открываются для обработки и анализа сигналов, включая демодуляцию, БПФ, запуск по выбранному условию, выявление редких особенностей сигнала с использованием наложения масок или метода послесвечения и многие другие. Более детально с характеристиками цифровых осциллографов Rohde&Schwarz Вы можете ознакомиться в разделе Осциллографы, перейдя по ссылке.

2)      Используя в качестве критерия возможность питания от батареи выделяют такие типы осциллографов как стационарные осциллографы и портативные осциллографы. Портативные осциллографы, как правило, имеют меньше возможностей и менее широкий диапазон частот. Этот тип осциллографов используются для работы в полевых условиях, когда очень важна мобильность прибора.

3) Отдельно необходимо выделить такой тип осциллографов как USB-осциллографы – портативные устройства, которые используются для рутинных работ, не требующих сверхвысокой точности и чувствительности. Одним из лидеров этого сегмента являются осциллографы PicoScope (Великобритания), более детально ознакомиться с которыми Вы можете, перейдя по ссылке.

Так же можно разделять осциллографы по полосе пропускания или наличию тех или иных функций. Однако указанные параметры важны для всех типов осциллографов и должны подбираться индивидуально под задачу, для решения которой будет применятся осциллограф. Более детально о том, как подобрать осциллограф, читайте в статье «Сравнение и выбор цифрового осциллографа».

Если у Вас возникли дополнительные вопросы – сотрудники ИНКОТЕЛ СИСТЕМ всегда с радостью помогут Вам с подбором контрольно-измерительного оборудования для решения Ваших задач.

Зачем нужен осциллограф | Серния Инжиниринг

Для тестирования электронных схем применяется много приборов, один из которых — осциллограф. Им пользуются и начинающие электронщики, и сервисные центры электроники, разработчики техники. Поэтому важно разобраться, зачем нужен осциллограф и как он классифицируется.

Для чего нужен осциллограф?

Осциллограф — это прибор для измерения амплитудных и временных параметров электрического сигнала. Современные модели устройств способны вычислять параметры сигнала гигагерцевой частоты. С помощью проводов его подключают к проблемному устройству, а затем отслеживают изменение важных характеристик. Если говорить в целом, для чего нужен цифровой или другой осциллограф, то можно выделить следующие пункты:

• определение временных параметров и величины сигнального напряжения;
• вычисление сигнальной частоты;
• наблюдение сдвига фаз, происходящего при прохождении разных участков цепи;
• выяснение постоянной и переменной сигнальных составляющих;
• выявление сигнального искажения, создаваемое одним из участков цепи;
• выяснение соотношения сигнала к шуму;
• определение вида шума (стационарный или нет), его изменений во времени.

По форме сигнала, определенной с помощью измерительного прибора, специалист сможет установить процессы, происходящие в электрической цепи. С помощью измерительного оборудования можно отслеживать сигналы в разных точках схемы, наблюдать их соотношение между собой. К примеру, на входе и выходе усилителя. Можно изучить сигнальные данные на входе и выходе, узнать о форме искажений, вносимых усилителем, оценить изменение амплитуды, задержку по времени.

Как измерительное оборудование работает?

В осциллограф вставляется щуп, который затем соединяется со схемой или входом электрического прибора, напряжение которого необходимо узнать. Если в нем присутствует ток, то он обязательно пойдет через щуп. Попадая в устройство, он обрабатывается. Измерительное оборудование вычисляет его форму, показатели напряжения, частоту, уровень шума и иные параметры, а затем выводит всё на экран.

Если в точке подключения щупа тока нет, то на мониторе будет просто ровная линия. Если присутствует постоянное напряжение, появится линия, направленная вверх или вниз. Если напряжение колеблется, оборудование покажет форму и колебания, дав оператору понять, что происходит внутри схемы и определить проблемный участок электрической цепи.

Какие они бывают?

После того, как мы выяснили зачем нужен аналоговый и любой другой осциллограф, можно перейти к его классификации. Существует 6 основных типов измерительных приборов:

1. Аналоговые. Считаются классическими моделями измерительных устройств. Аналоговый осциллограф — это прибор для измерения средних сигналов. Нижний предел частоты — 10 Гц. Цена такого оборудования намного ниже, чем цифрового, потому оно до сих пор популярно среди начинающих электронщиков. Главный плюс аналоговых моделей — наименьшее искажение наблюдаемого сигнала. В остальном они сильно проигрывают цифровой техники. Основные узлы устройства:
     a. делитель входного сигнала;
     b. схема синхронизации и отклонения горизонтальной плоскости;
     c. лучевая трубка;
     d. блок питания.
2. Цифровые запоминающие. Устройства предлагают больше возможностей по проведению исследований и измерений, поэтому их цена намного выше, чем аналоговых моделей. Анализирующие способности — главное преимущество запоминающих приборов. Задав определенные настройки, можно заставить оборудование записывать данные в цифровом формате сразу после нормализации. Изображение сигнальных данных более устойчивое, а итоговый результат пользователь может отредактировать путем нанесения меток или масштабированием. Примеры цифровых запоминающих осциллографов: TBS1052B Tektronix, TBS1152B-EDU Tektronix, R&S RTC1000. Основные компоненты прибора:
   
     a. делитель входного сигнала;
     b. усилитель нормализации;
     c. АЦП-преобразователь;
     d. устройства вывода и ввода информации;
     e. запоминающее устройство.
3. Цифровые люминофорные. Приборы этого типа работают на цифровом люминофоре и считаются самыми дорогими среди всех типов осциллографов. Они способны имитировать изменение интенсивности выводимых данных. Это особенность упрощает диагностику отклонений в импульсных блоках. Примеры люминофорных осциллографов: Tektronix MSO DPO2000B, Tektronix DPO70804C, DPO72304SX Tektronix.
4. Цифровые стробоскопические. В этих моделях используется эффект последовательного сигнального стробирования. Используются они для анализа высокочастотных повторяющихся сигналов, частота которых превышает частоту дискретизации устройства. Они осуществляют выборку множества сигнальных точек за несколько последовательных периодов, а затем воссоздают исходную форму волны. Рабочая частота оборудования этого типа превышает 50 Гц. Одной из популярных моделей стробоскопических осциллографов является DSA8300 Tektronix. Отличительная особенность устройства — широкий выбор оптических, электрических модулей для испытаний.
5. Портативные. Измерительные технологии быстро развиваются, поэтому появилось компактное оборудование для проведения исследований сигналов. Плюс таких устройств заключается в низком потреблении электроэнергии и небольших габаритах. Портативное оборудование часто используют в своей работе электронщики. Примеры малогабаритной измерительной техники: серия R&S RTH Scope Rider, серия R&S (HAMEG) HMO Compact.
6. Комбинированные. В эти приборы встроены анализаторы спектра, поэтому они способны не только собирать информацию о поступающем сигнале, но и определить количество гармоник вместе с уровнем. Примеры комбинированного оборудования: MDO3024 Tektronix, MDO3104 Tektronix, MDO4054C Tektronix.

Осциллографы незаменимы при измерении временных и амплитудных параметров электрического сигнала. Современные модели устройств также способны проводить спектральный анализ.

Заявка на осциллограф

Осциллограф, что с его помощью можно сделать

Осциллограф, что с его помощью можно сделать

Осциллограф — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.

В мастерской электронщика и электрика если не обязательно, то, по крайней мере, крайне желательно наличие осциллографа. Его используют на ряду с простыми измерительными приборами: амперметром, вольтметром, омметром, в конце концов мультиметром. Из этой статьи вы узнаете об осциллографе — что это такое и для чего он нужен.

Осциллограф — что это?

Все, кто работает с электричеством, знают, что напряжение измеряют вольтметром, а ток амперметром. Но эти приборы показывают только то значение тока, которое есть в момент измерений. Даже при измерении переменных по значению и знаку величин вы получаете какое-то усредненное по определенным алгоритмам или законам значение.

Но с помощью вольтметра можно следить за тем, как измеряется величина, правда, с погрешностями. У стрелочных приборов они обусловлены конструктивными особенностями, а у цифровых также, но добавляются еще и частота дискретизации и другие программные проблемы.

Но как проследить за быстроизменяющимся сигналом, у которого величины изменяются за тысячные и миллионные доли секунды?

Такие измерения крайне важны во многих сферах:

— Во всех областях электронике;

— При изучении параметров электрооборудования;

— В диагностике и настройки систем автомобиля и прочих.

Для этого используют осциллографы и осциллографические пробники. Осциллограф — это тот же вольтметр, только на экране которого показывается не значение напряжения сигнала, а его форма и поведение. Форма сигнала отображается с привязкой к шкале проградуированной в Вольтах (вертикально) и секундах (горизонтально) — для подробного их изучения.

На картинке ниже вы видите примеры изображений на экране осциллографа, красным выделено сколько микросекунд в одном квадратике по горизонтали, а зеленым – сколько вольт по вертикали. Иными словами цена деления на изображении – 1В/дел и 10 мкс/дел.

Сразу стоит отметить, что, в основном, с помощью осциллографов изучают сигнал, который периодически повторяется. Сигналы изменяющиеся произвольным образом изучают с помощью осциллографа с функцией самописца.

Такой функцией обладают преимущественно цифровые осциллографы, но не все цифровые осциллографы умеют записывать осциллограммы в память. На фото ниже изображен аналоговый с электроннолучевой трубкой – он для таких задач не подходит.

А это цифровой:

Чтобы разобраться каким образом сигнал, который измеряется с периодом в доли секунды замирает на экране можно привести простой пример — стробоскоп. Если любой подвижный предмет периодически освещать коротковременными вспышками света, то в результате вы будете видеть конкретные его положения, как на фотографиях.

При этом, если освещать таким образом вращающийся с определенной скоростью предмет, то при условии, что частота вспышек совпадет со скоростью его вращения — вы будете видеть неподвижный предмет или определенную часть вращающегося предмета обращенного к вам одной и той же стороной в момент вспышки. Если частота вспышек не будет совпадать со скоростью вращения предмета, то вы будете видеть последовательность отдельных его участков в произвольном порядке.

Я встречал и сравнение на примере поезда с бесконечным числом одинаковых вагонов:

Если вспышки буду идти с частотой, совпадающей с частотой смены вагонов перед вами, то вам будет казаться, что каждый раз вы видите один и тот же неподвижный вагон перед собой.

Таким же образом работает и осциллограф — он отображает один и тот же участок периодического сигнала, в результате вы можете изучить особенности его изменения.

В пределах этой статьи мы не будем вдаваться в блоки, из которых он состоит, режимы работы, синхронизации и прочего, давайте рассмотрим что можно сделать с помощью осциллографа.

Осциллограф в электронике

Первое что приходит в голову — это электроника. Вы не можете наглядно увидеть, открылся ли транзистор, и как часто он это делает. Кроме того, при проектировании современных быстродействующих устройств, важно знать не только о самом факте срабатывания полупроводниковых ключей, но и о формах фронтов нарастания и затухания тока и напряжения.

Благодаря этому вы можете узнать насколько правильно подобран режим работы транзистора или другого компонента и о корректности работы радиоэлектронного устройства в целом.

Итак, при проектировании электроники нужно использовать осциллограф для наладки готового изделия и подбора конечных номиналов компонентов, что повышает его надежность.

Осциллограф в ремонте

Ремонт электроники это процесс поиска вышедшей из строя детали, который без необходимого набора инструментов сводится к поочередной замене элементов и узлов до доведения прибора до работоспособности. Иначе говоря — ремонт методом тыка.

Отдельные элементы, например транзисторы, резисторы, индуктивности и конденсаторы зачастую вы можете проверить с помощью мультиметра или универсального транзистор-тестера. С микросхемами дело обстоит иначе.

При ремонте блоков питания вы можете наглядно проконтролировать работу ШИМ-контролера — сердца импульсных преобразователей. Больше нет способов с помощью которых вы можете достоверно убедится в его исправности. Хотя в этом можно убедиться по косвенным признакам.

А также:

При ремонте устройств с микроконтроллерами можно проверить работу тактового генератора, наличие сигналов на всех пинах микроконтроллера.

При диагностике усилителей звука, можно увидеть в каком месте исчезает или искажается сигнал.

Ремонт автомобилей

Большинство неисправностей современных автомобилей типа: «не заводится», «провалы при разгоне», «плохо едет и глохнет», — связаны с проблемами в электрической части. Так как все двигателя, которые сейчас устанавливаются, инжекторные, если речь вести о газе или бензине, а если в двигатель работает на дизельном топливе, то у него наверняка стоят форсунки с электронным управлением. То же самое касается и системы зажигания.

Для функционирования систем впрыска и зажигания топлива, расчета моментов срабатывания форсунок и искрообразования, необходимо знать о положении коленчатого и распределительного валов двигателя. Поэтому автомобили оборудованы множеством датчиков.

Для диагностики всех этих систем используют как встроенные протоколы связи, считывают ошибки, так и мотортестеры — приборы которые могут и связываться с системой управления двигателя и работать в роли осциллографа.

Таким образом вы можете узнать о работе датчиков положения, проследить соответствие положения распределительного и коленчатого вала (фазы ГРМ).

С помощью специальных щупов — исправность работы системы зажигания, а по форме осциллограммы определить неисправность катушки, свечей, высоковольтных проводов и наличие импульса на катушки вообще.

Систему зарядки автомобиля можно проверить с помощью осциллографа. Так вы можете диагностировать неисправности диодного моста генератора, не снимая его с автомобиля.

Заключение

Осциллограф помогает увидеть форму сигнала и есть ли он вообще. Это важно и при разработке устройств и при их ремонте. Следует отметить, что можно обойтись и без него, но тогда вы потратите намного больше времени на диагностику прибора, а ремонт превратится в гадание на кофейной гуще.

Ранее ЭлектроВести писали, что на месте строительства многофункционального комплекса по переработке твердых бытовых отходов в Дергачевском районе изучают состав получаемого полигонного газа.

По материалам: electrik.info.

Осциллограф. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Осциллограф представляет прибор, используемый для исследования временных и амплитудных параметров электрического сигнала, который подается на его вход, или непосредственно на экране, или записываемого на фотоленте. На сегодняшний день это один из самых распространенных типов контрольно-измерительных приборов, который наряду с мультиметрами позволяет производить производственные и научные исследования.

На сегодняшний день промышленность не стоит на месте. Создаются современные приборы, которые позволяют значительно сокращать время исследований и разработок. Они обладают значительным набором измерительных приложений, емкостным сенсорным дисплеем, глубокой памятью и высочайшей скоростью обновления сигналов на экране.

Виды

Всего имеется несколько типов приборов, которые различаются по характеристикам:

• Аналогово-цифровые.

• Цифровые запоминающие.

• Устройства смешанных сигналов.

• Виртуальные устройства.

По количеству лучей осциллограф может быть:

• Однолучевой.
• Двулучевой и так далее.

Число лучей может быть 16 и более (n-лучевой прибор имеет n сигнальных входов, в том числе может отображать на экране одновременно n графиков входных сигналов).

Приборы также классифицируются по принципу действия:

• Электронный: аналоговый и цифровой.
• Электромеханический: электродинамический, выпрямительный, электростатический, термоэлектрический, электромагнитный, магнитоэлектрический.

По развертке их можно поделить:

• Специальный.
• Запоминающий.
• Стробоскопический.
• Скоростной.
• Универсальный.

Имеются также приборы, которые совместимы с иными измерительными устройствами. Это может быть не только автономное устройство, но и приставка, к примеру, компьютер, карта расширения или вовсе подключение к внешнему порту.

Устройство

Конструкция аналоговых устройств базируется на применении систем аналоговой горизонтальной развертки и электронно-лучевых трубок. Одним из главных блоков данных приборов являются генераторы линейно меняющегося напряжения пилообразной формы.

Аналоговый осциллограф

 имеет:

• Отклонение луча на экране определяется напряжение пластин. Трубки выделяются большим диапазоном частоты. Горизонтальная развертка функционирует от напряжения горизонтальных пластин по линейной зависимости. Верхняя граница частоты определяется усилителем и емкостью пластин. Нижний предел соответствует 10 герцам.
• Для визуализации характеристик и формы в аналогово-цифровых приборах исследуемого сигнала используются системы аналоговой горизонтальной развертки, электронно-лучевые трубки, в том числе генераторы линейно изменяющегося напряжения. К тому же в конструкции приборов имеются встроенные запоминающие модули, которые используются для хранения изображения.
• Запоминающие цифровые приборы применяют высокоскоростную оцифровку аналоговых сигналов, обеспечивают их хранение и выводят на жидкокристаллический индикатор, который применяется вместо электронно-лучевой трубки. Цифровой осциллограф имеет преобразователь аналогового сигнала, усилитель, делитель, блок управления, память и блок выведения на ЖК панель.
• Устройства смешанных сигналов быстро оцифровывают аналоговые сигналы, в том числе имеют функцию ввода цифровых последовательностей. Вся необходимая информация сохраняется в запоминающий модуль и выводится на жидкокристаллический монитор при необходимости.

Принцип действия

Аналоговые устройства для создания изображения на экране применяют электронно-лучевую трубку. В ней напряжение, которое подается на оси X и Y, заставляет точку передвигаться по экрану. На горизонтали можно наблюдать зависимость от времени, тогда как по вертикали идет отображение пропорциональное входному сигналу. В целом же сигнал усиливается и направляется на электроды, которые отклоняют по оси Y электронно-лучевой трубки с применением аналоговой технологии.

Цифровой

 осциллограф работает несколько по-другому:

• Выполняется модификация входящего аналогового сигнала в цифровую форму.
• Затем происходит его сохранение. Скорость сохранения зависит от управляющего устройства. Верхняя граница определяется скоростью преобразователя, при этом у нижней границы нет ограничений.
• Преобразование сигнала в цифровой код позволяет повысить устойчивость отображения, сделать масштаб и растяжку проще, сохранить данные в память.
• Использование дисплея вместо электронной трубки дает возможность отображать любые данные, в том числе выполнять управление прибором. У дорогостоящих приборов установлены цветные экраны, благодаря чему они дают возможность выделять цветом различные места, различать курсоры и сигналы иных каналов.
• Синхронизацию можно наблюдать прямо перед включением развертки. Используемые процессоры обработки сигнала позволяют обрабатывать сигнал при помощи анализа преобразованием Фурье.
• Информация в цифровом виде дает возможность записать экран с итогами измерения в память, в том числе распечатать на принтере. Большинство приборов имеют накопители, чтобы можно было записать изображения в архив и в дальнейшем произвести их обработку.

Применение

Осциллограф

 представляет измерительный прибор, при помощи него можно:

• Определить значения напряжения сигнала (амплитуду) и временные параметры.
• Измерив временные характеристики сигнала, удастся определить его частоту.
• Наблюдать сдвиг фаз, происходящий при прохождении разных участков цепи.
• Выяснить переменную (AC) и постоянную (DC), которые составляют сигнал.
• Наблюдать искажение сигнала, который вносит определенный участок цепи.
• Выяснить соотношение сигнал/шум, определить стационарность шума или его изменение по времени.
• Понять процессы, которые происходят в электрической цепи.
• Выяснить частоту колебаний и так далее.

Эти устройства преимущественно применяются в электронике и радиотехнике. Особенно важным элементом прибор используется в электромеханических сферах производства. Данное устройство выступает в качестве фиксирующего прибора, который наглядно отображает все колебания электрического тока, происходящие в определенном электрическом механизме. С помощью прибора можно найти помехи, а также искажения прохождения электрического импульса в самых разных узлах схемы.

Применение в диагностике и ремонте автомобилей

Применяются эти приборы и в других областях. Так они часто используются для определения неисправностей в системе исполнительных механизмов и иной диагностике. При помощи них даже можно диагностировать механические неисправности двигателя.

К примеру, осциллограф способен:

• Выявить неисправный катализатор.
• Определить соответствие установки задающего шкива коленвала по отношению к датчику положения коленчатого вала.
• Выявить сильный подсос воздуха.
• Наблюдать сигналы с датчиков системы, отслеживать их изменение.
• Считывать коды неисправностей, сохраненные системой.
• Указать идентификационные данные системы, ЭБУ.
• Выполнить проверку работу исполнительных механизмов и так далее.

Естественно, что такой прибор должен иметь логический анализатор, специальное программное обеспечение и уметь выполнять дешифровку протоколов.

Как выбрать осциллограф

На рынке представлено множество самых разных моделей. Поэтому перед покупкой следует определиться:

• Следует узнать, где будет применяться прибор?
• Какова амплитуда измеряемых сигналов?
• Сигналы в скольких точках схемы будет нужно измерять одновременно?
• Необходимость измерения одиночных и периодических сигналов?
• Необходимость сигналов в частотной области, функции быстрого преобразования Фурье и так далее?

При выборе следует обратить внимание на следующие параметры:

• Количество каналов. Они будут влиять на число отображаемых независимых сигналов на дисплее. Их одновременное наличие позволит наблюдать за несколькими графиками, проводить их сравнение и анализировать. Для работы с простой техникой хватит 2-4 каналов. Наиболее продвинутыми являются приборы с функцией логического анализатора и 16 каналами.
• Частота дискретизации будет влиять на число выборок сигнала в секунду, то есть на качество разрешения изображения на экране. Большее количество точек сигнала позволит построить более точное изображение. Данный параметр важен при измерении переходных и однократных процессов.
• Тип питания. При работе с прибором на выезде или вдали от сети лучше покупать модель с аккумулятором. В остальных случаях лучше покупать измерительные приборы, работающие от сети.
• Полоса пропускания. Следует учесть, что полоса пропускания должна в 3-5 раз быть выше значения частот исследуемых сигналов. Для простых усилителей звуковой частоты и цифровых схем достаточно параметра в 25 МГц. Для профессиональных исследований и радиочастотных схем будет нужно устройство с полосой пропускания порядка 100-200 МГц.

Почему не стоит использовать советские приборы

Сегодня вполне можно купить устройства, выпущенные 30-40 лет назад. Однако такой осциллограф лучше не использовать, ведь:

• Для калибровки необходимо использовать подстроечники, которых полно и сверху и сбоку. Обеспечить точную настройку будет затруднительно.
• Высохшие электролиты.
• Вес.
• Габариты и так далее.

Похожие темы:

назначение и принцип действия, классификация (цифровой, механический)

Развитие промышленности не стоит на месте. Разрабатываются новейшие приборы, призванные значительно сократить время исследований. Одним из самых популярных типов контрольно-измерительной техники, позволяющим производить научные и производственные изыскания, является осциллограф.

Понятие и история создания

Под осциллографом принято понимать специализированный прибор, созданный для точного измерения, наблюдения и последующей записи параметров и характеристик электрического сигнала: временных и амплитудных. Подобные сигналы могут как подаваться на вход, так и регистрироваться непосредственно на дисплее или фиксироваться на фотоленту. Скачок современной науки сделал возможным исследование сигнала гигагерцовых частот.

Первая фиксация электрического колебательного процесса делалась на бумаге в ручном режиме. Начальные попытки по автоматизированию записи велись Жюлем Франсуа Жубером. Учёный в 1880 году представил к использованию полуавтоматический пошаговый метод регистрирования сигнала. Следующим шагом в развитии метода стал однограф Госпиталье, который стал полностью автоматическим.

В начале 1885 года русским физиком Робертом Колли был спроектирован и создан осциллометр. Доработав творение Колли, французский физик А. Блондель изобрёл магнитно-электрический осциллоскоп, оснащённый бифилярным подвесом. Невозможность фиксировать процессы с высокой скоростью из-за подвижности регистрирующих частей с большой инерцией была устранена в 1897 году. Дадделл Уильям предложил использовать миниатюрное зеркальце в качестве измерительного элемента.

Во второй половине XX века появились ленточные многоканальные осциллографы с горизонтальной развёрткой. Цифровые модели пришли на смену устаревшим аналогам и заняли лидирующую позицию среди быстрейших аналого-цифровых преобразователей.

Развёрнутая классификация прибора

Современные осциллографы обладают весомым набором приложений для измерения, глубокой памятью, сенсорным ёмкостным дисплеем и способностью к скоростному обновлению сигналов на дисплее. Ознакомление с классификацией — неотъемлемый шаг в работе с техникой. Аппаратура подлежит внутреннему делению по назначению и логике работы:

1. Стробирующий.
2. Реального времени или аналоговый.
3. Запоминающий: сходный с ЭЛТ аналоговый и цифровой.

В отдельную группу выделяются приборы с непрерывной развёрткой. Они позволяют регистрировать кривую на особой фотоленте. По числу лучей бывают двулучевые, однолучевые, трехлучевые и так далее. Вершиной автоматизации считается 16 лучей и более. Параметр влияет на синхронизацию данных.

Для техники с периодической развёрткой характерно следующее деление: стробоскопические, скоростные, обычные и универсальные, специальные запоминающие. Цифровым моделям свойственно сочетание нескольких параметров. Реже встречаются осциллографы, назначение которых совмещено с другим измерительным прибором. Их официальное название — скопметры.

Особенности внутреннего устройства

Несмотря на сложное внутреннее оснащение на базе ЭЛТ, прибор с дисплеем может состоять из нескольких составляющих. К ним относятся:

• Входной стандартный усилитель для наблюдаемых сигналов, чей выход подключается напрямую к пластинам вертикального отклонения.
• Электронно-лучевая осциллографическая трубка. Широко используется в ряде близких по назначению измерительных приборов.
• Далее идёт блок горизонтальной развёртки. Однократный тип или периодический сигнал преобразуется в пилообразную форму. Он направляется к пластинам с горизонтальным типом отклонения ЭЛТ. Помимо этого, в период спадающей фазы создаётся импульс гашения электронных лучей, подаваемый на модуляторы ЭЛТ.
• К вспомогательным или дополнительным частям устройства осциллографа относят калибратор длительности, возможной амплитуды и блок управления яркости.

Экран «А» позволяет чётко отобразить графики каждого поступающего входного сигнала. Цифровые аналоги выводят на цветной или специфический монохромный дисплей желаемое изображение как полностью готовую картинку. Остальные модели используют электронно-лучевую трубку, оснащённую показателями электростатического отклонения. Для таких экранов характерна нанесённая в виде координатной сетки разметка, миссия которой — показывать точное местоположение данных.

Важной деталью являются сигнальные выходы. Многоканальная аппаратура предназначена измерять параметры и вести одновременное наблюдение за несколькими поступающими в систему сигналами. На вход Y поступает и усиливается входной сигнал от каждого из присутствующих каналов.

Выделяют два базовых типа развёртки: ждущий и автоколебательный, или автоматический. Реже можно встретить модели с дополнительным однократным режимом. Каждый вид имеет свои специфические черты:

1. Однократный запуск. Характерный механизм запуска — внешнее воздействие. Так, нажатие кнопки и дальнейшее ожидание запуска сходны со ждущим режимом. После запуска развёртывание производится однократно. Повторная развёртка требует ещё одного запуска. Подобная система работы комфортна для изучения функционирования процессов непериодического типа. Недостатком является однократный пробег светящегося пятна по дисплею. Яркость картинки недостаточна, что серьёзно затрудняет процесс наблюдения при быстрой развёртке.
2. Ждущий режим. Недостаточный уровень или отсутствие сигнала вызывает отсутствие развёртки и дальнейшее угасание экрана. Запуск возможен только при достижении сигналами определённого заданного оператором уровня. Возможна настройка запуска как по падающему, так и по нарастающему сигнальному фронту. Важно отметить, что при изучении непериодических типов импульсных процессов такая система гарантирует зрительную неподвижность картинки на экране. Зачастую развёртывание запускается синхронным, несколько опережающим процесс наблюдения сигналом.
3. Автоматическое развёртывание. В этом случае генератор функционирует в автоколебательном типе режима. Благодаря этому даже при отсутствии сигнала в момент окончания цикла произойдёт очередной момент её запуска. Это делает возможным наблюдение изображения на экране даже в ситуации подачи на входе вертикального типа отклонения постоянного напряжения или отсутствия сигнала. Подобный режим характеризуется особым захватом частоты генератора развёртывания наблюдаемым сигналом. Важно, что частота генераторов при этом в целое количество раз меньше частоты исследуемых сигналов.

Синхронизация с наблюдаемым сигналом

Получить заданное неподвижное изображение на дисплее позволяет особая двигательная траектория луча на экране в процессе развёртывания. Он должен перемещаться по одной и той же кривой линии. Обеспечением этого процесса занимается схема синхронизации, дающая старт развёртке на одинаковом фронте и уровне исследуемых сигналов.

В качестве примера допустимо рассмотрение ситуации исследования синусоидального сигнала при такой настройке схемы, что запуск развёртывания в нарастании синусоидов будет иметь значение ноль. В момент запускания узкий луч обрисует несколько схожих или одну единую волну, на что будет влиять настроенная заранее скорость. Отсутствие повторного запуска заставит дождаться очередного прохождения волны с нулевым значением при нарастающем фронте.

Без синхронизации с изучаемым сигналом картинка на дисплее будет выглядеть нечёткой, размазанной. Это вызвано одновременным отображением различных участков исследуемого сигнала на экране. Базовые настройки, доступные каждому оператору: тип запуска и его уровень.

Специфика выбора товара

Приобретая такую узкоспециализированную технику, следует учитывать ряд важных параметров. В первую очередь следует обратить внимание на следующие:

• Полосу пропускания. В среднем полоса должна быть на 5 пунктов выше значения частоты исследуемого сигнала. Для использования простого усилителя звуковых частот и цифровой схемы достаточным параметром будет 25 МГц. Научные изыскания и профессиональные исследования потребуют использование устройства с минимальной полосой пропускания около 150 МГц.
• Тип питания. В случае проведения работ вдали от сети или на выезде рекомендуется приобрести модель с аккумулятором. В любой другой ситуации целесообразно использовать аппаратуру, работающую от сети.
• Частота дискретизации. Пункт влияет на качество разрешения изображений на экранах, количество выборок сигнала за секунду. Для более точного изображения потребуется увеличение числа точек сигнала. Частота важна и для измерения однократных и переходных процессов.
• Число каналов. Каналы влияют на количество отображаемых на дисплее независимых сигналов. Обеспечивают возможность анализировать и сравнивать несколько графиков одновременно. Работа с простыми техническими приборами не требует более 3 каналов. Более продвинутая аппаратура должна быть оснащена логическим анализатором и 16 каналами.

Применение и интересные факты

Являясь одним из важнейших аппаратов в радиоэлектронике и радиотехнике, он широко используется в лабораторных, прикладных и научно-исследовательских целях. Позволяет изучать, контролировать и измерять параметры электрических сигналов и радиоволн при воздействии разнообразных датчиков. Прибор позволяет:

1. Определять частоту сигнала по измерению его временных характеристик.
2. Измерять временные параметры для получения значения амплитуды напряжения.
3. Выяснить постоянную и переменную классического сигнала.
4. Изучать сдвиги фаз, происходящие при прохождении различных участков цепи.
5. Исследовать внутренние механизмы, происходящие в электрической цепи.
6. Наблюдать частоту колебания и особенности искажения сигнала.
7. Вычислить соотношение шума и сигнала, стационарность шума и возможные изменения по временным параметрам.
8. Наладить оперативный и периодический контроль качественных характеристик телевизионного тракта в системе телевещания.

Широко применение осциллографа в диагностике и ремонте автотранспорта. Благодаря своим характеристикам он способен выявить неисправные катализаторы, проверить функционирование исполнительных механизмов, кратко указать основные идентификационные сведения системы, считать код неисправностей, который сохраняет система, отследить изменения сигналов датчиков системы.

Учёными выделено несколько занимательных фактов работы и создания фиксирующего прибора, популярного в электромеханической сфере любого производства. К ним относят:

• Именно экран одного из осциллографов был использован как дисплей первой видеоигры, визуализирующей игру в теннис. Игра Tennis For Two создавалась на работе аналоговых вычислительных машин. Управление основано на специальном игровом контроллере — Paddle.
• Радиолюбителями используется тракт записи звука, установленный на звуковой карте компьютера в качестве прибора ввода измерения низких частот.
• Часто встречается ошибочное написание прибора «осцелограф».
• Квалифицированные любители радиоэлектроники, не являющиеся чайниками в мире электроники, занялись самостоятельным изготовлением приборов для процесса осциллографирования в качестве приставки к ПК или телевизору. Сейчас эта потребность не так актуальна. Освоенные технологии массового производства подобных товаров имеют низкую себестоимость.

Основа любой действующей научной лаборатории — качественная измерительная аппаратура и источники сигналов, токов, напряжений. Сегодня важнейшим контрольно-измерительным прибором для научных и производственных исследований является осциллограф.

Применение — электронный осциллограф — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Применение — электронный осциллограф

Cтраница 1

Применение электронного осциллографа для исследования электронных ламп и, в частности, для снятия статических характеристик во многих случаях представляет значительные удобства, так как ускоряет трудоемкий процесс снятия характеристик.  [2]

Применение электронных осциллографов на СВЧ ограничивается также необходимостью использования усилителей вертикального отклонения с полосой пропускания в несколько сотен и даже тысяч мегагерц, и, кроме того, — очень больших скоростей развертки.  [3]

Даны примеры применения электронного осциллографа в измерительной технике.  [4]

Значение и область применения электронного осциллографа I в настоящее время очень велики. Главнейшими преимуществами его по сравнению с электромеханическим осциллографом являются нич — тожно малое собственное потребление мощности от испытуемого I источника напряжения и возможность исследования процессов, I — частота которых достигает сотен мегагерц, а также весьма кратковременных непериодических явлений.  [5]

Гораздо более совершенным способом является применение электронных осциллографов, которые позволяют наблюдать изменение силового и высокочастотного напряжения и тока на электродах в течение очень коротких промежутков времени.  [6]

Гораздо более совершенным способом является применение электронных осциллографов, которые позволяют наблюдать изменение силового и высокочастотного напряжения и тока на электродах в течение очень коротких промежутков времени. Подобрав нужный масштаб развертки, получают на экране осциллограммы ( см. рис. 44), которые фактически являются графиками в координатах: напряжение ( или ток) на электродах — время.  [8]

В настоящем разделе рассматриваются некоторые примеры применения электронного осциллографа для электрических измерений.  [9]

Электронные осциллографы широко применяют при наладке различных электронных приборов, а также наладке и ремонте контрольно-измерительных приборов, где они совершенно необходимы, так как здесь используются фазочувствительные схемы. Освоение и применение электронных осциллографов, в отличие от других электроизмерительных приборов, вызывают затруднения. Поэтому важно подробнее познакомиться с устройством и правилами применения этих приборов.  [11]

Величина поляризации в момент включения тока и ее последующее изменение со временем электролиза записываются на фотопленку при помощи короткопериодного гальванометра. В случае применения электронного осциллографа производится фотографирование экрана осциллографа в момент включения поляризующего тока. Стационарное значение потенциала электрода измеряется при этом потенциометром.  [12]

При изучении частичных разрядов малой интенсивности ( например, в бумаго-масляных конденсаторах и кабелях) целесообразно в цепь усилителя включить фильтр, подавляющий гармоники ниже 1 000 гц и пропускающий высокочастотную составляющую. Указанная схема с применением электронного осциллографа является весьма чувствительным индикатором неполных разрядов, позволяющим обнаруживать слабые разряды в изоляции. Помимо приборов, основанных на использовании электрической связи с объектом испытаний, применяются дефектоскопы, воспринимающие высокочастотные колебания на рамочную антенну и представляющие собой регенеративные радиоприемники со стрелочным прибором-индикатором на выходе.  [13]

Следует иметь в виду, что это положение остается справедливым только при относительно медленных изменениях исследуемого напряжения. В случае же быстропеременных процессов основным фактором, ограничивающим применение электронного осциллографа, является собственная емкость отклоняющих пластин и подводящих проводов или входная емкость усилителя, если испытуемое напряжение подается через усилитель. Несоблюдение этого условия приводит к погрешностям.  [14]

В современной науке и технике существенную роль играют приборы, в которых используются потоки заряженных частиц, в большинстве случаев электронов, движущихся в вакууме по. Изучение быстропеременных процессов стало возможным благодаря применению электронного осциллографа, основным элементом которого является электроннолучевая трубка. Электроннолучевые трубки специальной конструкции являются неотъемлемой частью телевизионной аппаратуры. При помощи электронных потоков оказалось возможным получать многократно увеличенные изображения мельчайших предметов, и построенный на этой основе электронный микроскоп по своему разрешению значительно превосходит светооптический.  [15]

Страницы:      1

Осциллографы.Виды и особенности.Устройство и работа.Применение

Для любого профессионального настройщика электронных устройств или для инженера по радиоэлектронным устройствам основным рабочим устройством является осциллограф. Без него нельзя обойтись при настройке телевизора, передатчика. Осциллографы служат для контроля и наблюдения за периодическими сигналами различных форм, в том числе синусоидальной. Благодаря широкому интервалу развертки он дает возможность развернуть импульс даже для контроля наносекундных промежутков времени. Осциллограф подобен работе телевизора, который изображает электрические сигналы.

Устройство и принцип действия

Для лучшего понимания действия прибора, блок-схема типового осциллографа, так как все их основные виды имеют аналогичное устройство.

На этой схеме не изображены блоки питания: низковольтный блок, подающий питание для работы узлов, и источник повышенного напряжения, применяющийся для генерирования высокого напряжения, приходящего на электронно-лучевую трубку. Также на схеме нет калибратора для настройки и подготовки прибора к работе.

Тестируемый сигнал поступает на канал вертикального отклонения «Y», далее на аттенюатор, выполненный в виде многопозиционного переключателя, настраивающего чувствительность осциллографа. Его шкала размечена в вольтах на сантиметр или в вольтах на одно деление. Это обозначает одно деление сетки координат на экране лучевой трубки. Там же изображены сами величины. Если амплитуда сигнала неизвестна, то устанавливается наименьшая чувствительность. В этом случае даже большой сигнал на 300 В не повредит прибору.

Обычно осциллографы в комплекте имеют

делители, в виде специальных насадок с разъемами. Они работают так же, как аттенюатор. Эти насадки компенсируют емкость кабеля при работе с малыми импульсами. На фото показан делитель. Коэффициент деления равен 1:10.

С помощью делителя возможности прибора расширяются, можно исследовать сигналы в несколько сотен вольт. После делителя сигнал проходит на предварительный усилитель, раздваивается и приходит на переключатель синхронизации и линию задержки, которая служит для компенсации времени сработки генератора развертки. Оконечный усилитель создает напряжение, поступающее на «Y» -пластины, и отклоняет луч в вертикальной плоскости.

Генератор развертки создает пилообразное напряжение, поступающее на пластины «Х» и горизонтальный усилитель, при этом луч отклоняется в горизонтальной плоскости.

Устройство синхронизации создает условия для работы генератора развертки в одно время с появлением сигнала. В итоге на дисплей осциллографа выводится изображение импульса.

Переключатель синхронизации работает в положениях синхронизации от:

• Исследуемого сигнала.
• Сети.
• Внешнего источника.

Первое положение применяется чаще, так как оно более удобно.

Классификация

Осциллографы являются распространенным видом измерительных приборов. Существует несколько видов осциллографов, имеющих разные характеристики, устройство и работу.

Аналоговые осциллографы

Такие осциллографы являются классическими моделями этого типа измерительных приборов. Любые аналоговые осциллографы имеют делитель, вертикальный усилитель, синхронизацию и отклонение, блок питания и лучевую трубку.

Такие трубки имеют больший диапазон частоты. Отклонение луча на экране прямо зависит от напряжения пластин. Горизонтальная развертка работает по линейной зависимости от напряжения горизонтальных пластин.

Нижний предел частоты равен 10 герцам. Верхняя граница определяется емкостью пластин и усилителем. Сегодня аналоговые устройства вытесняются цифровыми приборами со своими достоинствами. Но аналоговые приборы пока не исчезают ввиду их малой стоимости.

Цифровые запоминающие

Если цифровые приборы сравнивать с аналоговыми, у них больше возможностей. Стоимость их постепенно снижается. Цифровой осциллограф включает в себя делитель, усилитель, преобразователь аналогового сигнала, памяти, блока управления и выведения на ЖК панель.

Принцип действия такого вида осциллографов придает им большие возможности. Входящий аналоговый сигнал модифицируется в цифровую форму, и сохраняется. Скорость сохранения определяется управляющим устройством. Ее верхняя граница задается скоростью преобразователя, а нижняя граница не имеет ограничений.

Преобразование сигнала в цифровой код дает возможность увеличить устойчивость отображения, сохранять данные в память, сделать растяжку и масштаб проще. Применение дисплея вместо электронной трубки позволяет отображать любые данные и осуществлять управление прибором. Дорогостоящие приборы оснащаются цветным экраном, что позволяет различать сигналы других каналов, курсоры, выделять цветом разные места.

Параметры цифровых осциллографов намного выше аналоговых моделей, в больших пределах находится растяжка сигнала. Кроме простых схем включения синхронизации, может использоваться синхронизация при некоторых событиях или параметрах сигнала. Синхронизацию можно увидеть непосредственно перед включением развертки.

Применяемые процессоры обработки сигнала дают возможность обработки спектра сигнала с помощью анализа преобразованием Фурье. Информация в цифровом виде позволяет записать в память экран с итогами измерения, а также распечатать на принтере. Многие приборы оснащены накопителями для записи изображения в архив и последующей обработки.

Цифровые люминофорные

Такой тип осциллографов работает на новой структуре построения, основанной на цифровом люминофоре. Он имитирует по подобию с аналоговыми приборами изменение изображения на экране. Люминофорные цифровые типы осциллографов дают возможность наблюдать на дисплее все подробности модулированных сигналов, как и аналоговые типы. При этом обеспечивается их анализ и хранение в памяти.

Люминофорные приборы, как и предыдущая рассмотренная модель, имеет свою память для хранения различной информации, в том числе хранится разница задержки времени между разными пробниками. Возможность люминофорных осциллографов выводить данные с изменяемой интенсивностью значительным образом упрощает поиск повреждений в импульсных блоках. Это выражено при вычислении глубины модуляции сигнала при регулировке напряжения на выходе, приводящее к нестабильному функционированию блоков.

В люминофорных цифровых осциллографах объединены достоинства цифровых и аналоговых устройств, а во многом превосходят их. Люминофорные приборы обладают всеми преимуществами запоминающих осциллографов, обеспечивая возможности аналоговых приборов: быструю реакцию на смену сигнала и его отображение с разной яркостью.

Цифровые стробоскопические

В этом виде осциллографов применяется эффект последовательного стробирования сигнала. При повторении сигнала выбирается мгновенное значение в определенной точке. При поступлении нового сигнала точка выбора смещается по сигналу. Так продолжается до полного стробирования сигнала. Модифицированный таким образом сигнал в виде огибающей линии мгновенных величин сигнала входа, повторяет форму сигнала.

Продолжительность модифицированного сигнала на много больше продолжительности тестируемого сигнала, а значит, имеется сжатие спектра. Это соответствует увеличению полосы пропускания. Стробоскопические виды осциллографов имеют большие полосы пропускания, и дают возможность производить исследования периодических сигналов с наименьшей продолжительностью. Стоимость стробоскопических осциллографов очень высока, поэтому их применяют чаще всего для сложных задач.

Виртуальные осциллографы

Новый вид приборов может быть отдельным устройством с параллельным портом для вывода или ввода информации, а также с портом USB, а также встроенным вспомогательным прибором на базе карт ISA. Программная оболочка виртуальных осциллографов позволяет полностью управлять устройством, и имеет несколько возможностей сервиса: импорт и экспорт информации, цифровая фильтрация, разнообразные измерения, обработка информации математическим способом и т.д.

Осциллографы с применением персонального компьютера могут применяться для широких возможностей измерения. Например, для обслуживания и разработки радиотехнической и электронной аппаратуры, в телекоммуникационной связи, при изготовлении компьютеризированного оборудования, при выполнении диагностических мероприятий средств автотранспорта на станциях технического обслуживания и для многих других случаев, где требуется оценка и тестирование неустойчивых переходных процессов.

Виртуальные модели осциллографов являются хорошим альтернативным вариантом для стандартных запоминающих цифровых осциллографов, так как они обладают достоинствами в виде малой стоимости, простоте применения, компактных размеров и высокого быстродействия. К недостаткам виртуальных осциллографов относится невозможность измерения и отображения постоянной величины сигналов.

Портативные осциллографы

Цифровые технологии быстро развиваются, в результате чего цифровые стационарные приборы модифицируют в портативные устройства с хорошими параметрами габаритных размеров и массы, а также низким расходом электрической энергии.

При этом портативные осциллографы с питанием от гальванических элементов не уступают по характеристикам стационарным приборам по количеству функций, имеют большие возможности использования в разных областях научных исследований, промышленном производстве.

Похожие темы:

Что измеряет осциллограф?

Большинство потребительских товаров включает электронные схемы или компоненты, и осциллограф используется на протяжении всего процесса разработки продукта для тестирования этих компонентов. Но что такое осциллограф? А что измеряет осциллограф?

Осциллограф — это прибор, который графически отображает электрические сигналы и показывает, как эти сигналы меняются с течением времени. Инженеры используют осциллографы для измерения электрических явлений и быстрого тестирования, проверки и отладки своих схем.Основная функция осциллографа — измерение волн напряжения. Эти волны отображаются на графике, который может многое рассказать о сигнале, например:

• Значения времени и напряжения сигнала.
• Частота колебательного сигнала.
• «Движущиеся части» цепи, представленные сигналом.
• Частота, с которой происходит определенная часть сигнала относительно других частей.
• Указывает, искажает ли сигнал неисправный компонент.
• Какая часть сигнала является постоянным (DC) или переменным (AC) током.
• Какая часть сигнала является шумом и меняется ли шум со временем.

На самом базовом уровне график, отображаемый на осциллографе, показывает, как сигнал изменяется с течением времени, при этом напряжение отображается вертикально по оси Y, а время отображается горизонтально по оси X.

Интенсивность или яркость сигнала на дисплее осциллографа иногда называют осью Z.В осциллографах с цифровым люминофором (DPO) ось Z может быть представлена ​​с помощью градации цвета дисплея.

Для получения дополнительной информации о восстановлении сигналов, целостности сигналов и измерениях формы сигналов прочтите об основах работы с осциллографами.

Что измеряет осциллограф?

Хотя осциллографы в первую очередь предназначены для измерения вольт, они могут обнаруживать и измерять множество других сигналов, в том числе:

Текущий

Есть несколько способов использовать осциллограф для измерения тока; можно было бы измерить напряжение, падающее на шунтирующем резисторе.Другой — просто использовать токовый пробник.

Звук

Звук можно измерять с помощью осциллографа. Вам понадобится преобразователь (для «преобразования» аудиосигнала в напряжение), который затем вы подключите к каналу на прицеле. Затем вы отобразите сигнал как соответствующее напряжение в зависимости от времени.

Емкость

Хотя осциллограф не дает прямого измерения емкости, его можно использовать для измерения постоянной времени, чтобы определить фактическую емкость электрической системы или компонента с помощью генератора произвольных функций.

Напряжение постоянного тока

Большинство современных осциллографов позволяют автоматически измерять напряжение постоянного тока. Однако вы можете измерить его вручную, «посчитав» вертикальные сетки и умножив на вольты на деление.

Частота

Как и в случае с постоянным напряжением, большинство современных осциллографов измеряют частоту автоматически. Однако можно вычислить частоту вручную, вычислив период сигнала (с помощью курсоров или горизонтальных сеток) и разделив 1 на период, дающий вам частоту.

Индуктивность

Если у вас нет измерителя LCR, вы можете измерить индуктивность с помощью осциллографа и функционального генератора. Это будет простое измерение с погрешностью от 3 до 5%.

Найдите осциллограф, подходящий для вашего приложения

Не все осциллографы одинаковы. Поэтому, прежде чем решить, в какую машину вложить средства, важно понимать требования вашего проекта и тип осциллографа, который может вам понадобиться для получения наиболее эффективных и точных измерений.

При выборе осциллографа необходимо учитывать ряд факторов, включая полосу пропускания, время нарастания, частоту дискретизации, плотность каналов и совместимые пробники. Прочтите нашу разбивку по выбору осциллографа или изучите нашу полную линейку осциллографов, чтобы найти тот, который подходит для вашего приложения.

Как пользоваться осциллографом

Введение

Вы когда-нибудь обнаруживали, что при поиске неисправностей в цепи вам требуется больше информации, чем может предоставить простой мультиметр? Если вам нужно получить такую ​​информацию, как частота, шум, амплитуда или любые другие характеристики, которые могут измениться со временем, вам понадобится осциллограф!

О-образные диафрагмы

— важный инструмент в лаборатории любого инженера-электрика.Они позволяют видеть электрические сигналы , поскольку они меняются во времени, что может иметь решающее значение для диагностики, почему ваша схема таймера 555 не мигает правильно или почему ваш генератор шума не достигает максимальных уровней раздражения.

Цифровое аналоговое открытие 2

В наличии TOL-13929

Digilent Analog Discovery 2 — это USB-осциллограф и многофункциональный прибор, который позволяет пользователям измерять, контролировать…

14

HAMlab — 160-6 10 Вт

Осталось всего 3! WRL-15001

HAMlab — это полнофункциональный SDR-трансивер с диапазоном 160-10 м и выходной мощностью 10 Вт, построенный на платформе STEMlab…

рассматривается в этом учебном пособии

Целью данного руководства является ознакомление с концепциями, терминологией и системами управления осциллографов.Он разбит на следующие разделы:

• Основы O-Scopes — Введение в осциллографы, что они измеряют и почему мы их используем.
• Oscilloscope Lexicon — Глоссарий, охватывающий некоторые из наиболее распространенных характеристик осциллографов.
• Анатомия осциллографа — Обзор наиболее важных систем осциллографа — экрана, элементов управления по горизонтали и вертикали, триггеров и пробников.
• Использование осциллографа — Советы и рекомендации для тех, кто впервые использует осциллограф.

Мы будем использовать Gratten GA1102CAL — удобный цифровой осциллограф среднего уровня — в качестве основы для обсуждения осциллографа. Другие o-области могут выглядеть иначе, но все они должны иметь одинаковый набор механизмов управления и интерфейса.

Рекомендуемая литература

Прежде чем продолжить изучение этого руководства, вы должны быть знакомы с приведенными ниже концепциями. Ознакомьтесь с руководством, если хотите узнать больше!

Видео

---

Основы O-Scopes

Основное назначение осциллографа — графическое изображение электрического сигнала, изменяющегося во времени .Большинство осциллографов создают двумерный график с временем по оси x и напряжением по оси y .

Пример дисплея осциллографа. Сигнал (в данном случае желтая синусоида) отображается на горизонтальной оси времени и вертикальной оси напряжения.

Элементы управления, окружающие экран осциллографа, позволяют регулировать масштаб графика как по вертикали, так и по горизонтали, что позволяет увеличивать и уменьшать масштаб сигнала.Есть также элементы управления для установки триггера на прицеле, который помогает сфокусировать и стабилизировать изображение.

Что могут измерить прицелы?

В дополнение к этим основным функциям многие осциллографы имеют инструменты измерения, которые помогают быстро определять частоту, амплитуду и другие характеристики формы сигнала. Как правило, осциллограф может измерять характеристики как по времени, так и по напряжению:

• Временные характеристики :
  • Частота и период — Частота определяется как количество повторений сигнала в секунду.И период является обратной величиной (количество секунд, которое занимает каждый повторяющийся сигнал). Максимальная частота, которую может измерить осциллограф, варьируется, но часто она находится в диапазоне 100 МГц (1E6 Гц).
  • Рабочий цикл — Процент периода, в течение которого волна является либо положительной, либо отрицательной (есть как положительные, так и отрицательные рабочие циклы). Рабочий цикл — это соотношение, которое показывает, как долго сигнал «включен» по сравнению с тем, как долго он «выключен» в каждом периоде.
  • Время нарастания и спада — Сигналы не могут мгновенно переходить от 0 В до 5 В, они должны плавно нарастать.Продолжительность волны, идущей от нижней точки к верхней точке, называется временем нарастания, а время спада измеряет обратное. Эти характеристики важны при рассмотрении того, насколько быстро цепь может реагировать на сигналы.
• Характеристики напряжения :
  • Амплитуда — Амплитуда — это мера величины сигнала. Существует множество измерений амплитуды, включая размах амплитуды, которая измеряет абсолютную разницу между точкой высокого и низкого напряжения сигнала.Пиковая амплитуда, с другой стороны, измеряет только то, насколько высокий или низкий сигнал превышает 0 В.
  • Максимальное и минимальное напряжение — осциллограф может точно сказать вам, насколько высоким и низким становится напряжение вашего сигнала.
  • Среднее и среднее напряжение — Осциллографы могут вычислять среднее или среднее значение вашего сигнала, а также могут сообщать вам среднее значение минимального и максимального напряжения вашего сигнала.

Когда использовать O-Scope

o-scope полезен в различных ситуациях поиска и устранения неисправностей, в том числе:

• Определение частоты и амплитуды сигнала, которые могут иметь решающее значение при отладке входа, выхода схемы или внутренних систем.По этому вы можете определить, неисправен ли какой-либо компонент в вашей цепи.
• Определение уровня шума в вашей цепи.
• Определение формы волны — синус, квадрат, треугольник, пилообразная, сложная и т. Д.
• Количественное определение разности фаз между двумя разными сигналами.

---

Осциллограф Lexicon

Научиться пользоваться осциллографом — значит познакомиться с целым словарем терминов.На этой странице мы познакомим вас с некоторыми важными модными словечками o-scope, с которыми вам следует ознакомиться, прежде чем включать его.

Основные характеристики осциллографа

Некоторые прицелы лучше других. Эти характеристики помогают определить, насколько хорошо вы можете ожидать от прицела:

• Полоса пропускания — Осциллографы чаще всего используются для измерения сигналов определенной частоты. Однако ни один прицел не идеален: у всех есть пределы того, насколько быстро они могут видеть изменение сигнала.Полоса пропускания осциллографа определяет диапазон частот , который он может надежно измерить.
• Сравнение цифровых и аналоговых — Как и большинство всего электронного, осциллографы могут быть аналоговыми или цифровыми. Аналоговые осциллографы используют электронный луч для прямого отображения входного напряжения на дисплей. Цифровые осциллографы включают микроконтроллеры, которые дискретизируют входной сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя и отображают это показание на дисплее. Как правило, аналоговые осциллографы старше, имеют меньшую полосу пропускания и меньше функций, но они могут иметь более быстрый отклик (и выглядеть намного круче).
• Количество каналов — Многие осциллографы могут считывать более одного сигнала одновременно, отображая их все на экране одновременно. Каждый сигнал, считанный осциллографом, подается в отдельный канал. Очень распространены осциллографы от двух до четырех каналов.
• Частота дискретизации — Эта характеристика уникальна для цифровых осциллографов, она определяет, сколько раз в секунду считывается сигнал. Для осциллографов с более чем одним каналом это значение может уменьшиться, если используется несколько каналов.
• Время нарастания — Указанное время нарастания осциллографа определяет самый быстрый нарастающий импульс, который он может измерить. Время нарастания осциллографа очень тесно связано с полосой пропускания. Его можно рассчитать как Время нарастания = 0,35 / Пропускная способность .
• Максимальное входное напряжение — Каждая электроника имеет свои пределы, когда дело касается высокого напряжения. Все осциллографы должны быть рассчитаны на максимальное входное напряжение. Если ваш сигнал превышает это напряжение, есть большая вероятность, что прицел будет поврежден.
• Разрешение — Разрешение осциллографа показывает, насколько точно он может измерять входное напряжение. Это значение может изменяться при настройке вертикального масштаба.
• Вертикальная чувствительность — Это значение представляет собой минимальное и максимальное значения вертикальной шкалы напряжения. Это значение указано в вольтах на деление.
• Time Base — Временная база обычно указывает диапазон чувствительности на горизонтальной оси времени. Это значение указывается в секундах на каждый div.
• Входной импеданс — Когда частота сигнала становится очень высокой, даже небольшой импеданс (сопротивление, емкость или индуктивность), добавленный к цепи, может повлиять на сигнал. Каждый осциллограф добавляет к цепи, которую он считывает, определенное сопротивление, называемое входным сопротивлением. Входные импедансы обычно представлены как большое сопротивление (> 1 МОм), соединенное параллельно (||) с малой емкостью (в диапазоне пФ). Влияние входного импеданса более очевидно при измерении очень высокочастотных сигналов, и используемый пробник может помочь его компенсировать.

На примере GA1102CAL приведены характеристики, которые можно ожидать от прицела среднего уровня:

00 Счетчик

Характеристика	Значение
Полоса пропускания	100 МГц
Частота дискретизации	1 Гвыб. / С (1E9 выборок в секунду)
Время нарастания канала
Максимальное входное напряжение	400 В
Разрешение	8 бит
Вертикальная чувствительность	2 мВ / дел — 5 В / дел
Временная развертка	2 с
Входное сопротивление	1 МОм ± 3% || 16 пФ ± 3 пФ

Понимая эти характеристики, вы сможете выбрать осциллограф, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям.Но вам все равно нужно знать, как им пользоваться … на следующей странице!

---

Анатомия O-Scope

Хотя никакие осциллографы не создаются абсолютно равными, все они должны иметь некоторые общие черты, которые заставляют их функционировать одинаково. На этой странице мы обсудим несколько наиболее распространенных систем осциллографов: дисплей, горизонтальную, вертикальную, триггерный и входные.

Дисплей

Осциллограф бесполезен, если он не может отображать информацию, которую вы пытаетесь проверить, что делает дисплей одним из наиболее важных разделов осциллографа.

Каждый дисплей осциллографа должен быть пересечен горизонтальными и вертикальными линиями, называемыми делениями . Масштаб этих делений изменен с помощью горизонтальной и вертикальной систем. Вертикальная система измеряется в «вольтах на деление», а горизонтальная — в «секундах на деление». Как правило, прицелы имеют 8-10 делений по вертикали (напряжение) и 10-14 делений по горизонтали (секунд).

Старые осциллографы (особенно аналоговые) обычно имеют простой монохромный дисплей, хотя интенсивность волны может варьироваться.Более современные осциллографы оснащены многоцветными ЖК-экранами, которые очень помогают отображать более одной формы сигнала за раз.

Многие дисплеи осциллографа расположены рядом с набором из пяти кнопок — сбоку или под дисплеем. Эти кнопки могут использоваться для навигации по меню и управления настройками осциллографа.

Вертикальная система

Вертикальная секция осциллографа управляет шкалой напряжения на дисплее. В этом разделе традиционно есть две ручки, которые позволяют индивидуально управлять вертикальным положением и вольт / дел.

Более критичная ручка вольт на деление позволяет установить вертикальный масштаб на экране. Вращение ручки по часовой стрелке уменьшает масштаб, а против часовой стрелки — увеличивает. Меньший масштаб — меньшее количество вольт на деление экрана — означает, что вы в большей степени «увеличиваете масштаб» формы сигнала.

Дисплей GA1102, например, имеет 8 вертикальных делений, а ручка вольт / дел может выбрать шкалу от 2 мВ / дел до 5 В / дел. Таким образом, при полном увеличении до 2 мВ / дел на дисплее может отображаться осциллограмма 16 мВ сверху вниз.Полностью уменьшенный, осциллограф может отображать сигнал в диапазоне более 40 В. (Зонд, как мы обсудим ниже, может еще больше увеличить этот диапазон.)

Положение Ручка управляет вертикальным смещением формы сигнала на экране. Поверните ручку по часовой стрелке, и волна будет двигаться вниз, против часовой стрелки — вверх по дисплею. Вы можете использовать ручку положения, чтобы сместить часть сигнала за пределы экрана.

Используя одновременно ручки положения и вольт / деления, вы можете увеличить только крошечную часть сигнала, которая вас больше всего волнует.Если у вас есть прямоугольный сигнал 5 В, но вы заботитесь только о том, насколько он звенит по краям, вы можете увеличить нарастающий фронт, используя обе ручки.

Горизонтальная система

Горизонтальная часть осциллографа контролирует шкалу времени на экране. Как и в вертикальной системе, горизонтальный элемент управления дает вам две ручки: положение и секунды / дел.

Регулятор секунды на деление (с / дел) вращается для увеличения или уменьшения горизонтального масштаба.Если вы вращаете ручку s / div по часовой стрелке, количество секунд, которое представляет каждое деление, уменьшится — вы «увеличите масштаб» временной шкалы. Поверните против часовой стрелки, чтобы увеличить шкалу времени и показать на экране большее количество времени.

Если снова использовать GA1102 в качестве примера, дисплей имеет 14 горизонтальных делений и может отображать от 2 нс до 50 с на деление. Таким образом, при полном увеличении по горизонтали осциллограф может отображать 28 нс формы волны, а при увеличении масштаба он может отображать сигнал, когда он изменяется в течение 700 секунд.

Положение Ручка позволяет перемещать форму сигнала вправо или влево от дисплея, регулируя горизонтальное смещение .

Используя горизонтальную систему, вы можете настроить , сколько периодов сигнала вы хотите видеть. Вы можете уменьшить масштаб и показать несколько пиков и впадин сигнала:

Или вы можете увеличить масштаб и использовать ручку положения, чтобы показать только крошечную часть волны:

Система запуска

Раздел триггера посвящен стабилизации и фокусировке осциллографа.Триггер сообщает осциллографу, какие части сигнала «запускать» и начинать измерение. Если ваша форма волны периодическая , триггером можно управлять, чтобы дисплей оставался статичным и устойчивым. Плохо инициированная волна приведет к возникновению таких широких волн, как это:

Секция триггера осциллографа обычно состоит из ручки уровня и набора кнопок для выбора источника и типа триггера. Ручка уровня может быть повернута для установки триггера на определенную точку напряжения.

Ряд кнопок и экранных меню составляют остальную часть триггерной системы. Их основное назначение — выбор источника и режима запуска. Существует множество типов триггеров , которые определяют способ активации триггера:

• Спусковой механизм Edge — это самая простая форма спускового крючка. Он заставит осциллограф начать измерение, когда напряжение сигнала перейдет на определенный уровень. Триггер по фронту может быть настроен на захват нарастающего или спадающего фронта (или обоих).
• Триггер импульс сообщает осциллографу ввести заданный «импульс» напряжения. Вы можете указать длительность и направление импульса. Например, это может быть крошечный скачок 0 В -> 5 В -> 0 В, или это может быть секундный провал с 5 В на 0 В, обратно на 5 В.
• Триггер крутизны может быть настроен на запуск осциллографа по положительному или отрицательному наклону в течение заданного промежутка времени.
• Существуют более сложные триггеры, позволяющие сосредоточиться на стандартизированных формах сигналов, передающих видеоданные, например NTSC или PAL .Эти волны используют уникальный шаблон синхронизации в начале каждого кадра.

Обычно вы также можете выбрать режим запуска , который, по сути, сообщает осциллографу, насколько сильно вы относитесь к своему запуску. В автоматическом режиме запуска осциллограф может попытаться нарисовать сигнал, даже если он не запускается. Нормальный режим будет рисовать вашу волну, только если видит указанный триггер. И single mode ищет указанный вами триггер, когда он его видит, он рисует вашу волну, а затем останавливается.

Зонды

Осциллограф хорош только в том случае, если вы действительно можете подключить его к сигналу, а для этого вам нужны пробники. Пробники — это устройства с одним входом, которые направляют сигнал от вашей схемы к осциллографу. У них есть острый наконечник , который исследует точку на вашей цепи. Наконечник также может быть оснащен крючками, пинцетом или зажимами, чтобы упростить фиксацию на цепи. Каждый пробник также включает зажим заземления , который следует надежно прикрепить к общей точке заземления на тестируемой цепи.

Хотя пробники могут показаться простыми устройствами, которые просто подключаются к вашей цепи и передают сигнал в осциллограф, на самом деле существует много вещей, которые нужно учитывать при проектировании и выборе пробников.

В оптимальном случае зонд должен быть невидимым — он не должен влиять на ваш тестируемый сигнал. К сожалению, все длинные провода обладают собственной индуктивностью, емкостью и сопротивлением, поэтому, несмотря ни на что, они будут влиять на показания осциллографа (особенно на высоких частотах).

Существует множество типов пробников, наиболее распространенным из которых является пассивный пробник , входящий в состав большинства прицелов.Большинство «штатных» пассивных пробников — это аттенуированный . Ослабляющие пробники имеют большое сопротивление, намеренно встроенное и шунтируемое небольшим конденсатором, что помогает минимизировать влияние длинного кабеля на нагрузку вашей цепи. Этот ослабленный пробник, соединенный последовательно с входным сопротивлением осциллографа , создаст делитель напряжения между вашим сигналом и входом осциллографа.

Большинство пробников имеют резистор 9 МОм для ослабления, который в сочетании со стандартным входным сопротивлением 1 МОм на осциллографе создает делитель напряжения 1/10.Эти зонды обычно называются 10X аттенуированными зондами . Многие пробники включают переключатель для выбора между 10X и 1X (без затухания).

Аттенуированные пробники отлично подходят для повышения точности на высоких частотах, но они также уменьшат амплитуду вашего сигнала. Если вы пытаетесь измерить сигнал очень низкого напряжения, вам, возможно, придется использовать пробник 1X. Вам также может потребоваться выбрать настройку на вашем осциллографе, чтобы сообщить ему, что вы используете ослабленный зонд, хотя многие осциллографы могут обнаруживать это автоматически.

Помимо пассивного аттенуированного пробника, существует множество других пробников. Активные пробники — это пробники с питанием (для них требуется отдельный источник питания), которые могут усилить ваш сигнал или даже предварительно обработать его, прежде чем он попадет в ваш осциллограф. Хотя большинство пробников предназначены для измерения напряжения, существуют пробники, предназначенные для измерения переменного или постоянного тока. Токовые пробники уникальны, потому что они часто зажимают провод, фактически не контактируя с цепью.

---

Использование осциллографа

Бесконечное разнообразие сигналов означает, что вы никогда не сможете использовать один и тот же осциллограф дважды. Но есть несколько шагов, на выполнение которых вы можете рассчитывать практически каждый раз, когда проверяете схему. На этой странице мы покажем пример сигнала и шаги, необходимые для его измерения.

Выбор и настройка датчика

Во-первых, вам нужно выбрать зонд. Для большинства сигналов простой пассивный пробник , входящий в комплект поставки осциллографа, будет работать идеально.

Затем, прежде чем подключать его к осциллографу, установите затухание на пробнике. 10X — наиболее распространенный коэффициент затухания — обычно является наиболее всесторонним выбором. Однако, если вы пытаетесь измерить сигнал очень низкого напряжения, вам может потребоваться использовать 1X.

Подсоедините зонд и включите осциллограф

Подключите пробник к первому каналу осциллографа и включите его. Наберитесь здесь терпения, некоторые осциллографы загружаются так же долго, как и старый компьютер.

При загрузке осциллографа вы должны увидеть деления, масштаб и зашумленную ровную линию формы волны.

На экране также должны отображаться ранее установленные значения времени и вольт на деление. Игнорируя пока эти шкалы, внесите эти настройки, чтобы поместить ваш прицел в стандартную настройку :

• Включите канал 1 и выключите канал 2.
• Установите канал 1 на Соединение по постоянному току .
• Установите источник запуска на канал 1 — без внешнего источника или срабатывания по альтернативному каналу.
• Установите тип запуска на нарастающий фронт, а для режима запуска установите автоматический (в отличие от одиночного).
• Убедитесь, что затухание зонда осциллографа на вашем прицеле соответствует настройке на вашем зонде (например, 1X, 10X).

Для получения помощи по настройке этих параметров обратитесь к руководству пользователя осциллографа (например, к руководству GA1102CAL).

Проверка датчика

Давайте подключим этот канал к значимому сигналу. Большинство осциллографов будут иметь встроенный частотный генератор , который излучает надежную волну заданной частоты — на GA1102CAL в правом нижнем углу передней панели имеется прямоугольный выходной сигнал частотой 1 кГц.Выход генератора частоты имеет два отдельных проводника — один для сигнала и один для заземления. Подключите заземляющий зажим пробника к земле, а наконечник пробника к выходу сигнала.

Как только вы подключите обе части зонда, вы должны увидеть, как сигнал начинает танцевать по вашему экрану. Попробуйте повозиться с помощью системных регуляторов горизонтального и вертикального , чтобы перемещать сигнал по экрану. Поворот регуляторов шкалы по часовой стрелке «увеличивает» осциллограмму, а против часовой стрелки — уменьшает.Вы также можете использовать ручку положения для дальнейшего определения вашего сигнала.

Если ваша волна все еще нестабильна, попробуйте повернуть ручку положения триггера . Убедитесь, что триггер не выше самого высокого пика сигнала . По умолчанию тип триггера должен быть установлен по фронту, что обычно является хорошим выбором для таких прямоугольных волн.

Попробуйте повозиться с этими ручками, чтобы отобразить на экране один период вашей волны.

Или попробуйте уменьшить масштаб временной шкалы, чтобы отобразить десятки квадратов.

Компенсация затухающего пробника

Если ваш датчик настроен на 10X, и у вас нет идеально прямоугольной формы волны, как показано выше, вам может потребоваться компенсировать ваш датчик . Большинство пробников имеют утопленную головку винта, которую можно повернуть, чтобы отрегулировать шунтирующую емкость пробника.

Попробуйте использовать небольшую отвертку, чтобы повернуть триммер, и посмотрите, что происходит с осциллограммой.

Отрегулируйте подстроечный колпачок на ручке зонда так, чтобы получился прямоугольный сигнал с прямым краем и .Компенсация необходима только в том случае, если ваш зонд ослаблен (например, 10X), и в этом случае это критично (особенно если вы не знаете, кто использовал ваш осциллограф последним!).

Наконечники для пробников, запуска и масштабирования

После того, как вы скомпенсировали зонд, пришло время измерить реальный сигнал! Иди найди источник сигнала (генератор частоты ?, Террор-Мин?) И возвращайся.

Первый ключ к зондированию сигнала — найти прочную и надежную точку заземления . Прикрепите зажим заземления к известному заземлению, иногда вам, возможно, придется использовать небольшой провод для промежуточного звена между зажимом заземления и точкой заземления вашей схемы.Затем подключите наконечник пробника к тестируемому сигналу. Наконечники пробников существуют в различных форм-факторах — подпружиненный зажим, острие, крючки и т. Д. — постарайтесь найти тот, который не требует от вас постоянного удерживания его на месте.

⚡ Внимание! Будьте осторожны при установке заземляющего зажима при проверке неизолированной цепи (например, без батарейного питания или при использовании изолированного источника питания). При проверке цепи, которая заземлена на сетевую землю, обязательно подключите заземляющий зажим к стороне цепи , подключенной к сетевой земле .Это почти всегда отрицательная сторона цепи / земля, но иногда может быть и другая точка. Если точка, к которой подключен заземляющий зажим, имеет разность потенциалов, вы создадите прямое короткое замыкание и можете повредить вашу схему, осциллограф и, возможно, вас самих! Для дополнительной безопасности при проверке цепей, подключенных к сети, подключайте его к источнику питания через изолирующий трансформатор.

Как только ваш сигнал появится на экране, вы можете начать с настройки горизонтального и вертикального масштабов, по крайней мере, так, чтобы приблизиться к вашему сигналу.Если вы исследуете прямоугольную волну 5 В на 1 кГц, вам, вероятно, понадобится значение вольт / дел где-то около 0,5-1 В и установите секунды / деление примерно на 100 мкс (14 делений покажут примерно полтора периода).

Если часть вашей волны поднимается или опускается на экране, вы можете отрегулировать вертикальное положение , чтобы переместить его вверх или вниз. Если ваш сигнал является чисто постоянным током, вы можете настроить уровень 0 В в нижней части дисплея.

После того, как вы настроите весы, возможно, потребуется запуск сигнала для вашей формы волны. Запуск по фронту — когда осциллограф пытается начать сканирование, когда видит повышение (или падение) напряжения выше заданного значения, — это самый простой в использовании тип. Используя триггер по фронту, попробуйте установить уровень триггера на точку на вашей форме сигнала, которая видит только нарастающий фронт один раз за период .

Теперь просто масштабируйте , позиционируйте, запускайте и повторяйте , пока не получите именно то, что вам нужно.

Отмерь дважды, отрежь один раз

При наличии сигнала с определенным диапазоном, запуском и масштабированием пора измерять переходные процессы, периоды и другие свойства формы сигнала.У некоторых осциллографов больше инструментов измерения, чем у других, но все они, по крайней мере, будут иметь деления, по которым вы сможете по крайней мере оценить амплитуду и частоту.

Многие осциллографы поддерживают различные инструменты автоматического измерения, они могут даже постоянно отображать самую важную информацию, например частоту. Чтобы получить максимальную отдачу от своей области действия, вы захотите изучить все функции измерения , которые он поддерживает. Большинство осциллографов автоматически рассчитают частоту, амплитуду, рабочий цикл, среднее напряжение и множество других волновых характеристик.

Используя инструменты измерения осциллографа, найдите V _PP , V _Max , частоту, период и рабочий цикл.

Третий измерительный инструмент, который предоставляют многие прицелы, — это курсоры . Курсоры — это подвижные маркеры на экране, которые можно размещать либо на оси времени, либо на оси напряжения. Курсоры обычно бывают парами, поэтому вы можете измерить разницу между ними.

Измерение звона прямоугольной волны курсорами.

После того, как вы измерили искомую величину, вы можете приступить к корректировке вашей схемы и еще раз измерить! Некоторые осциллографы также поддерживают сохранение , печать или сохранение осциллограммы, поэтому вы можете вспомнить ее и вспомнить те старые добрые времена, когда вы определяли этот сигнал.

Чтобы узнать больше о возможностях вашего прицела, обратитесь к его руководству пользователя!

---

Знакомство с осциллографом — что такое осциллограф и как им пользоваться?

Вы когда-нибудь видели это устройство, но не знаете, что это такое? Что ж, это

Осциллограф!

Осциллограф — важный инструмент в любом рабочем месте инженера-электрика. Независимо от того, новичок вы или профессиональный инженер, вам понадобится этот инструмент.

Если вам нужно что-то более продвинутое, которое может предоставить вам больше информации, чем ваш мультиметр, для поиска и устранения неисправностей в вашей цепи, осциллограф просто необходим!

Без лишних слов, давайте сразу перейдем к делу, чтобы узнать больше об осциллографе.

Сегодня мы будем освещать:

• Что такое осциллограф?
  • Основные функции осциллографа
  • Что можно измерить с помощью O-Scopes?
  • Когда следует использовать осциллограф?
• Типы осциллографов
  • Какой осциллограф мне выбрать?
• Как пользоваться осциллографом?

---

Что такое осциллограф?

Осциллограф — это тип электронного измерительного прибора, который может графически отображать изменения напряжения сигнала.Другие сигналы (например, звук или вибрация) можно преобразовать в напряжение и отобразить на экране осциллографа.

Инженеры

используют осциллографы для изучения процесса изменения различных электрических явлений в лабораторных условиях. Его можно использовать для захвата, обработки, отображения и анализа формы и ширины полосы электронных сигналов.

Они отображают электрический сигнал, изменяющийся во времени, и создают двухмерный график, на котором по оси X отложено время, а по оси Y — напряжение.

Основные функции осциллографа

• Отображает и вычисляет частоту и амплитуду колебательного сигнала на графике.
• Отображает напряжение и время определенного сигнала.
• Устраните любые возможные неисправности компонентов вашего проекта, посмотрев на ожидаемый результат работы конкретного компонента. (Посмотрите, не искажает ли сигнал неисправный компонент.
• Покажите, какая часть сигнала является постоянным током (DC) или переменным током (AC).

Если вы посмотрите на осциллограф, то увидите элементы управления вокруг экрана осциллографа. Их можно использовать для регулировки масштаба графика (по вертикали и горизонтали), что позволяет увеличивать и уменьшать масштаб сигнала.Также есть триггерные элементы управления для стабилизации и отображения повторяющейся формы сигнала

.

Что можно измерить с помощью O-Scopes?

В основном используется для измерения вольт, осциллограф может измерять множество других сигналов от:

• Ток
  • Для измерения тока вы можете либо измерить падение напряжения на шунтирующем резисторе, либо использовать токовый пробник.
• Звук
  • Для измерения звука используйте преобразователь, преобразующий аудиосигнал в напряжение.
• Частота и период
  • Частота = Количество повторов сигнала в секунду
  • Период = Количество секунд, которое занимает каждый повторяющийся сигнал.
• Рабочий цикл
  • Отношение продолжительности положительного сигнала к отрицательному за каждый период.
• Время нарастания и спада
  • Измерьте продолжительность, когда сигналы повышаются до верхней точки, и продолжительность, когда сигналы падают до нижней точки.
  • Полезно, если вы хотите узнать, насколько быстро цепь может реагировать на сигналы
• Характеристики напряжения
  • Измерьте величину (амплитуду) сигнала (размах амплитуды)
  • Максимум и Минимальные напряжения (вычислите самое высокое и самое низкое напряжение вашего сигнала)
  • Среднее и среднее напряжение
• Сопротивление
• Напряжение постоянного / переменного тока

Когда следует использовать осциллограф?

Вот несколько сценариев, в которых осциллограф будет полезен при поиске и устранении неисправностей и в исследовательских ситуациях:

• Попытка найти ЧАСТОТУ и АМПЛИТУДУ сигнала.(Важно, если вы пытаетесь отладить схему.) Используя O-scope, вы можете определить, неисправен ли определенный компонент в вашей схеме.
• Пытаюсь определить уровень шума в вашей цепи.
• Определение формы волны . (Квадрат, Пила, Шаг, Импульс, Синус)
• Количественное определение разности фаз между двумя разными сигналами.

---

Типы осциллографов

В основном есть 2 типа O-осциллографов: аналоговые и цифровые.Разница в том, что аналоговые O-осциллографы используют непрерывные переменные напряжения и электронный луч для прямого отображения входного напряжения на дисплей, в то время как цифровые O-осциллографы отбирают входной сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя и отображают это показание на дисплее. .

Аналоговые осциллографы часто старше, имеют меньшую полосу пропускания и меньше функций, поэтому мы не будем много о них говорить.

Цифровые прицелы

В категории цифровых прицелов они делятся на несколько категорий:

• Цифровой запоминающий осциллограф (DSO) : Имеет память для хранения форм сигналов и их отображения в течение определенного периода времени.
• Осциллографы с цифровым люминофором (DPO) : использует архитектуру параллельной обработки, позволяющую захватывать и отображать сигналы.
• Цифровые стробоскопические осциллографы : используются для анализа высокочастотных сигналов, например, до 50 ГГц.

Какой осциллограф выбрать?

Что ж, с таким количеством типов осциллографов, из которых можно выбирать с различными функциями и характеристиками, бывает сложно выбрать один для себя.

Ответ прост: выберите тот, который больше всего подходит для вашего проекта! Например, небольшие легкие портативные цифровые осциллографы идеально подходят для вас, если вам нужно что-то портативное и легкое в использовании.

MiniDSO DS213 Nano, 4 канала, 100 MSa / s.

Лично я предпочитаю DSO, подобные показанному выше, поскольку они предоставляют хранилище, в котором вы можете хранить, захватывать, отображать и распечатывать сигналы, когда захотите. Не говоря уже о том, что этот DSO, показанный выше, имеет размеры всего 99,5 мм x 58,5 мм, что делает его очень портативным и даже может поместиться в вашем кармане!

Хорошие новости и для вас, если вы хотите получить этот miniDSO, так как у нас 20% скидка на этот продукт! Просто введите код: TOOLS20 , чтобы воспользоваться скидкой.

Ищете другой тип осциллографа, например USB DSCope? У нас тоже есть! Оцените этот двухканальный портативный осциллограф DSCope U3P100 с дискретизацией 1 Гвыб / с / полосой пропускания 100 МГц USB3.0!

Осциллограф DSCope U3P100 — это сверхпортативный двухканальный цифровой осциллограф на базе USB с высокими характеристиками (полоса пропускания 100 МГц, частота дискретизации 1 Гвыб / с, 2 МБ в реальном времени и длина одной записи 256 МБ). С помощью простого в использовании кроссплатформенного программного обеспечения DSView ваши схемы могут быть отлажены и проанализированы с использованием желаемой операционной системы.Кроме того, благодаря его компактным размерам вы можете удобно наблюдать аналоговую волну и ее частотный спектр в любом месте в любое время. Это сверхпортативный осциллограф, который легко помещается в кармане и легко переносится. Кроме того, его внешний корпус изготовлен из алюминия с ЧПУ для защиты и имеет бесшумную конструкцию без вентилятора.

---

Как пользоваться осциллографом?

Наконец, после изучения функций, измерений и типов осциллографа, как вы на самом деле используете осциллограф?

Шаг 1. Включите осциллограф

• Во-первых, вам, конечно же, нужно будет сначала включить осциллограф.Для этого просто нажмите переключатель, который часто обозначается как «Power» или «Line».
• Если к осциллографу ничего не подключено, на дисплее должна появиться плоская линия. (это означает, что напряжение на входе не меняется со временем »
• На этом этапе не забудьте также подключить датчики к осциллографу.

Шаг 2: Подключитесь к колеблющемуся сигналу

• Для этого шага вам понадобится устойчивый сигнал постоянной частоты.
  • В большинстве осциллографов уже есть встроенный генератор частоты, который будет излучать надежную волну заданной частоты.(Установите импульсный или прямоугольный сигнал с амплитудой 2,5 В при 500 Гц)
  • Если у вас нет генератора сигналов, вы можете загрузить код в Arduino для генерации сигнала.

Шаг 3: Триггер

• Как только вы подключитесь к сигналу через датчики, вы должны начать видеть, как сигнал начинает танцевать на вашем экране.
• Перемещая системные ручки по горизонтали и вертикали, вы можете перемещать сигнал по экрану. (Если вы повернете ручки шкалы по часовой стрелке, это увеличит масштаб вашей формы волны, а если вы повернете ее против часовой стрелки, она уменьшится.)
• Теперь, если ваша волна на дисплее нестабильна, поверните шкалу уровня запуска. При этом вы увидите, как индикатор уровня запуска перемещается вверх и вниз по дисплею.
• Обратите внимание, что если значение триггера выше, чем самый высокий пик вашей формы волны, сигнал станет нестабильным.

Шаг 4: Начните измерения!

• Теперь вы готовы начать измерения с помощью O-scope! Для начала я расскажу вам, как измерять амплитуду.
• Прежде чем мы начнем, что такое амплитуда? Амплитуда волны — это разница между высотой пиков волны и уровнем равновесия волны.
• Для измерения амплитуды, например, расстояние между линией равновесия и пиком волны составляет 3,5 деления по вертикали, с вольт / деление при 1 В, 3,5 деления по вертикали = амплитуда волны 3,5 В.

---

Заключение

Это все на сегодня руководство по введению в осциллограф — что такое осциллограф и как им пользоваться.Надеюсь, вы нашли это руководство полезным!

Если у вас есть какие-либо вопросы по осциллографу, просто ответьте на них в разделе комментариев ниже!

Ищете осциллографы? У Seeed их масса! Посмотрите их здесь

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

Основные функции осциллографа

| Осциллографы (или осциллографы) Fluke

проверяют и отображают сигналы напряжения в виде осциллограмм, визуальных представлений изменения напряжения во времени.Сигналы нанесены на график, который показывает, как изменяется сигнал. Вертикальный (Y) доступ представляет собой измерение напряжения, а горизонтальная (X) ось представляет собой время.

Выборка

Выборка — это процесс преобразования части входного сигнала в несколько дискретных электрических величин с целью хранения, обработки и отображения. Величина каждой точки дискретизации равна амплитуде входного сигнала во время дискретизации сигнала.

Форма входного сигнала отображается на экране осциллографа в виде серии точек.Если точки расположены далеко друг от друга и их трудно интерпретировать как сигнал, их можно соединить с помощью процесса, называемого интерполяцией, который соединяет точки с линиями или векторами.

Выборка и интерполяция: выборка показана точками, а интерполяция показана черной линией.

Запуск

Элементы управления запуском позволяют стабилизировать и отображать повторяющуюся форму сигнала.

Запуск по фронту — наиболее распространенная форма запуска. В этом режиме элементы управления уровнем запуска и крутизной характеристики обеспечивают основное определение точки запуска.Контроль наклона определяет, находится ли точка запуска на переднем или заднем фронте сигнала, а регулятор уровня определяет, где на фронте возникает точка триггера.

При работе со сложными сигналами, такими как серия импульсов, может потребоваться запуск по ширине импульса. При использовании этого метода и установка уровня запуска, и следующий задний фронт сигнала должны происходить в течение определенного промежутка времени. Когда эти два условия соблюдены, осциллограф запускается.

Другим методом является запуск по одному импульсу, при котором осциллограф отображает кривую только тогда, когда входной сигнал соответствует установленным условиям запуска.Как только условия запуска выполнены, осциллограф регистрирует и обновляет отображение, а затем останавливает отображение, чтобы сохранить кривую.

Связанные ресурсы

Что такое осциллограф? Почему это важно?

Во-первых, краткое и приятное руководство по осциллографу.

Осциллограф — это устройство, которое позволяет вам видеть, как напряжение изменяется во времени, отображая форму электронных сигналов.

Почему это важно?

Электроника, такая как осветительные приборы, телевизоры, кондиционеры, нуждается в электроэнергии, передаваемой по цепям .

Цепь — это путь между двумя или более точками, по которому проходит ток .

Напряжение — это электрическая сила, которая вызывает ток между двумя точками.

Иногда напряжение работает некорректно, и вам нужно выяснить , где , чтобы исправить это.

Пытаться найти эту проблему без осциллографа — все равно что вести машину с завязанными глазами .

Теперь, что касается подробного руководства, мы рассмотрим следующие темы.

• Что такое осциллограф?
• Краткая история осциллографа
• Что такое аналоговый осциллограф?
• Что такое цифровой осциллограф?
• Что делают системы на осциллографе?
• Терминология осциллографа

Итак, приступим!

Что такое осциллограф?

Когда у вас есть цепи с постоянным напряжением, мультиметр — это инструмент, который можно использовать для измерения одного числа для напряжения.Это становится излишним, когда вы начинаете строить более сложные схемы. Вот тут-то и пригодится осциллограф.

Осциллограф позволяет увидеть, как напряжение изменяется во времени. Эти напряжения называются сигналами, которые используются для передачи информации, такой как аудиосигнал, воспроизводящий музыку на громкоговорителе.

Некоторые вещи, которые показывает экран дисплея осциллографа, — это измеренный сигнал напряжения в виде графика. Напряжение представлено на вертикальной оси, а время — на горизонтальной оси.

Этот дисплей позволит вам определить, правильно ли работает поведение ваших цепей. Это также позволит вам обнаружить любые проблемы в вашей цепи, такие как нежелательные сигналы, называемые шумом.

Есть два типа осциллографов; аналоговый и цифровой. Подробнее об этом позже, потому что сейчас мы кратко рассмотрим историю осциллографа.

Краткая история осциллографа

Осциллограф был изобретен французским физиком Андре Блонделем в 1893 году.Его устройство могло регистрировать значения электрических величин, таких как сила переменного тока. Чернильный маятник, прикрепленный к катушке, записывал информацию на движущейся бумажной ленте. Первые осциллографы имели очень небольшую полосу пропускания от 10 до 19 кГц.

Мы поговорим подробнее о пропускной способности позже, но давайте сначала подведем итоги урока истории.

Большие достижения произошли в 1897 году, когда немецкий физик Карл Фердинанд Браун изобрел электронно-лучевую трубку (ЭЛТ).Развитие осциллографов начало расти после Второй мировой войны.

В 1946 году два человека по имени Ховард Воллум и Мелвин Джек Мердок основали компанию Tektronix, которая сегодня является одним из мировых лидеров по производству осциллографов. В том же году они изобрели свой первый осциллограф, модель 511, с синхронизацией развертки и полосой пропускания 10 МГц. Развертка по триггеру позволяла стационарно отображать повторяющуюся форму сигнала.

Теперь поговорим о разнице между аналоговым и цифровым осциллографами.

Что такое аналоговый осциллограф? Tektronix 2245A Аналоговый осциллограф

В аналоговых осциллографах используются усилители с высоким коэффициентом усиления для отображения формы сигнала на зеленом экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Проще говоря, аналоговые осциллографы — это более старая версия осциллографов, которые были впервые разработаны в 1940-х годах.

Аналоговый осциллограф оснащен одним из нескольких вертикальных каналов, горизонтальным каналом, системой запуска, временной разверткой и модулем ЭЛТ.

Вертикальный канал включает в себя аттенюатор, предусилитель, аналоговую линию задержки и вертикальный усилитель, который усиливает сигнал до уровня, необходимого для модели ЭЛТ.

Горизонтальные каналы могут работать в двух режимах: внутреннем и внешнем. Системы триггеров имеют регулировки уровня, которые переключаются между повышающимися и понижающимися уровнями.

Что такое цифровой осциллограф?

В цифровом осциллографе используется современный ЖК-экран. Практически все новые осциллографы, выпускаемые сегодня, являются цифровыми.

В цифровом осциллографе перед отображением сигнала на экране используется дополнительный шаг. Дополнительный шаг преобразует сигнал в цифровой поток с помощью аналого-цифрового преобразователя, что устраняет необходимость в экранах типа ЭЛТ.

Это снижает сложность конструкции и оставляет место для большего количества функций.

Примером может служить добавление обработки сигналов и сложных математических операций, которые теперь являются стандартными функциями для большинства цифровых осциллографов.

Теперь поговорим о системах на осциллографе.

Что делают системы на осциллографе?

Базовый осциллограф имеет четыре различных системы: вертикальную, горизонтальную, триггерную и систему отображения. Каждая из этих систем позволяет измерять конкретные вещи

Элементы управления вертикальной системой можно использовать для позиционирования и масштабирования формы сигнала по вертикали. Его также можно использовать для настройки входной связи, ограничения полосы пропускания и увеличения полосы пропускания.

Горизонтальная система может использоваться для определения частоты дискретизации и длины записи, а также для позиционирования и масштабирования формы сигнала по горизонтали.

Система запуска позволяет стабилизировать повторяющиеся сигналы и, по сути, делать снимки этих сигналов. Существуют различные типы систем запуска, такие как запуск по фронту, запуск по порогу, которые реагируют на определенные условия входящего сигнала.

Для сбора данных, считываемых осциллографом, вам понадобится пробник.

Пробник состоит из двух основных частей: зажима заземления и наконечника пробника. Вы должны прикрепить зажим заземления к заземлению вашей цепи, а затем использовать наконечник пробника, чтобы выискивать и измерять напряжения в различных точках по всей цепи.

Джордж Леже, наш гуру технической поддержки на сайте CircuitSpecialists.com , рассказывает о том, как он использует третий пробник осциллографа при тестировании одного из своих проектов.

Это базовый обзор каждой системы, так как есть еще много вещей, о которых мы могли бы поговорить, но это руководство было бы еще длиннее, если бы мы сделали это!

Мы надеемся, что это руководство «Что такое осциллограф?» До сих пор было полезным. Изучение нового может быть трудным, но при этом очень полезным!

Читая это руководство, вы могли встретить некоторые термины из словаря, такие как полоса пропускания и частота дискретизации. Что это вообще значит?

Чтобы узнать что-то новое, необходимо выучить новый словарный запас, поэтому ниже приведен список терминов, которые помогут, так что следите за ним!

Терминология осциллографа

Ширина полосы определяет способность осциллографа измерять сигнал.По мере увеличения частоты сигнала способность осциллографа точно отображать сигнал уменьшается. Без адекватной полосы пропускания все остальные функции осциллографа ничего не значат.

Время нарастания описывает частотный диапазон осциллографа. Осциллограф с более коротким временем нарастания точно улавливает детали быстрых переходов.

Частота дискретизации указывается в отсчетах в секунду или S / s и указывает, как часто осциллограф делает снимок сигнала.Чем выше частота дискретизации, тем детальнее отображаемый сигнал.

Скорость захвата формы сигнала выражается в виде сигнала в секунду (осциллограмм / с), что указывает на то, как быстро осциллограф получает сигналы.

Circuitspecialists.com показывает, как нарисовать сигнал произвольной формы с помощью генератора функций от Siglent, SDG1050, в нем мы рисуем две формы сигнала, которые имеют форму индейки.

Глубина памяти, выраженная в Mpts, определяет объем данных, которые могут быть захвачены каждым каналом.Количество выборок, которые может хранить осциллограф, ограничено, поэтому длительность сигнала будет обратно пропорциональна частоте дискретизации осциллографа.

Хотя есть еще несколько терминов, это основные, о которых вам следует знать при покупке осциллографа. Вы можете ознакомиться с нашим руководством по лучшим осциллографам для любителей для получения дополнительной информации.

Заключение

Таким образом, осциллограф — это мощный инструмент, позволяющий увидеть, как напряжение изменяется во времени, путем отображения формы электронных сигналов.

Мы в компании Circuit Specialists надеемся, что это длинное (и краткое руководство) помогло ответить на ваши вопросы об осциллографах.

Для получения дополнительной информации об осциллографах и обзорах посетите блог специалиста по схемам!

Вопросы? Комментарии? Пожалуйста, разместите ниже!

Что такое осциллограф? — Определение с сайта WhatIs.com

Осциллограф — это лабораторный прибор, обычно используемый для отображения и анализа формы электронных сигналов.Фактически, устройство рисует график мгновенного напряжения сигнала как функции времени.

Типичный осциллограф может отображать сигналы переменного тока (AC) или пульсирующего постоянного тока (DC) с частотой примерно от 1 герц (Гц) или до нескольких мегагерц (МГц). Осциллографы высокого класса могут отображать сигналы с частотами до нескольких сотен гигагерц (ГГц). Дисплей разбит на так называемые горизонтальные (горизонтальные) и вертикальные (вертикальные) деления.Время отображается слева направо на горизонтальной шкале. Мгновенное напряжение отображается на вертикальной шкале, при этом положительные значения идут вверх, а отрицательные значения — вниз.

Самая старая форма осциллографа, которая до сих пор используется в некоторых лабораториях, известна как электронно-лучевой осциллограф . Он создает изображение, заставляя сфокусированный электронный луч перемещаться или перемещаться по поверхности электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Более современные осциллографы в электронном виде воспроизводят действие ЭЛТ, используя жидкокристаллический дисплей (жидкокристаллический дисплей), аналогичный тем, что есть на портативных компьютерах.В самых сложных осциллографах используются компьютеры для обработки и отображения сигналов. Эти компьютеры могут использовать любой тип дисплея, включая ЭЛТ, ЖК-дисплей и газовую плазму.

В любом осциллографе горизонтальная развертка измеряется в секундах на деление (с / дел), миллисекундах на деление (мс / дел), микросекундах на деление (с / дел) или наносекундах на деление (нс / дел). Вертикальное отклонение измеряется в вольтах на деление (В / дел), милливольтах на деление (мВ / дел) или микровольтах на деление (мкВ / дел).Практически все осциллографы имеют регулируемые настройки горизонтальной развертки и вертикального отклонения.

На рисунке показаны две распространенные формы сигналов, которые могут отображаться на экране осциллографа. Сигнал вверху представляет собой синусоидальную волну; сигнал внизу — это наклонная волна. Из этого дисплея видно, что оба сигнала имеют одинаковую или почти одинаковую частоту. Они также имеют примерно одинаковую размах амплитуды. Предположим, что скорость горизонтальной развертки в этом случае составляет 1 мкс / дел.Затем обе эти волны завершают полный цикл каждые 2 мкс, так что их частоты составляют примерно 0,5 МГц или 500 килогерц (кГц). Если вертикальное отклонение установлено, например, на 0,5 мВ / дел, то обе эти волны имеют размах амплитуды примерно 2 мВ.

В наши дни типичными осциллографами высокого класса являются цифровые устройства. Они подключаются к персональным компьютерам и используют свои дисплеи. Хотя в этих машинах больше не используются сканирующие электронные лучи для генерации изображений волновых форм, как в старых электронно-лучевых «прицелах», основной принцип остается тем же.Программное обеспечение контролирует скорость развертки, вертикальное отклонение и множество других функций, в том числе:

• Сохранение форм сигналов для дальнейшего использования и сравнения
• Отображение нескольких сигналов одновременно
• Спектральный анализ
• Переносимость
• Опция питания от аккумулятора
• Возможность использования со всеми популярными операционными платформами
• Увеличение и уменьшение
• Многоцветные дисплеи

Как пользоваться осциллографом »Электроника

Основы или инструкции по использованию осциллографа и использованию осциллографа для измерения и поиска неисправностей в электронных схемах.

---

Осциллограф Учебное пособие включает:
Осциллограф, основы Типы осциллографов Характеристики Как пользоваться осциллографом Запуск области видимости Пробники осциллографа Технические характеристики пробника осциллографа

Типы прицелов включают: Аналоговый прицел Объем аналогового хранилища Цифровой люминофор Цифровой прицел Объем USB / ПК Осциллограф смешанных сигналов MSO

---

Осциллограф — это особенно полезный элемент испытательного оборудования, который можно использовать для тестирования и поиска неисправностей различных электронных схем, от логических схем через аналоговые схемы до радиосхем.Необходимо знать, как правильно пользоваться осциллографом, чтобы использовать его наилучшим образом. Зная основы использования осциллографа, можно более эффективно и быстро находить неисправности в цепях, а также лучше понимать, как эти цепи работают.

Хотя осциллографы дороже некоторых других единиц испытательного оборудования, включая мультиметры, их часто можно найти в домах и мастерских энтузиастов электроники. Поэтому важно, чтобы люди знали, как пользоваться осциллографом.

Передняя панель осциллографа

Основные органы управления осциллографом

Ввиду гибкости и уровня контроля, необходимого для использования осциллографа, имеется большое количество элементов управления. Их необходимо правильно настроить, если необходимо получить требуемый вид сигнала.

К счастью, довольно легко привыкнуть к работе с осциллографом и использованию элементов управления для правильного просмотра формы сигнала.

Краткое описание основных органов управления осциллографа приведено ниже:

Тем не менее, ниже приводится краткий обзор некоторых элементов управления:

• Вертикальное усиление: Этот регулятор на осциллографе изменяет усиление усилителя, который регулирует размер сигнала по вертикальной оси.Обычно его калибруют по определенному числу вольт на сантиметр. Поэтому, устанавливая переключатель вертикального усиления так, чтобы было выбрано меньшее количество вольт на сантиметр, затем вертикальное усиление увеличивается, а амплитуда видимой формы волны на экране увеличивается.

  При использовании осциллографа вертикальное усиление обычно устанавливается так, чтобы форма волны заполняла вертикальную плоскость как можно лучше, т. Е. Как можно больше, не выходя за пределы видимой или калиброванной области.

• Вертикальное положение: Этот элемент управления на осциллографе определяет положение кривой при отсутствии сигнала. Обычно он устанавливается на удобную линию на сетке, чтобы можно было легко измерить измерения выше и ниже «нулевого» положения. Он также имеет эквивалентный элемент управления горизонтальным положением, который устанавливает горизонтальное положение. Опять же, его следует установить в удобное положение для выполнения любых временных измерений.
• Timebase: Элемент управления timebase устанавливает скорость сканирования экрана.Он калибруется с точки зрения определенного определенного времени для каждой калибровки сантиметра на экране. Исходя из этого, можно рассчитать период формы волны. Это, если полный цикл формы волны составляет 10 микросекунд для завершения, это означает, что его период составляет 10 микросекунд, а частота является обратной величине периода времени, то есть 1/10 микросекунд = 100 кГц.

  Обычно развертка настраивается таким образом, чтобы форма волны или конкретная точка на исследуемой форме сигнала была видна наилучшим образом.

• Триггер: Элемент управления триггером на осциллографе устанавливает точку, в которой начинается сканирование сигнала. На аналоговых осциллографах сканирование запускалось только при достижении осциллограммой определенного уровня напряжения. Это позволит сканировать сигнал в одно и то же время в каждом цикле, что позволит отображать устойчивый сигнал. Изменяя напряжение запуска, сканирование может начинаться с другой точки сигнала.Также можно выбрать, запускать ли осциллограф по положительной или отрицательной части сигнала. Это может быть обеспечено отдельным переключателем, отмеченным знаками + и -.
• Удержание триггера: Это еще один важный элемент управления, связанный с функцией триггера. Известная как функция «удержания», она добавляет задержку к срабатыванию триггера, чтобы предотвратить его срабатывание слишком рано после завершения предыдущего сканирования. Эта функция иногда требуется, потому что на осциллограмме есть несколько точек, по которым может запускаться осциллограф.Регулируя функцию задержки, можно добиться стабильного отображения.
• Искатель луча: Некоторые осциллографы обладают функцией искателя луча. Это может быть особенно полезно, поскольку иногда след может быть не виден. Нажатие кнопки поиска луча позволяет найти луч и отрегулировать его так, чтобы он находился в центре экрана.

Несмотря на то, что существует множество других элементов управления, они являются основными, которые нужно понимать при изучении работы с осциллографом.Тем не менее, очень полезно разбираться в других элементах управления осциллографа, но некоторые из них могут отличаться от одного типа к другому.

Первые шаги в использовании осциллографа

Использовать осциллограф довольно просто после того, как он был использован, и можно ознакомиться с использованием элементов управления. Первый этап наступает при включении осциллографа, и именно здесь знание нескольких шагов по использованию осциллографа может быть очень полезным.

1. Включите питание: Это может показаться очевидным, но это первый шаг.Обычно переключатель имеет маркировку «Power» или «Line». Когда питание включено, загорание индикатора питания или светового индикатора линии является нормальным явлением. Это показывает, что питание было подано.
2. Подождите, пока не появится дисплей осциллографа: Хотя многие осциллографы в наши дни имеют дисплеи на основе полупроводников, во многих старых по-прежнему используются электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), и им требуется некоторое время, чтобы нагреться до появления дисплея. Даже современным полупроводниковым устройствам часто требуется время, чтобы их электроника «загрузилась».Поэтому часто необходимо подождать около минуты, прежде чем можно будет использовать осциллограф.
3. Найдите кривую: Когда осциллограф будет готов, необходимо найти кривую. Часто это будет видно, но прежде чем будут видны другие формы волны, это первая стадия. Обычно спусковой крючок можно установить в центр, а стопор повернуть полностью против часовой стрелки. Также установите элементы управления положением по горизонтали и вертикали в центр, если их там еще нет.Обычно след становится видимым. В противном случае можно нажать кнопку «лучоискатель», и это определит местонахождение следа.
4. Установите регулировку усиления: Следующим этапом является установка регулировки усиления по горизонтали. Это должно быть установлено так, чтобы ожидаемая кривая почти заполняла вертикальный экран. Если ожидается, что форма сигнала будет составлять 8 вольт от пика до пика, а высота откалиброванного участка экрана составляет 10 сантиметров, установите усиление так, чтобы оно составляло 1 вольт / сантиметр. Таким образом, форма волны займет 8 сантиметров, почти заполнив экран.
5. Установка скорости развертки: Также необходимо установить скорость развертки на осциллографе. Фактическая настройка будет зависеть от того, что нужно увидеть. Обычно, если форма волны имеет период 10 мс, а экран имеет ширину 12 сантиметров, то выбирается скорость развертки 1 мс на сантиметр или деление.
6. Подайте сигнал: При приблизительно правильной настройке элементов управления можно подать сигнал, и должно появиться изображение.
7. Отрегулируйте триггер: На этом этапе необходимо отрегулировать уровень триггера и определить, срабатывает ли он по положительному или отрицательному фронту. Регулятор уровня запуска сможет контролировать, где на осциллограмме запускается временная развертка, и, следовательно, трассировка начинается на осциллограмме. Выбор того, срабатывает ли он по положительному или отрицательному фронту, также может иметь значение. Их следует отрегулировать, чтобы получить требуемое изображение.
8. Отрегулируйте элементы управления для получения наилучшего изображения: При наличии стабильной формы сигнала можно перенастроить элементы управления усилением по вертикали и временной разверткой для получения необходимого изображения.

Сводка

После того, как было сделано несколько измерений, становится намного проще знать, как пользоваться осциллографом. Поскольку осциллографы являются одним из основных элементов оборудования, всем, кто занимается электроникой, важно знать, как пользоваться осциллографом и как использовать его наилучшим образом.

Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра Измеритель LCR Дип-метр, ГДО Логический анализатор Измеритель мощности RF Генератор радиочастотных сигналов Логический зонд Тестирование и тестеры PAT Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI GPIB Граничное сканирование / JTAG
Вернуться в меню тестирования.. .

.