Осциллограф что измеряет. Осциллограф: устройство, принципы работы и типы измерений

Что такое осциллограф и как он работает. Какие виды измерений можно проводить с помощью осциллографа. Какие основные характеристики осциллографа важны при выборе прибора. Как правильно подключать пробники осциллографа для получения точных результатов измерений.

Принцип работы и устройство осциллографа

Осциллограф — это электронный измерительный прибор, предназначенный для визуального наблюдения и измерения параметров электрических сигналов. Основной принцип работы осциллографа заключается в преобразовании исследуемого электрического сигнала в видимое изображение на экране.

Основные компоненты осциллографа включают:

• Входные цепи и аттенюаторы для ослабления сигнала
• Усилитель вертикального отклонения
• Генератор развертки
• Электронно-лучевую трубку или LCD-дисплей
• Схемы синхронизации
• Источник питания

Как работает осциллограф? Исследуемый сигнал подается на вход прибора, проходит через входные цепи и усиливается. Затем сигнал подается на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. Одновременно генератор развертки формирует пилообразное напряжение, которое подается на горизонтально отклоняющие пластины. В результате на экране формируется двумерное изображение сигнала — по вертикали откладывается амплитуда, по горизонтали — время.

Основные виды измерений с помощью осциллографа

Осциллограф позволяет проводить следующие основные виды измерений:

• Измерение амплитуды сигнала
• Измерение временных параметров (период, частота, длительность импульсов)
• Определение формы сигнала
• Измерение фазового сдвига между сигналами
• Анализ переходных процессов

Какие параметры сигнала можно измерить с помощью осциллографа? Основные измеряемые характеристики включают:

• Размах напряжения (от пика до пика)
• Среднеквадратическое значение напряжения
• Период и частоту периодических сигналов
• Длительность фронтов импульсных сигналов
• Скважность импульсов
• Время нарастания и спада

Типы осциллографов и их особенности

Существует несколько основных типов осциллографов:

Аналоговые осциллографы

Используют электронно-лучевую трубку для отображения сигнала. Основные преимущества:

• Высокая скорость обновления экрана
• Низкая стоимость
• Простота использования

Цифровые запоминающие осциллографы

Преобразуют входной сигнал в цифровую форму и сохраняют его в памяти. Преимущества:

• Возможность сохранения и обработки сигналов
• Высокая точность измерений
• Расширенные функции анализа

Цифровые люминофорные осциллографы

Сочетают преимущества аналоговых и цифровых осциллографов:

• Высокая скорость обновления как у аналоговых
• Возможности цифровой обработки
• Яркое отображение редких событий

Ключевые характеристики осциллографов

При выборе осциллографа важно учитывать следующие основные характеристики:

Полоса пропускания

Определяет максимальную частоту сигнала, которую может точно измерить осциллограф. Как выбрать нужную полосу пропускания? Она должна быть как минимум в 5 раз выше максимальной частоты исследуемого сигнала.

Частота дискретизации

Показывает, сколько выборок в секунду делает АЦП осциллографа. Для точного восстановления сигнала частота дискретизации должна быть как минимум в 2,5 раза выше максимальной частоты сигнала.

Глубина памяти

Определяет, сколько точек сигнала может сохранить осциллограф. Большая глубина памяти позволяет захватывать длительные сигналы с высоким разрешением.

Количество каналов

Позволяет одновременно наблюдать несколько сигналов. Большинство осциллографов имеют 2 или 4 канала.

Правильное подключение пробников осциллографа

Для получения точных результатов измерений важно правильно подключать пробники осциллографа:

• Используйте пробники с соответствующей полосой пропускания
• Подключайте сигнальный и опорный проводники как можно ближе к точке измерения
• Применяйте компенсацию пробников на низких частотах
• Используйте специальные насадки для измерения высокочастотных сигналов
• Следите за согласованием импедансов пробника и входа осциллографа

Какие ошибки при подключении пробников наиболее распространены? Основные проблемы включают:

• Использование слишком длинных проводников заземления
• Неправильная компенсация пробников
• Чрезмерная емкостная нагрузка на исследуемую цепь
• Неправильный выбор коэффициента ослабления пробника

Современные тенденции в развитии осциллографов

Основные направления развития осциллографов включают:

• Увеличение полосы пропускания (до сотен ГГц)
• Повышение частоты дискретизации
• Расширение функций цифровой обработки сигналов
• Интеграция с компьютерными системами
• Улучшение пользовательского интерфейса

Какие новые возможности появляются у современных осциллографов? Среди них:

• Автоматические измерения и анализ сигналов
• Расширенные функции запуска
• Возможности удаленного управления через сеть
• Интеграция с другими измерительными приборами
• Поддержка беспроводных интерфейсов

Применение осциллографов в различных областях

Осциллографы широко используются в следующих сферах:

• Разработка и отладка электронных устройств
• Тестирование и контроль качества продукции
• Научные исследования
• Образование
• Медицинская диагностика
• Автомобильная электроника

Какие задачи решают с помощью осциллографов в этих областях? Основные применения включают:

• Анализ целостности сигналов в высокоскоростных цифровых системах
• Измерение параметров источников питания
• Отладка встраиваемых систем
• Анализ радиочастотных и СВЧ сигналов
• Исследование биомедицинских сигналов

Основы радиолокации — Измерения с помощью анализатора спектра

Измерения с помощью анализатора спектра

Рисунок 1: Трехмерное представление направлений просмотра для временной области и частотной области,
слева: двумерное представление с помощью осциллографа;
право: представление в виде частотного спектра.

Рисунок 1: Трехмерное представление направлений просмотра для временной области и частотной области,
слева: двумерное представление с помощью осциллографа;
право: представление в виде частотного спектра.

Измерения с помощью анализатора спектра

Анализатор спектра — это измерительный прибор, который построен очень похожим на осциллограф. Оба измерительных прибора используются для отображения и измерения специальных сложных форм сигнала. Оба прибора отображают амплитуду измеряемого сигнала в ординате. Различия существуют на дисплее на абсциссе.

На осциллографе это ось времени, на анализаторе спектра это ось частоты. Поэтому осциллограф измеряет во временной области (часто называемой на английском языке: time-domain), анализатор спектра в частотной области (frequency-domain).

Если необходимо отобразить идеальное синусоидальное напряжение, осциллограф отображает эту синусоидальную волну по всей ширине экрана. В анализаторе спектра для этой синусоиды отображается узкая вертикальная линия. Даже малейшие изменения идеальной синусоидальной формы, например, из-за низкочастотной модуляции, не будут видны на осциллографе. На анализаторе спектра, однако, будет отображено несколько вертикальных линий длиной, зависящей от амплитуды соответствующего компонента сигнала.

На рисунке 1 показана смесь трех синусоидальных частот. Примерно такая смесь сигналов могла бы быть получена, если бы радар FMCW должен был обнаружить три цели на разных расстояниях. На осциллографе эти три частоты могли бы быть видны, если бы у них не было слишком большой разницы в частотах.

Но измерение частоты, т.е. измерение расстояния, невозможно с помощью осциллографа. Только на анализаторе спектра можно измерить все три частоты. С помощью радара FMCW анализатор спектра можно использовать непосредственно в качестве прибора для измерения расстояния.

Рисунок 2: Отображение передаваемого сигнала импульсного радара на спектральном анализаторе

Рисунок 2: Отображение передаваемого сигнала импульсного радара на спектральном анализаторе

Измерение спектра

С импульсным радаром временные последовательности лучше всего отображаются на осциллографе. Здесь, например, перед анализатором спектра стоит задача оценки качества зондирующего сигнала, генерируемого передатчиком. На рисунке 2 показан спектр магнетронного передатчика. В магнетронном передатчике, например, мощность передачи можно регулировать путем увеличения тока магнетрона. Тем не менее, большее количество выработанной энергии не означает одновременно лучшие диапазоны.

Измерение мощности всегда широкополосное. Это означает, что измеряются также те части мощности, которые находятся вне полосы пропускания других радарных модулей (например, антенна, диплексор). Теперь анализатор спектра можно использовать для оценки того, находится ли дополнительная мощность за счет увеличения магнетронного тока в диапазоне требуемых частот. Если нет, то нет смысла увеличивать ток еще больше, потому что единственным эффектом будет сокращение срока службы магнетрона.

Анализатор спектра также может быть использован для выявления временных корреляций частоты повторения импульсов, так как схема частотных линий и их разрывов также имеет смысл. Однако: осциллограф может сделать это гораздо четче.

Рисунок 3: Анализатор спектра
(любезно предоставлено Rohde & Schwarz)

Рисунок 3: Анализатор спектра R&S^®FPC 1500
(любезно предоставлено Rohde & Schwarz)

Технические решения

Аналоговые измерительные приборы используют электрически настраиваемый полосовой фильтр для разделения частот во времени и отображения их амплитуд, как у осциллографа. На практике это даже фиксированная частота в полосовом фильтре, и измеряемый сигнал смешивается с частотой смешивания, которая изменяется линейно с течением времени (так называемая частота развертки), как в супергетеродинном приемнике. Высококачественные цифровые анализаторы спектра также используют этот принцип для обеспечения точности и разрешения. Например, устройство, показанное на рисунке 3, может отображать частоты до 3 ГГц с разрешением только один герц.

При использовании более дешевых цифровых анализаторов спектра аппаратура иногда лишь незначительно отличается от осциллографа. Разница, по сути, только в программном обеспечении: сигналы временной области преобразуются в частотную область с помощью преобразования Фурье. Это означает, что современные осциллографы также могут работать как анализаторы спектра с помощью другого или дополнительного программного обеспечения. Однако их результаты (разрешение) в этом случае несколько менее точны, так как необходимая для этого полоса пропускания часто не достигается простыми осциллографами. Кроме того, быстрое преобразование Фурье также требует времени и становится менее точным для сигналов, которые со временем быстро меняются.

7 типичных ошибок при использовании осциллографических пробников

17 июня 2019

подписаться подписаться

Введение

Для повышения качества измерений очень важно понимать, на что следует обращать внимание при использовании осциллографических пробников.

Если бы мы жили в идеальном мире, все пробники представляли бы собой не влияющие на сигнал проводники, подключаемые к схеме и имеющие бесконечное входное сопротивление с нулевой емкостью и нулевой индуктивностью. Они в точности воспроизводили бы измеряемый сигнал. Однако на практике все пробники создают нагрузку на измеряемую цепь. Резистивные, емкостные и индуктивные компоненты пробника могут изменять оклик испытуемой цепи.

Цепи бывают разные, и наборы их электрических характеристик различаются. Поэтому при любых испытаниях устройств с помощью пробников требуется учитывать параметры самих пробников и выбирать тот, который окажет минимальное влияние на результаты измерения. Сюда входят все компоненты — от входного разъема осциллографа и кабеля до точки подключения пробника к испытуемому устройству, включая все принадлежности, дополнительные кабели и паяные соединения для обеспечения контакта с точкой измерения.

В этой публикации мы предлагаем ознакомиться с типичными ошибками при проведении испытаний и практическими рекомендациями, позволяющими повысить точность результатов измерений.

Электрические характеристики пробника влияют как на результаты измерений, так и на работу разрабатываемой схемы. Чтобы получить достоверные результаты измерений, необходимо свести это влияние к допустимому минимуму.

Ошибка 1. Невыполнение калибровки пробника

Перед отправкой пробников заказчикам выполняется их общая калибровка, однако такие пробники не откалиброваны для использования в качестве входных устройств конкретного осциллографа. Если не откалибровать их для работы на входе конкретного осциллографа, результаты измерений будут неточными.

Активные пробники

Если не откалибровать активные пробники для конкретного осциллографа, то возникнут расхождения в результатах измерения напряжения по вертикали и временных параметров нарастающих фронтов (а также, возможно, определенные искажения). Большинство осциллографов оснащается выходом опорного сигнала или вспомогательными выходами, для которых прилагаются инструкции по их использованию при калибровке пробников.

На рис. 1 представлен сигнал с частотой 50 МГц, подаваемый на первый входной канал (желтая осциллограмма) осциллографа через кабель SMA и переход. Зеленая осциллограмма — это тот же сигнал, подаваемый через активный пробник на второй входной канал. Заметьте, что пиковое значение сигнала на первом входном канале составляет 1,04 В_{пик-пик}, тогда как это же значение для сигнала на втором канале — 965 мВ. Кроме того, сдвиг по фазе между первым и вторым каналами составляет такую значительную величину, как 3 мс. Соответственно, значения времени нарастания совершенно не совпадают.

Рис. 1. Сигнал на выходе генератора и сигнал, полученный с помощью пробника

После калибровки этого пробника результаты значительно улучшатся. На рис. 2 представлены результаты после правильной калибровки по амплитуде и времени. Теперь отображается правильное значение амплитуды — 972 мВ_{пик-пик}, а сдвиг по фазе скорректирован таким образом, что значения времени нарастания совпадают.

Рис. 2. Результаты после калибровки по амплитуде и времени

Чтобы получить наиболее точное представление об исследуемом сигнале, откалибруйте измерительные пробники для работы совместно с осциллографом.

Пассивные пробники

Можно отрегулировать подстроечный конденсатор пробника для компенсации в точном соответствии с входными параметрами используемого осциллографа. Большинство осциллографов оснащается выходом прямоугольного сигнала для калибровки и использования в качестве опорного сигнала. Подключите пассивный пробник к этому выходу и убедитесь, что сигнал имеет прямоугольную форму. При необходимости отрегулируйте подстроечный конденсатор пробника, чтобы устранить любые отрицательные и положительные выбросы перед фронтом сигнала.

Совет. У осциллографа может иметься функция регулировки компенсации пробника. В противном случае это можно выполнить вручную.

Ошибка 2. Увеличение нагрузки пробника

При подключении пробника к осциллографу и испытуемому устройству пробник становится неотъемлемой частью цепи. Создаваемая пробником резистивная, емкостная и индуктивная нагрузка влияет на сигнал, отображаемый на экране вашего измерительного прибора. В результате такой нагрузки могут измениться рабочие характеристики испытуемой цепи. Понимание вопросов влияния этой нагрузки поможет избежать ошибок, связанных с неправильным выбором пробников для определенных цепей и систем. У пробников имеется резистивная, емкостная и индуктивная составляющие нагрузки, как показано на рис. 3.

Рис 3. Стандартная электрическая схема пробника

Для подключения к труднодоступной точке могут потребоваться дополнительные длинные провода и кабели. Однако добавление принадлежностей или наконечников пробников может сузить полосу пропускания, повысить нагрузку и вызвать нелинейность амплитудно-частотной характеристики.

Как правило, увеличение длины входных кабелей и проводов до наконечника пробника приводит к пропорциональному сужению полосы пропускания. Это может не оказывать заметного влияния на результаты измерений при узкой полосе пропускания, однако при выборе наконечников пробников и принадлежностей для измерений с широкой полосой пропускания, особенно на частотах выше 1 ГГц, следует быть внимательным. При сужении полосы пропускания пробника теряется возможность измерения параметров сигналов с малым временем нарастания. На рис. 4 показано, как с увеличением длины принадлежностей ухудшаются показатели времени нарастания сигнала, отображаемого на экране осциллографа. Для достижения максимальной точности результатов измерений предпочтительно использовать кабели минимальной длины.

Рис. 4. Влияние соединительных проводников пробника различной длины

Используйте кабели минимально возможной длины для сохранения полосы пропускания и точности результатов измерений.

Также обязательно следует использовать провода заземления минимальной длины, поскольку с увеличением их протяженности возрастает добавляемая ими индуктивность. Использование проводов заземления минимальной длины и выбор точки их подключения максимально близко к точке заземления системы позволит обеспечить точность и повторяемость результатов измерений.

Совет. Если вам абсолютно необходимо использовать дополнительный проводник от наконечника пробника для подключения к труднодоступным точкам, подключите к наконечнику дополнительный резистор для демпфирования резонансных явлений, вызванных данным проводником. Хотя это и не поможет избежать сужения полосы пропускания, вызванного дополнительными длинными соединительными кабелями, амплитудночастотная характеристика будет более плоской. Для определения нужного номинала резистора проанализируйте с помощью осциллографа заранее известный сигнал прямоугольной формы, например опорный сигнал на выходе устройства. При правильном выборе номинала резистора будет отображаться неискаженный прямоугольный сигнал (за исключением возможного сужения полосы пропускания). При наличии в сигнале переходного процесса в виде затухающих колебаний увеличьте номинал резистора. Для несимметричных пробников требуется только один резистор на наконечнике пробника. Для дифференциальных пробников требуется два резистора — по одному на каждый провод.

Используйте резистор для демпфирования импульсных искажений, вызванных протяженными кабелями пробника.

Рис. 5. Добавление резистора к наконечнику пробника может сократить резонансные явления, вызванные длинными кабелями, переходные процессы в виде затухающих колебаний и выбросы на фронте импульса. Однако это не может предотвратить сужение полосы пропускания из-за дополнительной длины кабелей.

Ошибка 3. Неполное использование возможностей дифференциальных пробников

Многие считают, что дифференциальные пробники предназначены исключительно для анализа дифференциальных сигналов. На самом деле дифференциальные пробники также позволяют анализировать несимметричные сигналы. Это позволяет ускорить проведение испытаний, сократить затраты и повысить точность результатов измерений. Максимально используйте преимущества дифференциального пробника и добейтесь наивысшей достоверности результатов измерений.

Дифференциальные пробники позволяют выполнять те же измерения, что и несимметричные пробники. Однако подавление синфазных сигналов на обоих входах дифференциального пробника способствует значительному снижению уровня шума при измерениях. Это дает более точное представление сигналов испытуемого устройства (ИУ) и не введет вас в заблуждение случайным шумом, добавляемым аксессуаром.

На рис. 6 (на следующей странице) представлен сигнал, полученный с помощью несимметричного пробника (синяя осциллограмма), а на рис. 7 — сигнал, полученный с помощью дифференциального пробника. На синей осциллограмме, полученной с помощью несимметричного пробника, заметен гораздо более высокий уровень шумов по сравнению с красной осциллограммой, соответствующей результату анализа сигнала с помощью дифференциального пробника. Это вызвано слабым подавлением синфазных помех при использовании несимметричного пробника.

Дифференциальные пробники позволяют выполнять те же измерения, что и несимметричные пробники, но с гораздо меньшим уровнем шума благодаря подавлению синфазных помех.

Рис. 6. Измерение с помощью несимметричного пробника

Рис. 7. Измерение с помощью дифференциального пробника

Ошибка 4. Неправильный выбор токового пробника

При измерениях больших и малых токов требуется проанализировать различные особенности сигнала. Для этого необходимо определить, какой именно токовый пробник требуется для конкретного случая, и учитывать возможные последствия выбора неправильного пробника.

Сильноточные измерения

Для сильноточных измерений (от 10 до 3000 А) использовать токовый пробник, обхватывающий проводник, следует только в тех случаях, когда испытуемое устройство имеет достаточно малые размеры для оригинального зажима пробника. Инженерам, применяющим пробники такого типа, приходится проявлять изобретательность и использовать дополнительные кабели к пробнику, чтобы измерить параметры сигналов устройств, не умещающихся в наконечнике. Однако это может привести к изменениям результатов измерений параметров ИУ. Гораздо предпочтительнее будет выбрать подходящие инструменты для работы.

Рис. 8. Наконечник пробника типа пояса Роговского, установленный на компонент устройства

Наилучшее решение — использование пробника для сильноточных измерений с гибкой петлей головки. Эту гибкую петлю можно изогнуть вокруг любого устройства. Такой тип пробников называется поясом Роговского. Он позволяет анализировать устройства без добавления компонентов с не известными заранее характеристиками, поддерживая высокий уровень целостности сигналов при измерениях. Кроме того, он позволяет измерять большие токи в диапазоне от единиц миллиампер до сотен тысяч ампер. Но необходимо убедиться в том, что измеряется только переменный ток, постоянные составляющие которого отсечены. Такие пробники также обладают более низкой чувствительностью по сравнению с некоторыми другими токовыми пробниками. Обычно это не представляет проблему при сильноточных измерениях. При слаботочных измерениях более важными аспектами становятся чувствительность и анализ постоянных составляющих. Учтите, что способы, используемые при измерениях одного типа, могут не действовать при измерениях другого типа.

Используйте высокоточные пробники, подходящие для измерений параметров ИУ.

Слаботочные измерения

При измерениях тока в устройствах с питанием от батареи динамический диапазон может значительно различаться. Когда устройство с питанием от батарей работает в режиме ожидания или выполнения фоновых задач, пиковые значения тока могут быть незначительными. Если устройство переключается в более активный режим работы, пиковые значения тока могут значительно возрастать. При использовании вертикальной шкалы осциллографа с большим шагом можно измерять сигналы большой амплитуды. Однако при этом на фоне шумов будут утеряны сигналы с небольшим уровнем тока. С другой стороны, при использовании мелкой вертикальной шкалы сильные сигналы будут ограничиваться, и результаты измерения будут искажены и недостоверны.

Выберите токовый пробник, который не только способен измерять сигналы в диапазоне от единиц микроампер до нескольких ампер, но и с несколькими усилителями с регулируемым коэффициентом усиления для анализа как мощных, так и слабых отклонений тока. Два встроенных в пробник усилителя с регулируемым коэффициентом усиления позволяют увеличивать масштаб для анализа малых отклонений тока и уменьшать его для анализа мощных выбросов тока (см. рис. 9).

Рис. 9. Токовые пробники с двумя усилителями с настраиваемым коэффициентом усиления позволяют одновременно анализировать как большие, так и малые токи. В этом примере представлены высокочувствительные токовые пробники Keysight N2820A/21A.

Используйте слаботочный токовый пробник с достаточной чувствительностью и динамическим диапазоном для всестороннего детального анализа сигнала.

Ошибка 5. Ошибки со смещением по постоянному току при измерениях пульсаций и уровня шума

Пульсации и помехи источников питания постоянного тока состоят из слабых составляющих переменного тока на фоне относительно мощного сигнала постоянного тока. При высоком уровне смещения по постоянному току может потребоваться использование настройки масштаба осциллографа с большим шагом по напряжению, чтобы анализируемый сигнал уместился в видимой области экрана. При этом уменьшается чувствительность измерений и возрастают шумы относительно амплитуды переменных составляющих сигнала. Это означает, что вы не сможете получить точное представление обо всех переменных составляющих сигнала.

Если для решения этой проблемы воспользоваться конденсатором, блокирующим постоянную составляющую сигнала, то неминуемо окажутся отсеченными определенные низкочастотные составляющие, что воспрепятствует анализу реального сигнала устройства со всеми его составляющими.

Для центрирования изображения сигнала на экране прибора без применения конденсатора, блокирующего постоянную составляющую сигнала, воспользуйтесь пробником шин питания с достаточным запасом по смещению для постоянной составляющей. Это позволит уместить на экране всю осциллограмму сигнала при сохранении небольших вертикальных настроек и увеличенного масштаба. Такие настройки позволяют детально анализировать переходные процессы, пульсации и помехи.

Использование пробника шин питания с большим запасом по смещению для постоянной составляющей позволяет детально анализировать переходные процессы, пульсации и помехи без отсечения постоянной составляющей сигналов.

Ошибка 6. Неизвестные ограничения по полосе пропускания

Выбор пробника с соответствующей полосой пропускания критически важен для выполнения измерений. При неправильно подобранной полосе пропускания возникают искажения сигнала, затрудняющие проведение испытаний и отладку устройств.

Согласно широко принятой формуле для определения полосы пропускания, произведение ее значения и значения времени нарастания фронта от уровня 10 % до уровня 90 % должно составлять 0,35.

Полоса пропускания x Время нарастания_фронта = 0,35

Важно заметить, что также необходимо учитывать полосу пропускания всей используемой системы. Для определения общей полосы пропускания всей системы следует принимать во внимание как полосу пропускания пробника, так и полосу пропускания осциллографа. Ниже представлена формула для расчета полосы пропускания системы.

Допустим, полоса пропускания и осциллографа, и пробника составляет 500 МГц. Значение полосы пропускания системы, полученное с помощью приведенной выше формулы, составит лишь 353 МГц. Можно заметить, что полоса пропускания системы значительно уже по сравнению с двумя отдельными значениями полосы пропускания пробника и осциллографа.

Теперь представим, что полоса пропускания пробника составляет всего 300 МГц, а осциллографа — по-прежнему 500 МГц. В этом случае, согласно приведенной выше формуле, полоса пропускания системы будет еще более узкой и составит 257 МГц.

Пробник и осциллограф образуют единую систему и совместно оказывают более заметное совместное влияние на полосу пропускания, чем по отдельности.

Ошибка 7. Влияние скрытых шумов

Шумы испытуемого устройства могут усиливаться собственными шумами пробника и осциллографа. При выборе соответствующего пробника с правильным коэффициентом ослабления для конкретного применения можно снизить шумы, добавляемые пробником и осциллографом. В результате представление сигнала от испытуемого устройства будет более четким.

Простой способ оценить шумы пробника — проверить значения коэффициента ослабления и уровня шумов пробника, указанные в его техническом описании или руководстве по эксплуатации.

Многие производители пробников при указании значения их шумов используют показатель эквивалентного входного шума (equivalent input noise, EIN), который измеряется в единицах среднеквадратического напряжения. Более высокие значения коэффициента ослабления позволяют измерять сигналы большей амплитуды, однако при этом цифровой осциллограф усиливает слабые сигналы вместе с шумами. Для иллюстрации этого эффекта на рис. 10 представлен завышенный уровень шумов при использовании пробника с коэффициентом ослабления 10:1 (зеленая осциллограмма).

Рис 10. Синусоидальный сигнал с уровнем 50 мВ_{пик-пик}, измеренный с помощью пробников с коэффициентом ослабления 1:1 и 10:1

Заключение

Все электрические цепи и условия измерений отличаются друг от друга. Один пробник для осциллографа в определенных условиях может работать, а другой — нет. При определенных обстоятельствах могут потребоваться дополнительные принадлежности. В других случаях необходимо обеспечить непосредственное соединение минимальной длины с испытуемым устройством. Некоторые подходы оказывают меньшее влияние на результаты испытаний, чем другие. Важно понимать, какие именно средства и методы позволят обеспечить максимально точные результаты в каждом конкретном случае.

Надеемся, что описание приведенных выше типичных ошибок, совершаемых инженерами при работе с пробниками, поможет выбрать оптимальные средства измерений для решения ваших задач.

ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА

• Главная
• ФНОРД

Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.

Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.

Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?

Силиконовые бамперы — большие (10×16,5 мм, 4 шт.

)

В наличии COM-10594

2

Избранное Любимый 2

Список желаний

Кабель Qwiic — 100 мм

В наличии ПРТ-14427

Избранное Любимый 32

Список желаний

MIKROE Mic Click

Остался только 1! COM-18870

Избранное Любимый 0

Список желаний

МИКРОЭ MCP1664 Нажмите

Нет в наличии DEV-20269

25,95 $

Избранное Любимый 0

Список желаний

Учитесь дома: 15 лучших концепций и практических руководств SparkFun

7 апреля 2020 г.

Давайте взглянем на некоторые из наших любимых руководств, которые помогут вам учиться дома!

Избранное Любимый 0

Двойное твердотельное реле, говорите?

25 сентября 2020 г.

Новое двойное твердотельное реле 25A/250V с поддержкой Qwiic, а также множество новых газовых датчиков.

Избранное Любимый 0

Контакт бумажной цепи

11 апреля 2016 г.

Этот проект быстрой поделки покажет вам, как создать схему, используя медную ленту вместо провода, чтобы зажечь светодиод, и сделать носимый предмет электронного искусства.

Избранное Любимый 10

• Электроника SparkFun®
• 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
• Настольный сайт

• Ваш счет
• Авторизоваться
• регистр

Что измеряет осциллограф? – Compocket

Вкратце осциллограф можно описать, упростив его следующим образом; Измерительный прибор, позволяющий увидеть изменение электрического напряжения в зависимости от времени, называется осциллографом.
Общеизвестно, что для проведения таких измерений в нормальных условиях используется вольтметр. Но есть и некоторые отличительные особенности между этими двумя устройствами. Вольтметр может показывать пользователю величину и направление напряжения в цепи только в числовом виде. Осциллограф — это устройство, которое облегчает понимание, представляя изменение напряжения
в зависимости от времени с помощью удобного для пользователя подхода на двухосном графике более четко.

Как работает осциллограф?

Мы можем определить функцию осциллографа как способность отображать электрические сигналы на своего рода экране. Мы можем описать принцип работы осциллографа в его простейшей форме следующим образом: после того, как электронные лучи попали в электронно-лучевую трубку, они начинают падать на экран, покрытый специальным химическим веществом (фосфором), и люминофоры подсвечиваются с каждым биением, обеспечивая изображение на экране. Эти электронные лучи за очень короткое время распространяются на экран осциллографа и превращают измеряемые нами электрические значения в графики, которые мы можем видеть. Важным моментом, который следует учитывать в ходе этого исследования, является то, что измеренные электрические сигналы показывают время на Ось X (горизонтальная ось) и амплитуда по оси Y (вертикальная ось) . Таким образом, форму электронного сигнала можно увидеть на осциллографе так, как она была предсказана.

 

Как подключить осциллограф к цепи

Поскольку осциллограф является устройством для измерения напряжения в цепи, он подключается параллельно цепи, как вольтметр. Для выполнения этого соединения доступны различные типы осциллографических пробников. Щупы осциллографа будет подключен к устройству с помощью винтовых разъемов под названием

BNC, чтобы обеспечить работу осциллографа.

Типы осциллографов

Наиболее часто используются 4 типа осциллографов. Это:

•  Цифровой осциллограф
•  Аналоговый осциллограф
•  USB-осциллограф
•  Портативный (портативный) осциллограф

Давайте познакомимся с этими 4 типами соответственно.

Цифровой осциллограф

Может быть показан как наиболее распространенный тип осциллографа. Они работают благодаря быстрому аналого-цифровому преобразователю (АЦП) с высоким разрешением и кнопке, а также микроконтроллеру, который может управлять функциями дисплея. Благодаря поддержке, создаваемой этими микроконтроллерами, сигналы со входа поступают быстро и имеют высокое разрешение. Таким образом, сигнал, отслеживаемый цифровыми осциллографами, может быть остановлен в любой момент, запущен на нужном уровне и записан. Эти удобства являются наиболее важными факторами при выборе цифровых осциллографов.

Аналоговый осциллограф

Устройства этого типа составляют старейший известный класс осциллографов. Логика работы такая же, как и у телевизора с аквалангом. Аналоговые осциллографы работают по тому принципу, что электронный пучок в электронно-лучевой трубке отклоняется на экране под действием входного сигнала, подаваемого на катушки вертикального и горизонтального дефлектора.

USB-осциллограф

Этот тип осциллографа имеет тот же принцип работы, что и цифровые осциллографы. Отличие в том, что у этих приборов нет экрана, как у цифровых осциллографов. Для просмотра сигнала, полученного этими устройствами, требуется компьютер и соответствующее программное обеспечение. 9Осциллографы типа 0078 USB предлагают гораздо более доступную цену, чем другие типы.

Портативный осциллограф

Преимущество этих устройств в том, что их легко носить с собой, поскольку они меньше и легче других типов. Недостатком является то, что он имеет ограниченные возможности. Результаты портативных портативных осциллографов , включают как аккумуляторные, так и заряженные модели; содержит высокую точность. Это устройство, которое в основном используется в полевых условиях, должно быть очень прочным, поскольку оно используется для выявления неисправностей и обнаружения. Так что у них много больше систем защитных ограждений.

Какие значения можно измерить с помощью осциллографа?

Осциллографы, которые мы рассмотрели выше, имеют возможность измерять множество значений. Благодаря этим осциллографам мы можем видеть значения, которые можно измерить следующим образом:

• Разность фаз
• Частота
• Характеристики полупроводниковых элементов, таких как диоды, транзисторы
• Кривые зарядки и разрядки конденсатора
• Значения напряжения
• Сигналы изменения электрических величин
• Ток, проходящий через цепь

Цены на осциллографы варьируются в зависимости от их предполагаемого использования.

Если вы ищете небольшой и портативный осциллограф, вы находитесь в нужном месте.