Как использовать осциллограф для измерения параметров электрических сигналов. Какие виды осциллографов существуют и в чем их особенности. Какие характеристики сигналов можно измерить с помощью осциллографа. Как правильно проводить измерения и оценивать их точность.
Принцип работы и основные узлы электронного осциллографа
Электронный осциллограф — это измерительный прибор, предназначенный для визуального наблюдения и измерения параметров электрических сигналов. Основные функциональные узлы осциллографа:
- Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) — формирует изображение сигнала на экране
- Канал вертикального отклонения — передает исследуемый сигнал на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ
- Канал горизонтального отклонения — обеспечивает развертку луча по горизонтали пропорционально времени
- Канал синхронизации — обеспечивает устойчивое изображение периодических сигналов
- Калибраторы амплитуды и длительности — для настройки осциллографа
Виды и особенности современных осциллографов
Существует несколько основных типов осциллографов:
- Аналоговые — классические осциллографы на основе ЭЛТ
- Цифровые — используют АЦП и цифровую обработку сигналов
- Цифровые запоминающие — могут сохранять и анализировать однократные сигналы
- Портативные — компактные приборы для полевых измерений
- Виртуальные — программно-аппаратные комплексы на базе ПК
Цифровые осциллографы обладают рядом преимуществ по сравнению с аналоговыми — большим объемом памяти, дополнительными функциями анализа и обработки сигналов, возможностью сохранения и печати осциллограмм.
Методика проведения измерений с помощью осциллографа
Основные этапы проведения измерений:
- Подготовка осциллографа к работе — включение, прогрев, калибровка
- Подключение исследуемого сигнала к входу осциллографа
- Настройка синхронизации для получения устойчивого изображения
- Выбор оптимальных коэффициентов развертки и отклонения
- Проведение измерений по масштабной сетке экрана
- Учет погрешностей и представление результатов измерений
Измерение амплитудных параметров сигналов
С помощью осциллографа можно измерить следующие амплитудные параметры:
- Размах (двойная амплитуда) сигнала
- Амплитуда положительной и отрицательной полуволн
- Среднее значение сигнала
- Действующее (эффективное) значение
Для измерения используется масштабная сетка экрана и калиброванные коэффициенты отклонения. Точность измерения зависит от погрешности коэффициента отклонения и точности отсчета по сетке.
Измерение временных параметров сигналов
Основные временные параметры, измеряемые осциллографом:
- Период повторения сигнала
- Длительность импульсов
- Время нарастания и спада фронтов
- Временной сдвиг между сигналами
- Частота сигнала (обратная величина периода)
Измерения проводятся с помощью калиброванной развертки. Погрешность определяется точностью коэффициента развертки и измерения по горизонтальной шкале.
Особенности измерения параметров импульсных сигналов
При исследовании импульсных сигналов необходимо учитывать:
- Ограничения, связанные с полосой пропускания осциллографа
- Искажения формы коротких импульсов
- Необходимость использования режима ждущей развертки
- Влияние переходной характеристики на измерение фронтов
Для точных измерений длительности фронтов импульсов полоса пропускания осциллографа должна в 3-5 раз превышать частоту исследуемого сигнала.
Методы повышения точности осциллографических измерений
Основные способы повышения точности измерений:
- Использование калиброванных коэффициентов отклонения и развертки
- Применение метода замещения при измерении амплитуд
- Компенсация погрешностей делителей и пробников
- Учет переходной характеристики осциллографа
- Использование цифровых методов обработки сигналов
- Применение специальных измерительных приставок
Важно также правильно оценивать погрешности измерений и представлять результаты с учетом значащих цифр.
Применение осциллографа для исследования сложных сигналов
Современные цифровые осциллографы позволяют исследовать:
- Модулированные сигналы
- Сигналы сложной формы
- Случайные и шумовые сигналы
- Переходные процессы
- Спектр сигналов (с помощью БПФ)
Для этого используются специальные режимы синхронизации, математическая обработка, усреднение, послесвечение и другие функции цифровых осциллографов.
mss_labN1
1
1. Лабораторная работа № 1.
Применение электронного осциллографа для исследования электрических сигналов.
1.1.Цель работы
Целью работы является изучение устройства универсального осциллографа
иметодов измерения параметров электрических сигналов.
1.2.Домашнее задание
1.2.1.Изучить принцип действия, функциональную схему и назначение узлов универсального электронного осциллографа.
1.2.2.Ознакомиться с правилами использования осциллографа в режиме
непрерывной, ждущей развертки, в режиме использования канала Х для
подачи внешних сигналов.
1.2.3.Изучить правила калибровки каналов вертикального и горизонтального отклонения с помощью тестового сигнала.
1.2.4.Ознакомиться с методикой измерения амплитудных и временных параметров электрических сигналов.
1.2.5.Ознакомиться с правилами определения погрешностей измерения амплитудных и временных параметров электрических сигналов с применением осциллографа и представления результатов с учетом округления.
2
1.3.Основные положения
1.3.1Электронный осциллограф является одним из наиболее универсальных измерительных приборов, предназначенных для визуального наблюдения электрических сигналов и измерения их параметров.
Исследуемый сигнал отображается на экране электронно-лучевой трубки в виде светящихся линий или фигур, называемых осциллограммами.
Осциллограмма представляет собой функциональную зависимость двух или
трех величин y=F(x) или y=F(x,z) , каждая из которых является, в свою очередь, функцией времени: y(t), x(t), z(t).
1.3.2. Упрощенная структурная схема осциллографа (рис 3.1) состоит из двух каналов формирования сигналов по координатам X и Y и канала Z,
предназначенного для модуляции яркости луча электронно-лучевой трубки.
Канал вертикального отклонения, предназначенный для передачи исследуемого сигнала на вертикально отклоняющие пластины электронно-
лучевой трубки ЭЛТ, состоит из последовательно соединенных аттенюатора
(ослабителя) АТТ и усилителя Y.
Kоткл, используя который можно определить амплитуду (размах) входного сигнала
Uy= Kоткл lY | (3.1) |
Коэффициент отклонения имеет фиксированные значения | и |
размерность Вольт/дел., и указан на положениях переключателя входного аттенюатора. Эти фиксированные значения справедливы только при максимальном, плавно регулируемом усилении усилителя.
3
|
|
|
|
|
| На Y-пластины |
|
|
|
|
|
| |
Вход Y | Аттенюатор |
|
| Усилитель Y | ЭЛТ | |
|
|
|
|
| ||
|
| АТТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход | П 1 |
|
| П 2 |
|
|
| |||||
синхр. |
| Генератор | 1 |
|
|
|
|
| На Х-пластины | |||
|
|
|
| пилообразного |
|
|
| Усилитель Х | ЭЛТ | |||
|
|
| ||||||||||
2 |
| напряжения |
|
| 2 |
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
| ||||||
| Вход Х |
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Формирователь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| импульса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| подсвета |
|
|
|
|
|
| К управляющему | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
| Вход Z |
|
|
|
|
|
|
|
| электроду ЭЛТ | ||
|
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1Рис.
3.1
Канал горизонтального отклонения выполняет две функции:
развертывание сигнала пропорционально времени и отклонение луча любым сигналом, поданным на вход X .
В первом случае на горизонтальные пластины подается сигнал от генератора пилообразного напряжения ГПН (рис 3.1) при положении 1
переключателя П2. В этом случае луч по оси X передвигается прямо пропорционально времени, позволяя наблюдать на экране сигнал y(t).
Временной масштаб развертки характеризуется крутизной наклона пилообразного напряжения и регулируется переключателем длительности развертки с указанием численного значения Kразв , имеющего размерность
4
время/дел., с помощью которого можно определить отрезок времени по формуле
| Кразв lX | (3.2) |
Важным условием | неподвижного изображения | наблюдаемого на |
осциллографе сигнала является синхронизация частоты развертывающего напряжения и частоты исследуемого сигнала.
При внутренней синхронизации (переключатель П1 поставлен в положение 1) входной сигнал поступает на ГПН, осуществляя синхронность развертки. При
внешней синхронизации (переключатель П1 поставлен в положение 2)
синхронизирующий сигнал должен быть подан извне на гнездо «ВНЕШН.
СИНХР.» При этом ручками на осциллографе «УРОВЕНЬ», «LEVEL»
следует отрегулировать неподвижность изображения на экране.
Особое место в работе осциллографа представляет режим внешнего запуска, используемого, как правило, для наблюдения импульсных процессов по длительности много меньших их периода повторения. В этом режиме запуск развертки осуществляется подачей на вход «ВНЕШН.» или
TRIG IN в осциллографе GDS-620 FG синхроимпульса, предшествующего наблюдаемому сигналу на некоторый промежуток времени, устанавливаемый обычно в стандартных импульсных генераторах как «ЗАДЕРЖКА».
Длительность развертывающего сигнала ГПН устанавливается сравнимой с длительностью наблюдаемого импульсного процесса, что позволяет проводить наблюдение и измерение параметров короткого импульсного процесса, каким является, в частности, фронт импульса.
В случае использования канала Х для подачи любого сигнала переключатель П2 устанавливается в положение 2. При этом внешний сигнал подается на ВХОД Х.
5
Примечание: В осциллографе GDS-620 FG подобный режим
устанавливается переключением длительности развертки в положение
«X-Y».
Канал Z используется для модуляции яркости свечения луча, применяемой для подсвета прямого хода развертки, создания меток времени, электронной лупы и т.д. и т.п. На «ВХОД Z» для управления яркостью луча можно подать внешний сигнал, но при этом частота подаваемого сигнала должна быть когерентна частоте исследуемого сигнала, а значит и частоте развертки.
1.3.3 Параметры электрического сигнала, поданного на вход осциллографа, определяются по его осциллограмме путем измерения ее геометрических размеров и с учетом коэффициента отклонения Коткл и
коэффициента развертки Кразв. Очевидно, и погрешность измерения параметров будет определяться не только точностью измерения геометрического размера (отклонения луча), но и точностью воспроизведения сигнала на экране осциллографа.
Точность воспроизведения амплитудных параметров зависит от неравномерности амплитудно-частотной характеристики , погрешности коэффициента передачи аттенюатора, и численно выражена в погрешности
Коткл , отраженной в технических характеристиках осциллографа. При этом частота исследуемого сигнала должна находиться в пределах полосы пропускания усилителя вертикального отклонения.
Точность воспроизведения временных параметров зависит от точности градуировки переключателя коэффициента развертки Кразв и от линейности пилообразного напряжения. Погрешность Кразв также отражена в технических характеристиках осциллографа.
При использовании канала Х для подачи внешнего сигнала необходимым является условие, чтобы частота подаваемого сигнала была ниже верхней граничной частоты усилителя Х.
1.3.4 При исследовании импульсных сигналов определяющим является время нарастания переходной характеристики канала вертикального
6
отклонения tн, являющегося откликом осциллографа на включение идеального скачка напряжения на входе Y.
Время нарастания tн – это временной интервал, в течение которого луч переходит от уровня 0,1 до
уровня 0,9 от установившегося значения импульсного отклика. |
| ||
Время нарастания tн и полоса пропускания fв связаны соотношением |
| ||
tн | 0,35 | . | ( 3.3 ) |
| |||
| fв |
| |
Очевидно, при подаче на вход осциллографа реального скачка напряжения
,имеющего фронт ф ,на экране будет наблюдаться скачок напряжения с фронтом еще большей длительности ф изм ,который связан с фронтом импульса и временем нарастания соотношением
ф изм = ф2 н2 . | (3.4) |
Таким образом, измерив по осциллографу фронт импульса | ф изм и |
определив полосу пропускания fв , можно определить действительную длительность фронта измеряемого импульса
ф |
|
| 2 |
| 0,35 |
|
| 2 | (3. |
физм |
|
| f |
| . | ||||
|
|
|
|
|
| в |
|
|
5)1.4Контрольные вопросы.
1.4.1Назовите основные функциональные узлы универсального электронного осциллографа и объясните их предназначение в его работе.
1.4.2Что такое синхронизация, и как она осуществляется в электронном осциллографе?
1.4.3Что такое внутренняя, внешняя синхронизация и в каких случаях она применяется?
1.4.4Что такое ждущий режим развертки, как он осуществляется и для наблюдения каких сигналов он используется?
7
1.4.5Как осуществляется калибровка коэффициента вертикального отклонения; калибровка коэффициента развертки?
1.4.6Как с помощью осциллографа измерить амплитуду импульса?
1.4.7Как с помощью осциллографа измерить период следования и длительность импульсов?
1.
4.8Как оценить точность измерения временных и амплитудных параметров сигналов, наблюдаемых на экране осциллографа?
1.4.9Как определить истинную длительность фронта импульса при измерении его с помощью осциллографа, имеющего ограниченную полосу пропускания канала вертикального отклонения?
1.4.10Объяснить экспериментальное определение коэффициента усиления и чувствительность осциллографа.
1.4.11Объяснить работу двухканального осциллографа.
1.5Приборы, используемые в работе.
1.Универсальный осциллограф INSTEK GDS 620 FG, С1-93, С1-82.
2.Генератор синусоидальных сигналов Г3-112.
3.Генератор импульсных сигналов Г5-54.
4.Вольтметр типа В3.
5.Измеритель частоты и временных интервалов типа Ч3-34 (Ч3-38, Ч3-44).
6.Соединительные провода и кабели.
1.6Лабораторное задание.
1.6.1. По техническому описанию осциллографа изучить его технические характеристики, расположение и назначение органов управления, проверить калибровку канала вертикального отклонения и длительности развертки.
При необходимости произвести регулировку.
8
1.6.2. Измерить коэффициент усиления и чувствительность каналов
вертикального отклонения в режиме их максимального усиления.
Измерение произвести синусоидальным сигналом генератора на частоте 1
кГц.
1.6.3. Определить верхнюю граничную частоту полосы пропускания каналов вертикального отклонения.
Определить время нарастания переходной характеристики усилителя вертикального отклонения, используя формулу (3.3).
1.6.4. Получить на экране осциллографа изображение импульсной последовательности с генератора импульсов, установив на нем параметры из варианта (табл.1.1), заданного преподавателем, применив внешний запуск
развертки импульсом с гнезда “синхроимпульсы” генератора Г5-54.
Табл.1.1
Варианты | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Амплитуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(показание | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 50 | 40 | 30 | 40 | 50 |
прибора Г5-54) В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частота | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
повторения, кГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длительности | 800 | 400 | 300 | 200 | 150 | 150 | 120 | 110 | 90 | 70 |
импульса, мкс | 250 | 100 | 100 | 50 | 50 | 30 | 40 | 30 | 30 | 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.
6.5. Провести измерение следующих параметров импульсной последовательности:
а) амплитуду импульса, используя калиброванные значения коэффициентов отклонения. При этом ручка плавного усиления должна находиться в крайнем правом положении (до щелчка). Сравнить ее с показанием вольтметра генератора с учетом включенного коэффициента ослабления.
9
Оценить точность измерения.
Результат измерения представить в виде Uимп =Uизм U c учетом правил округления.
б) длительности импульсов с помощью калиброванной развертки (ручка плавной регулировки развертки должна находиться в крайнем правом положении). Измерение провести дважды, устанавливая разные значения длительности, заданные преподавателем. В каждом случае оценить точность измерения. Данные свести в таблицу 1.2, соблюдая правила округления.
Табл. 1.2
Показание генератора | 1 | 2 |
импульсов, мкс |
|
|
|
|
|
Длительность |
|
|
импульсов, мкс |
|
|
|
|
|
Погрешность |
|
|
измерения, мкс |
|
|
|
|
|
в) период повторения импульсов с помощью калиброванной развертки.
г) Измерить длительность переднего фронта импульса. Определить действительное значение фронта по формуле (3.5), учитывая время нарастания переходной характеристики усилителя вертикального отклонения осциллографа.
1.6.6. а) Определить частоту повторения импульсов по измерению,
проведенному в п. 1.6.5 в) по формуле
F 1 | , | (6.1) |
T |
|
|
где Т — период повторения.
10
Оценить точность измерения.
б) Измерить частоту повторения импульсов с помощью интерференционных фигур. Оценить точность измерения.
в) Измерить частоту следования импульсов частотомером Ч3-34(Ч3-38,
Ч3-44). Оценить точность измерения.
Результаты измерений свести в таблицу 1.3, соблюдая правила округления.
|
|
| Табл. |
|
|
|
|
| Метод | Метод | С использова- |
Параметр | калиброванной | интерференц.фигур | нием частотомера |
| развертки |
|
|
|
|
|
|
Частота |
|
|
|
повторения,кГц |
|
|
|
|
|
|
|
Погрешность |
|
|
|
измерения,кГц |
|
|
|
|
|
|
|
1.3.1.
7. Методические указания к выполнению работы.
1.7.1. Измерение коэффициента усиления и чувствительности каналов X и
Y.
При экспериментальном определении коэффициента усиления и
чувствительности осциллографа по тому или иному каналу на вход соответствующего усилителя подают синусоидальное напряжение с выхода генератора такой величины, чтобы отклонение луча составило 0,8 – 0,9
максимального размера экрана. Одновременно этот сигнал подают на вход вольтметра действующего значения типа В3. Измерив размах (двойную амплитуду) смещения электронного луча, находят искомый коэффициент усиления по формуле (7.4).
Лабораторная на тему Измерение параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа
Цены в 2-3 раза ниже
Мы работаем
7 дней в неделю
Только проверенные эксперты
Готовые работы / Лабораторные работы / Метрология / Измерение параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа
Что найти?
Лабораторная работа № 3.
5
Измерение параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа
Цель работы: Приобретение навыков измерения параметров гармонического
напряжения с помощью осциллографа. Получение сведений о характеристиках и
устройстве электронного осциллографа.
Рабочее задание:
3.5.1 Запустите программу- оболочку лабораторного практикума и выберите
лабораторную работу № 3.5 «Измерение параметров гармонического напряжения с
помощью осциллографа» в группе работ «Измерение электрических величин». На
рабочем столе компьютера автоматически появятся модель лабораторного стен+ да с
моделями средств измерений и окно созданного в среде MS Excel лабораторного журнала,
который служит для формирования отчета по результатам выполнения лабораторной
работы.
3.5.2 Ознакомьтесь с расположением моделей средств измерений на рабочем столе.
Включите модели средств измерений и опробуйте их органы управления. В процессе
опробования установите регулятор выходного напряжения калибратора в среднее
положение и наблюдайте форму сигнала на экране осциллографа.
Изменяя напряжение,
частоту и фазовый сдвиг на выходе калибратора, а также коэффициент развертки и
чувствительность канала вертикального отклонения осциллографа, проследите за
изменениями изображения на экране осциллографа.
3.5.3 Подготовьте модели приборов к работе.
• Включите с помощью тумблера «СЕТЬ» калибратор фазовых сдвигов и
осциллограф.
Установите регуляторы уровня выходных сигналов калибратора в среднее
положение.
• Установите значение угла фазового сдвига между сигналами на выходах
калибратора равным 0°.
• Установите переключатель управления режимом входных каналов осциллографа
в положение II (одноканальный режим, подключен II канал).
• Установите режим внутренней синхронизации развертки осциллографа
(переключатель «Внутр.+Внеш.» находится в положении «Внутр.»).
• Установите переключатель чувствительности входных каналов осциллорафа в
такое положение, чтобы входной сигнал целиком умещался на экране и был наибольшего
размера.
Похожие работы
Проверка погрешностей показаний гладкого микрометра
Лабораторная, Метрология
Смотреть
Ознакомиться с принципом работы термопарных термометров, жидкостных термометров и пирометра
Лабораторная, Метрология
Смотреть
Поверка средств измерений
Лабораторная, Метрология
Смотреть
Изучение методов измерения реактивных параметров электрических цепей
Лабораторная, Метрология
Смотреть
Применение электронного осциллографа для исследования электрических сигналов
Лабораторная, Метрология
Смотреть
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе.
Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
1 000 +
Новых работ ежедневно
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
114121
рейтинг
2776
работ сдано
1257
отзывов
109852
рейтинг
5423
работ сдано
2437
отзывов
76268
рейтинг
1886
работ сдано
1196
отзывов
62710
рейтинг
1046
работ сдано
598
отзывов
Тип работыВыберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноЛабораторнаяЧертежЭссеОтветы на билетыПеревод с ин. языкаДокладСтатьяБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое
Я is
МИП
Татьяна очень ответственный исполнитель.Она выполнила заказ досрочно и я получила оценку б.
..
Алексей
АмГУ
Спасибо за помощь! Работа выполнена досрочно, качественное исполнение! Советую!
Вадим
Государственный университет аэрокосмического приборостроения
Работа выполнена быстро, в срок и качественно! Всем советую данного специалиста! Спасибо В…
Татьяна очень ответственный исполнитель.Она выполнила заказ досрочно и я получила оценку без малейшего замечания.Рекомендую!
Я is
МИП
Спасибо за помощь! Работа выполнена досрочно, качественное исполнение! Советую!
Алексей
АмГУ
Работа выполнена быстро, в срок и качественно! Всем советую данного специалиста! Спасибо Вам большое!
Вадим
Государственный университет аэрокосмического приборостроения
Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн
только что
4 минуты назад
5 минут назад
8 минут назад
8 минут назад
9 минут назад
9 минут назад
9 минут назад
9 минут назад
9 минут назад
9 минут назад
9 минут назад
10 минут назад
10 минут назад
10 минут назад
10 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!
Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования.
Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.Типы и области применения этого диагностического устройства
В настоящее время большинство потребительских товаров, включая автомобили, содержат электрические схемы или компоненты. Таким образом, вам нужен инструмент для тестирования и диагностики для процесса проектирования продукта, чтобы гарантировать, что устройство работает должным образом. Одним из наиболее типичных инструментов, используемых для этих приложений, является осциллограф. Но что такое осциллограф? И каковы его применения? Ниже мы перечислим области применения осциллографов, чтобы ответить на эти вопросы. Читайте дальше, чтобы узнать больше!
Что такое осциллограф?
Осциллографы представляют собой электронные диагностические тестовые приборы, отображающие изменяющийся во времени сигнал напряжения.
Они содержат электронно-лучевые трубки для генерации электронных лучей, которые направляются на флуоресцентный экран для создания формы волны электрического сигнала. Этот сигнал представлен на графике зависимости напряжения от времени со временем по оси X и напряжением по оси Y. Вы можете проверить результирующий сигнал на наличие таких свойств, как временные интервалы, искажение, амплитуда, частота и время нарастания.
Цифровой осциллограф
Обычно прибор отображает два пропорциональных графика зависимости одного или нескольких электрических сигналов от времени. И у них есть то преимущество, что они корректируют повторяющиеся сигналы по порядку, что вы можете видеть в виде продолжающегося рисунка на дисплее осциллографа. Цифровые и аналоговые осциллографы могут захватывать одну сцену и отображать сигналы в виде повторяющихся сигналов. Таким образом, вы можете наблюдать за сценами, которые слишком короткие для непосредственного просмотра.
Типы осциллографов
Существует три основных типа осциллографов.
Аналоговый осциллограф
Аналоговые осциллографы работают по тому же принципу, что и ламповые телевизоры. Электронный пучок, сформированный на электронно-лучевой трубке, создает изображение формы волны сигнала, когда он попадает на люминофорный экран. Входной сигнал, подаваемый на катушки дефлектора управления горизонтальным и вертикальным положением, формирует электронный пучок.
Аналоговый осциллограф
Цифровой осциллограф
Большинство техников предпочитают цифровой осциллограф аналоговому, потому что он оснащен передовыми микропроцессорами. Таким образом, он может передавать входящие сигналы быстрее и с большей точностью.
Этот цифровой прицел имеет несколько подтипов, включая следующие.
- Цифровой запоминающий осциллограф (DSO): может отображать сигналы сложной формы
- Цифровой люминофорный осциллограф (DPO)
- Fluke или портативный цифровой осциллограф
- USB (на базе ПК) цифровой запоминающий осциллограф
- Двухканальный цифровой запоминающий осциллограф
- Четырехканальный цифровой запоминающий осциллограф
- Осциллографы смешанного домена (MDO)
- Осциллограф смешанных сигналов (MSO)
- Цифровой стробоскопический осциллограф
Цифровой запоминающий осциллограф
Ручной осциллограф
У этого осциллографа есть одно основное преимущество: он маленький и портативный.
Это типично для полевых исследований, и вы можете питать его от перезаряжаемых или внешних неперезаряжаемых батарей.
Что измеряет осциллограф?
Хотя осциллографы в первую очередь измеряют напряжение, их можно использовать для обнаружения других электронных сигналов, таких как следующие.
- Ток: Вы можете использовать датчик тока для обнаружения электрического тока или измерения падения напряжения на шунтирующем резисторе.
- Звук: для измерения звука с помощью осциллографа используйте преобразователь для преобразования аудиосигнала в напряжение, затем подключите канал к устройству. Это преобразование даст вам звуковое напряжение в зависимости от времени.
Современный цифровой осциллограф для измерения печатной платы
- Емкость: Как и звук, осциллограф не может напрямую измерять емкость. Но вы можете измерить постоянную времени, чтобы определить емкость компонента или электрической цепи, используя генератор сигналов произвольной формы.
- Напряжение постоянного тока: Большинство современных осциллографов имеют функцию измерения напряжения постоянного тока. Но если у вас его нет, вы можете измерить вручную, посчитав вертикальные сетки и умножив их на вольты в каждом делении.
- Индуктивность: Лучшим устройством для измерения индуктивности является измеритель LCR. Но если у вас его нет, вы можете использовать генератор функций и осциллограф для измерения индуктивности. Измерение будет иметь значение неопределенности 3-5%.
- Частота: Современные осциллографы также могут автоматически измерять частотные сигналы. Но вы можете сделать это измерение вручную, рассчитав период сигнала с помощью горизонтальных сеток/курсоров. После этого вы делите единицу на этот период, чтобы получить частоту.
Осциллограф Применение
Осциллографы обычно используются в научных целях, особенно в физике, для изучения эффектов множественных изменений окружающей среды. Но они также идеально подходят для следующих приложений.
Ремонт автомобилей
Механики могут использовать автомобильные осциллографы для проверки топливных форсунок или автомобилей с проблемами при запуске. Электронное устройство обеспечивает эффективный ремонт и быструю диагностику.
Автомобильный осциллограф
Медицина
Вы когда-нибудь слышали о плоской линии? Медицинские работники используют осциллографы для измерения сердечных сокращений пациентов, которые отображаются в виде сигналов. Плоская линия означает, что сердце не бьется (мертвое). Эти специалисты также используют это электронное тестовое устройство для мониторинга мозговых волн во время диагностических тестов.
Медицинский монитор с плоской линией, сигнализирующий о клинической смерти пациента
Телекоммуникации
Подобно механикам и инженерам, техникам нужны осциллографы для ремонта компьютеров, телефонов, радиоприемников, телевизоров, звуковых систем и т. д.
Образование
Все техники и инженеры, участвующие в испытаниях и диагностике, должны пройти обучение, для чего требуются осциллографы.
Обучение включает:
- Оценка сложных петель
- Наблюдение за точками электронной схемы
- Просмотр изменяющихся сигналов в аналоговых схемах
- Передача битов и байтов по цифровым каналам от одного цифрового устройства к другому
Инженер на верстаке с несколькими приборами, включая осциллограф
Кроме того, вы можете выкопать электронный тестовый прибор, сняв заднюю панель, чтобы узнать больше об аналоговых и современных сложных схемах.
Рефлектометрия во временной области
TDR — это метод измерения противоположного потока значений и вариаций в цепи. Этот поток включает неисправности в кабелях передачи, кабельных разъемах и микрополосках.
Анализ мощности
Осциллографы могут тестировать и взвешивать рабочие характеристики гармоник мощности, устройств, преобразующих энергию, и схем (печатных плат). Но для этого приложения требуется специальное программное обеспечение и отдельные пробники осциллографа-усилителя для упрощения анализа данных.
Цифровой осциллограф
Тестирование устройств хранения данных
Осциллографы могут тестировать дисководы, проверяя производительность диска, характеристики оптической записи и шум носителя.
Анализ джиттера
Широкая полоса пропускания канала включает часы и сигналы скорости. Осциллографы могут помочь вам устранить дрожание сигнала и определить такие характеристики, как тактовые данные и синхронизация, последовательность данных и т. д.
Анализ последовательных данных
Последовательная передача данных более экономична, чем параллельная, что делает ее типичной для современных приложений. Области могут разрешать и характеризовать такие форматы данных, как Bluetooth, Fibre Channel, CAN-шина, SCSI, быстрый ввод-вывод, InfiniBand, USB и Serial ATA.
Отслеживание сигналов
Цифровой запоминающий осциллограф может помочь техническим специалистам определить сигналы, которые необходимо контролировать для обнаружения отказавшего или неисправного компонента.
Цифровой прибор может отслеживать неожиданные сигналы и диагностировать малейшие изменения во время работы компонентов схемы. Отслеживание сигналов — одно из самых недооцененных применений этих электронных инструментов.
Цифровой запоминающий осциллограф
Выполнение сложных расчетов нескольких сигналов
Осциллографы могут добавлять одну звуковую волну к другой. Построение схемы глушителя для определенных звуковых частот требует, чтобы вы предоставили результаты этой схемы в качестве входного сигнала для любого канала осциллографа. И вам нужно подключить звук волны к другому каналу. Когда вы добавляете две звуковые волны, плоская линия будет обозначать рабочий диапазон.
Анализ датчиков аналогового выхода
На рынке есть оригинальные и поддельные аналоговые датчики. Осциллограф может помочь вам диагностировать поведение датчика, прежде чем подключать его к вашей схеме.
Современный цифровой запоминающий осциллограф
Резюме
В заключение следует отметить, что осциллографы являются критически важными инструментами для тестирования и диагностики для различных приложений в различных отраслях.
В основном он отображает график зависимости напряжения от времени, но вы можете расширить его использование, чтобы охватить несколько измерений и разблокировать еще больше приложений. Вот и все для этой статьи. Свяжитесь с нами, если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна помощь в поиске осциллографа для вашего проекта.
Применение осциллографа – технические статьи Применение осциллографа
Применение осциллографа зависит от отрасли. Основными отраслями, которые используются, являются авторемонт, машиностроение, наука, медицина, мониторинг, отслеживание сигналов, телекоммуникации и многие другие.
Определение осциллографа: Осциллограф представляет собой электрический измерительный прибор, в котором амплитуда электрического сигнала отображается в зависимости от времени. Дисплей состоит из двух осей: X (горизонтальная) представляет время, а ось Y (вертикальная) представляет напряжение.
Они используются в основном для визуализации переходных явлений, а также форм сигналов в электрических и электронных схемах.
Осциллограф полезен для автомобиля, так как он может проверять топливные форсунки или исследовать автомобиль без условия запуска. Осциллографы дают быструю диагностику и обеспечивают правильную починку автомобиля.
2. Машиностроение
Наиболее распространенными профессионалами в области инженерии являются инженеры-электрики и электронщики, которые зависят от мощных осциллографов, многофункциональных осциллографов или цифровых осциллографов, хранящих данные. Осциллографы используются звукоинженерами для диагностики частотной характеристики звукового оборудования.
3. Науки Ученые и физики используют осциллограф для различных целей.
Это может быть полезно для ученых-ядерщиков, физиков, использующих область для изучения влияния различных окружающих изменений независимо от сигналов телевидения и сотовых телефонов.
4. Медицина Медицинские работники часто используют осциллографы
для наблюдения за пациентом. Термин «плоская линия» Эта плоская линия создается с помощью эндоскопа, используемого для мониторинга сердцебиения пациента. Во-вторых, медики используют эту технологию для проверки мозговых волн в диагностических процедурах. Они также используются лаборантами и медицинскими техниками. Мы все видим, насколько важно это оборудование в современной области.
5. Мониторинг
Осциллограф может быть использован для решения простых ошибок, таких как неверные демонстрационные скетчи для легкой покерной фишки. Можно подключить осциллограф и найти ошибки во время мониторинга.
Цифровой осциллограф помогает техническим специалистам идентифицировать сигналы для проверки конкретного неисправного компонента.
Осциллограф может выявлять неожиданные сигналы и анализировать незначительные различия в работе компонентов. Отслеживание сигналов — одно из самых недооцененных приложений осциллографа.
7. ТелекоммуникацииБольшинство специалистов по электронике нуждаются в осциллографах как части своего оборудования для ремонта многих электронных устройств, таких как компьютеры, телевизоры, кондиционеры и даже телефоны. В этой ситуации осциллограф используется для обслуживания или ремонта.
Заключение В этом блоге мы узнали о самых популярных способах использования осциллографов на рынке. Это самый популярный инструмент инженера, и он может быть полезен для самых разных вариантов.
