Зачем нужен осциллограф. Осциллограф: назначение, принцип работы и применение в электронике

Для чего нужен осциллограф в электронике. Как работает осциллограф и что он измеряет. Какие бывают виды осциллографов. Как правильно пользоваться осциллографом.

Что такое осциллограф и для чего он нужен

Осциллограф — это электронно-измерительный прибор, предназначенный для визуального наблюдения и измерения параметров электрических сигналов. Он позволяет «увидеть» форму электрического сигнала, изменяющегося во времени.

Основные функции осциллографа:

• Отображение формы сигнала на экране
• Измерение амплитуды сигнала
• Измерение частоты и периода сигнала
• Определение временных характеристик сигнала
• Сравнение нескольких сигналов между собой

Осциллограф незаменим при разработке, отладке и ремонте электронных устройств. Он позволяет наглядно увидеть работу схемы и выявить возможные проблемы.

Принцип работы осциллографа

Принцип действия осциллографа основан на отклонении электронного луча под действием исследуемого сигнала. Основные элементы осциллографа:

• Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) или жидкокристаллический дисплей
• Усилитель вертикального отклонения
• Генератор развертки
• Система синхронизации
• Блок питания

Исследуемый сигнал подается на вход усилителя вертикального отклонения, который усиливает его до необходимого уровня. Затем усиленный сигнал подается на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ, что вызывает отклонение луча по вертикали пропорционально амплитуде сигнала.

Генератор развертки создает пилообразное напряжение, которое подается на горизонтально отклоняющие пластины. Это обеспечивает равномерное перемещение луча по горизонтали — развертку сигнала во времени.

Виды осциллографов

Осциллографы бывают следующих основных видов:

• Аналоговые — классические осциллографы на основе электронно-лучевой трубки
• Цифровые — современные осциллографы с цифровой обработкой сигнала и ЖК-дисплеем
• Запоминающие — позволяют сохранять осциллограммы для последующего анализа
• Стробоскопические — для исследования высокочастотных повторяющихся сигналов
• Двухлучевые — для одновременного наблюдения двух сигналов
• Многоканальные — имеют несколько независимых каналов измерения

Выбор типа осциллографа зависит от конкретных задач и бюджета. Для большинства применений оптимальны современные цифровые осциллографы.

Основные параметры осциллографов

При выборе осциллографа следует обращать внимание на следующие характеристики:

• Полоса пропускания — определяет максимальную частоту исследуемого сигнала
• Частота дискретизации — влияет на точность представления формы сигнала
• Количество каналов — позволяет одновременно наблюдать несколько сигналов
• Объем памяти — определяет длительность записи сигнала
• Разрешение АЦП — влияет на точность измерения амплитуды
• Режимы синхронизации — позволяют стабильно отображать различные сигналы

Чем выше эти параметры, тем более функциональным будет осциллограф. Но при этом возрастает и его стоимость.

Как пользоваться осциллографом

Основные этапы работы с осциллографом:

1. Подключить осциллограф к исследуемой схеме с помощью пробников
2. Настроить масштаб по вертикали (вольт/деление)
3. Настроить развертку по горизонтали (время/деление)
4. Выбрать режим синхронизации для стабильного изображения
5. При необходимости использовать курсорные измерения
6. Сохранить или распечатать полученную осциллограмму

Важно правильно выбирать масштаб отображения, чтобы сигнал полностью помещался на экране, но при этом максимально его заполнял для повышения точности измерений.

Применение осциллографа в электронике

Осциллограф широко применяется при разработке и обслуживании электронной аппаратуры:

• Отладка цифровых и аналоговых схем
• Измерение параметров сигналов в различных точках схемы
• Поиск неисправностей в электронных устройствах
• Контроль качества выпускаемой продукции
• Исследование переходных процессов
• Анализ модулированных сигналов
• Проверка источников питания

Осциллограф позволяет «заглянуть внутрь» работающей электронной схемы и увидеть реальные процессы, происходящие в ней. Это делает его незаменимым инструментом для любого разработчика или ремонтника электроники.

Заключение

Осциллограф является мощным диагностическим инструментом в электронике. Он позволяет визуализировать электрические сигналы и измерять их параметры. Благодаря этому осциллограф широко применяется при разработке, производстве и обслуживании электронной аппаратуры.

Современные цифровые осциллографы обладают широкими возможностями по анализу сигналов и автоматизации измерений. Освоение работы с осциллографом необходимо для любого специалиста, работающего в области электроники.

что это, какие бывают, что измеряют, как пользоваться

Чтобы отремонтировать современную электронную технику одного мультиметра порой недостаточно. Им можно определить целостность радиодеталей. Но определить работает или нет микросхема мультиметром не получится. Для этого нужен осциллограф. Что это за прибор, что он делает? Об этом и будет статья.

Содержание статьи

• 1 Что такое осциллограф
• 2 Для чего он нужен
• 3 Виды осциллографов
• 4 Что измеряет осциллограф
• 5 Устройство и принцип работы
  • 5.1 Режимы работы осциллографа
  • 5.2 Делитель (аттенюатор)
  • 5.3 Особенности цифровых моделей
• 6 Как работать с осциллографом
  • 6.1 Подключение осциллографа
  • 6.2 Проверка осциллографа перед работой
  • 6.3 Как измерить осциллографом напряжение: переменное, меандра, постоянное
  • 6.4 Как осциллографом определить частоту
• 7 Полоса пропускания осциллографа: что это и на что влияет

Что такое осциллограф

Осциллограф — это прибор для визуального отображения и измерений параметров сигналов различной формы (процесс называется «осциллографирование»). Сигналы подаются на вход и отображаются на экране. Экран разбит на квадраты, по центру проходят две оси координат.  По горизонтали измеряется время. По вертикали — амплитуда и/или напряжение. Цена деления задается при помощи ручек калибровки. Режим отображения подстраивается под каждый сигнал. Выбирается такой режим, который наиболее удобен в данном случае (в пределах возможностей прибора).

Осциллограф — это не обязательно большая, громоздкая вещь. Есть портативные цифровые модели, есть приставки. Есть даже программы, которые можно с адаптером установить на стационарный компьютер или ноутбук.

Так выглядит цифровой осциллограф Tektronix DPO 3054. На дисплее отображает сигнал, регуляторами выбираются параметры

По количеству одновременно отслеживаемых сигналов осциллографы есть однолучевые (одноканальные/моноканальные) и многолучевые (многоканальные). Однолучевые могут одновременно принимать только один сигнал, многолучевые — два, три, четыре и больше — до 16. Зависит от прибора.

Какой тип лучше? Многолучевой. Вы одновременно можете отслеживать сигнал в нескольких точках схемы. Изменяя параметры будете видеть реакцию устройства не только на выходе, но и в разных точках схемы.

Для чего он нужен

Для чего нужен осциллограф? Это просто необходимая вещь при ремонте электронной аппаратуры, при самостоятельной сборке или усовершенствовании каких-либо устройств. Многим хватает тестера или мультиметра. Да. Но для ремонта простых устройств без микросхем и микропроцессоров. Мультиметром вы можете проверить наличие обрыва, короткого замыкания, измерить напряжение и ток. Ни форму сигнала, ни конкретные параметры синусоиды или импульсов не измерить и не увидеть.

Осциллограф нужен для измерения напряжения и визуального отображения сигналов. На фото цифровой двухканальный осциллограф Hantek DSO5102B в рабочем режиме

А ведь бывает так, что все детали, вроде исправны, но устройство не работает. А все потому что некоторые детали требовательны не только к физическим параметрам питания (напряжение, сила тока), но и к форме сигнала. Этим «страдают» некоторые полупроводниковые детали, практически все микросхемы и процессоры. А без них сейчас обходятся только самые элементарные приборы типа кипятильника. Вот и получается, что найти сгоревший резистор, пробитый транзистор можно и мультиметром. Но для чуть более сложную поломку уже не устранить. Вот для этих случаев и нужен осциллограф. Он позволяет видеть форму сигнала, определять есть ли отклонения и находить источник проблемы.

Виды осциллографов

По принципу преобразования сигнала осциллографы бывают аналоговыми и цифровыми. Есть еще смешанный тип — аналогово-цифровой. Принципиальная разница между ними — в методах обработки сигналов и в возможности запоминания. Аналоговые модели транслируют «живой» сигнал в режиме реального времени. Записывать его на таком приборе нет возможности.

Аналогово-цифровые и цифровые уже имеют возможность записи. На них можно «открутить» время назад и просмотреть информацию, увидеть динамику изменения амплитуды или времени.

Еще одно отличие цифровых осциллографов от аналоговых — размеры. Цифровые приборы имеют значительно меньшие габариты

Цифровые осциллографы сначала оцифровывают синусоиду, записывают эту информацию в запоминающее устройство (ЗУ), а затем передают на экран монитора. Но не все цифровые модели имеют долговременную память — в таком случае запись ведется циклически. Это когда вновь пришедший сигнал записывается поверх предыдущего. В памяти хранится то, что появлялось на экране, но промежуток времени не такой большой. Если вам необходима запись длиной пять-десять минут, нужен запоминающий осциллограф.

Что измеряет осциллограф

На экране осциллографа отображается двухмерная картинка сигнала, который подали на измерительный вход. На экране есть две оси координат. Горизонтальная — ось времени, вертикальная — напряжение. Эти параметры и измеряют. А уже из них высчитывают остальные.

На экране осциллографа отображаются сигналы, которые подаются на его входы. Это например, двухлучевой аналоговый осциллограф, который показывает форму сигнала на входе (синусоида) и выходе (прямоугольный) импульсного преобразователя напряжения

Вот что можно измерить и отследить при помощи осциллографа:

• Напряжение (амплитуду).
• Временные параметры, по которым можно рассчитать частоту.
• Отслеживать сдвиг фаз.
• Видеть искажения, которые вносит элемент или участок цепи.
• Определить постоянную и временную составляющие сигнала.
• Увидеть наличие шума.
• Рассчитать соотношение сигнал/шум.
• Видеть/определить параметры импульсов.

Сигнал, который показывает осциллограф, довольно информативен. Видны искажения, которые вносит та или иная деталь, можно отследить, как меняется форма/амплитуда/частота в каждой точке схемы, после каждой детали.

Кроме наблюдения за формой сигнала, осциллограф можно использовать для определения целостности сопротивлений, конденсаторов, катушек индуктивности (см. видео ниже).

Устройство и принцип работы

Рассмотрим блок-схему и алгоритм работы аналогового осциллографа. Как уже говорили, изменять изображения можно по горизонтали и по вертикали. Приборы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) для этого имеют две пары пластин. Одна пара для изменения масштаба по вертикали (амплитуда или напряжение). Вторая — для растягивания или сжатия по горизонтали (временные параметры).

Устройство аналогового осциллографа: блок-схема

Отслеживаемый сигнал подается на входной усилитель, где усиливается или уменьшается до заданных значений. Значение задается переключателями. Коэффициент усиления обычно от 100 до 1000. Усиленный сигнал идет на пластины вертикальной развертки электронно-лучевой трубки.

Горизонтальная развертка формируется на основе пилообразного сигнала, который генерируется в соответствующем блоке (генератор развертки). Его параметры также задаются соответствующим переключателем. Отображение на экране ЭЛТ идет в режиме реального времени, с некоторой задержкой. Величина задержки прописывается в технических характеристиках прибора.

Основные блоки аналогового осциллографа

Для работы осциллографа важен блок синхронизации. Он обеспечивает появление картинки в момент поступления потенциала на вход. За счет этого на экране мы видим сигнал за некоторый промежуток времени. Есть разные типы синхронизации. Они выбираются переключателем. Чаще всего выбирают синхронизацию от самого исследуемого сигнала. Есть еще от сети и внешнего источника.

Режимы работы осциллографа

Осциллографом исследуют различные типы сигналов. Они могут быть постоянными (напряжение в сети), периодическими (шумы, помехи, звуки и т.д.). Периодические могут возникать случайно или с определенным интервалом. В зависимости от того, как часто или редко возникает сигнал, выбирают тот или иной режим работы.  Чаще всего в осциллографе есть два режима: автоматический (автоколебательный) и ждущий. Еще может быть однократный.

Выбор режима работы осциллографа

Если мы не знаем, как часто возникают импульсы, выбирают обычно автоматический режим. В нем даже при отсутствии потенциала на входе или при его недостаточном уровне экран светится. Отображается «нулевой» сигнал — прямая линия, которая должна идти по горизонтальной оси на экране (выставляется по линии регуляторами со стрелочками). При появлении потенциала на входе, он отображается на экране. Картинка при этом периодически обновляется и мы видим развертку сигнала по времени.

Так выглядит экран осциллографа в автоколебательном (авторежиме) при отсутствии сигнала

Ждущий режим хорош для редко появляющихся сигналах. Пока на входе ничего нет, экран не светится. При появлении каких-либо изменений он загорается, запускается генератор развертки и сигнал отображается на экране. Запуск можно настроить как по восходящему фронту импульса/синусоиды, так и по нисходящему. Можно настроить запуск не на исследуемый сигнал, а на то событие, которое ему предшествует (если такое есть).

Одиночный режим настраивает осциллограф на принятие одного сигнала. Когда на вход приходит потенциал нужного уровня, сигнал отображается на экране. После этого прибор переходит в неактивное состояние. И, даже если на входе будет следующий потенциал (или пять, или сто пять) он его не зарегистрирует. Для приема другого импульса нужно заново «взвести» прибор.

Делитель (аттенюатор)

Исследуемый сигнал может иметь напряжение от десятых долей до сотен вольт. Есть осциллографы со встроенным регулятором чувствительности — аттенюатором. Выглядит он как переключатель с градуировкой. Она задает «вес» одного деления на экране и определяет, во сколько раз понижается входной сигнал. Если ожидается малый уровень, мы просто выставляем на 1 или на 0,1. В таком случае одно деление на экране по вертикали будет 1 В и 0,1 В соответственно. И «понижать» сигнал будут в 1 раз (то есть, передадут как есть) или усилят в 10 раз перед подачей на вход (это если стоит 0,1).

Не все осциллографы имеют встроенный делитель (аттенюатор). В комплекте с таким прибором  идут внешние делители на 1:10 или 1:100. Это прямоугольные или цилиндрические насадки с разъемами с обоих сторон. Они устанавливаются во входной разъем и через них подается напряжение на вход, но уже пониженное в соответствующее количество раз.

Примерно так выглядит делитель. Он устанавливается во входное гнездо, а к нему уже подключается измерительный шнур

Ставить делитель необязательно. Необходимость определяется по ожидаемому уровню сигнала. В характеристиках указывается максимальное входное напряжение, которое может подаваться на прибор без делителя и с делителем. По уровню ожидаемого сигнала и ставим насадку.

Если уровень неизвестен, сначала выставляют самый большой делитель (или самое большое деление на аттенюаторе). Это предохранит прибор от перегорания если потенциал будет высоким. По результатам первого замера выбирается оптимальный режим.

Особенности цифровых моделей

Цифровой осциллограф работает иначе — аналоговый сигнал преобразуется в цифровую форму. В таком виде он записывается в ЗУ и передается на монитор, где из цифрового формата переводится снова в аналоговую форму. Отображение на экране начинается только в тот момент, когда уровень на входе превысит определенное значение (задается настройками).

Периодичность смены картинки зависит от выбранного режима работы: автоматический, одиночный и обычный. Обычный — это аналог ждущего.

Упрощенная блок-схема цифрового осциллографа

Чем лучше цифровые модели? Во-первых, такое преобразование делает изображение более стабильным. Во-вторых, проще увеличивать и уменьшать масштаб. В-третьих, есть возможность записи. Ну, и габариты. Самый небольшой аналоговый осциллограф — С1-94 — имеет размеры 100*190*300 мм и вес 3,5 кг. А цифровые при размерах 100*50-60*13-20 мм имеют вес порядка 150-300 граммов. И это вместе с аккумуляторами.

Как работать с осциллографом

Первоначально выставляются режим работы осциллографа (автоколебательный, ждущий или одиночный). Затем выбирается режим аттенюатора или устанавливается соответствующий делитель напряжения.
Это касается аналоговых приборов. Цифровые на входе анализируют сигнал и понижает/повышает его до необходимого уровня. В них на входе стоит аналитический блок, который сам понижает или повышает входной сигнал до требуемого уровня.

Подключение осциллографа

В комплекте с осциллографом идет измерительный шнур или шнуры. Их количество зависит от числа входных каналов конкретной модели. Если канал один, то и шнур один. Может быть два, три и до шестнадцати. Подключать надо столько, сколько собираетесь использовать.

Шнуры для осциллографа трудно спутать с другими. Один конец — со щупом и ответвлением. Это «измерительная» сторона. С другой находится характерный круглый разъем. Эта часть подключается к измерительному входу.

Провод, который идет в сторону от щупа — для подключения к «земле». Он часто бывает снабжен прищепкой или «крокодилом». Его подключать обязательно, вольтаж может быть разный и заземление необходимо.

Измерительные шнуры для осциллографа

Некоторые шнуры для осциллографа имеют на рукоятке переключатель, который работает как небольшой усилитель (на фото справа).

После подключения измерительных шнуров включаем прибор в сеть. Затем, перед работой, переводим в рабочее положение тумблер/кнопку включения прибора. Можно считать что осциллограф готов к работе.

Проверка осциллографа перед работой

Перед началом работы надо проверить осциллограф. Включаем его в сеть, устанавливаем измерительный шнур. К щупу прикасаемся пальцем, на экране появляется синусоида частотой 50 Гц — наводки от бытовой электросети.

Если пальцем прикоснуться к измерительному щупу, на экране появится синусоидальной формы сигнал. Синусоида неидеальна, но если она есть и ее частота 50 Гц, это значит, что осциллограф исправен

Затем берем земляной щуп и прикасаемся им к измерительному (палец продолжаем держать на острие щупа). Сигнал пропадает (отображается прямая). Это значит, что прибор исправен.

Как измерить осциллографом напряжение: переменное, меандра, постоянное

Как уже говорили, напряжение на экране осциллографа отображается по вертикали. Весь экран разбит на квадраты. Цена деления по вертикали выставляется переключателем, который подписан «V/дел». Что и обозначает, Вольт на одно деление. Перед подачей сигнала выставляем луч точно по горизонтальной оси — это важно.

Подаем сигнал и считаем, на сколько клеточек от нулевого уровня поднимается или опускается сигнал. Затем умножаем количество клеток на «цену деления», взятую с регулятора. В результате получаем напряжение сигнала. В случае с синусоидой или меандром (положительные и отрицательные прямоугольные импульсы) считается напряжение полуволны — верхней или нижней.

Измерение напряжения осциллографом

Чтобы было понятнее, разберем пример. На фото есть сигнал, полуволна которого понимается и опускается на три клеточки. Цена деления на регуляторе — 5 В. Имеем: 3 дел * 5 V/дел  = 15 V. Получается, данный сигнал имеет напряжение 15 вольт.

Если надо измерить постоянное напряжение, снова выставляем луч по горизонтали. Подаем напряжение и смотрим, на сколько клеток «подпрыгнул» или опустился луч. Дальше все точно так же: умножаем на цену деления и получаем значение постоянного напряжения.

Как осциллографом определить частоту

Частота определяется как 1/T, где Т — период сигнала. А период — это время, за которое сигнал проходит полный цикл. Для сигнала на экране это 5,7 клетки. Считаем от места пересечения с горизонтальной осью и до второй аналогичной точки.

Как определить частоту сигнала по осциллографу

Далее определяем частоту деления по переключателю развертки. Положение переключателя стоит на 50 миллисекунд. Берем количество делений и умножаем на количество клеток. Получаем 50 мс * 5,7 = 285 мс. Переводим в секунды. Для этого надо разделить на 1000. Получаем 0,285 сек. Считаем частоту: 1/0,285 = 3,5 Гц

Полоса пропускания осциллографа: что это и на что влияет

При выборе осциллографа смотрят на следующие параметры:

• Полоса пропускания.
• Максимальное входное напряжение.
• Режимы развертки.
• Источники синхронизации.

Обо всех параметрах, кроме полосы пропускания, уже рассказали. Полоса пропускания — это чуть ли не важнейший показатель. Она определяет максимальную частоту сигнала, который будет отображаться без искажений. Например, при полосе пропускания 20 Гц — 20 МГц, все что имеет более высокую частоту будет подавляться.

Там, где полоса пропускания заканчивается, частоты жестко подавляются

Как же выбирать частоту пропускания? Зависит от того, какие сигналы вы собираетесь изучать и насколько «глубоко» вам надо их исследовать. Для аналоговых сигналов все просто — верхний предел должен быть больше чем максимальная частота.

С меандрами все сложнее. На самом деле они состоят их суммы нечетных гармоник сигнала. Чем больше гармоник, тем больше форма похожа на квадрат, а не на сглаженное что-то. Но гармоники высокого порядка имеют очень высокую частоту. Если надо исследовать фронты, их отклонение, то верхний предел полосы пропускания — это десятки гигагерц. А такие приборы очень дорогие. Для обычной синусоиды достаточно 10-20 МГц, что значительно дешевле.

Как пользоваться осциллографом и для чего он вообще нужен. Часть II

Это вторая часть ликбеза по осциллографам, а первая часть здесь.

 

1. Вступление
2. Амплитуда, частота, период
3. Как измерить частоту
4. Как измерить, оценить сдвиг фаз

Эта заметка будет постепенно пополняться простыми, но полезными приёмами работы с осциллографом.   

Вступление

Главный вопрос, на который следует ответить: «что можно измерить с помощью осциллографа?» Как ты уже знаешь, этот прибор нужен для изучения сигналов в электрических цепях. Их формы, амплитуды, частоты. По полученным данным можно сделать вывод и о других параметрах изучаемой цепи. Значит с помощью осциллографа в основном можно (я не говорю про супер функции супер-современных приборов):

• Определить форму сигнала
• Определить частоту и период сигнала
• Измерить амплитуду сигнала
• Не напрямую, но измерить ток тоже можно (закон Ома в руки)
• Определить угол сдвига фазы сигнала
• Сравнивать сигналы между собой (если прибор позволяет)
• Определять АЧХ
• Забыл что-то упомянуть? Напомните в комментариях!

Все дальнейшие примеры следует делались с рассчетом на аналоговый осциллограф. Для цифрового всё тоже самое, но больше умеет, чем аналоговый и в определённых вопросах снимает необходимость думать там, где можно просто показать цифру. Хороший инструмент таким и должен быть.

Итак, перед работой следует подготовить прибор: поставить на стол, подключить к сети =) Да ладно, шучу. Но если есть возможность, то следует его заземлить. Если есть встроенный калибратор, то по инструкции к прибору надо его откалибровать. _{(подсказка: инструкции есть в сети).} 

Подключать свой осциллограф к исследуемой цепи ты будешь с помощью щупа. Это такой коаксильный провод, на одном конце которого разъем для подключения к осциллографу, а на втором щуп и заземление для подключения к исследуемой цепи. Какой попало провод в качестве щупа использовать нельзя. Только специальные щупы. Иначе вместо реальной картины дел увидишь чушь.

Я не буду рассматривать каждый регулятор осциллографа подробно. В сети есть море таких обзоров. Давай лучше учиться как проводить любительские измерения: будем определять амплитуду, частоту и период сигнала, форму, полосу пропускания усилителя, частоту среза фильтра, уровень пульсаций источника питания и т. д. Остальные хитрости и приёмы придут с практикой. Тебе понадобится осциллограф и генератор сигнала.

Виды сигналов

Буду говорить без барских штучек, по-мужицки. На экране осциллографа ты будешь видеть либо синусоидальный сигнал, либо пилу, либо прямоугольнички, либо треугольный сигнал, либо просто какой-нибудь безымянный график. 

Все виды сигналов не перечесть. Да и сами сигналы не знают, что относятся к какому-то там виду. Так что твоя задача не названия запоминать, а смотреть на экран и быстро соображать, что означает увиденное на нём, какой процесс идёт в цепи.

Амплитуда, частота, период

Осциллограф умеет измерять как постоянное, так и переменное напряжение. У всех приборов для этого есть два режима: измерение только переменного сигнала, измерение постоянного и переменного одновременно. 

Это значит, что если ты выберешь измерение переменного сигнала и подключишь щуп к батарейке, то на экране прибора ничего не изменится. А если выберешь второй режим и проделаешь тоже самое, то линия на экране прибора сместится приблизительно на 1. 6В вверх (величина ЭДС пальчиковой батарейки). Зачем это нужно? Для разделения постоянной и переменной составляющей сигнала!

Пример. Решил ты измерить пульсации в только что собранном источнике постоянного напряжения на 30В. Подключаешь к осциллографу, а луч убежал далеко вверх. Для того, чтобы удобно наблюдать сигнал придется выбрать максимальное значение В/дел на клетку. Но тогда ты пульсаций точно не увидишь. Они слишком малы. Что делать? Переключаешь режим входа на измерение переменного напряжения и крутишь ручку В/Дел на масштаб в разы поменьше. Постоянная составляющая сигнала не пройдет и на экране будут показываться только только пульсации источника питания. 

Амплитуду переменного напряжения легко определить зная цену деления В/дел и просто посчитать число клеток по оси ординат, которые занимает этот сигнал от нулевого значения (среднего), до максимального.

Если посмотреть на экран осциллографа на картинке выше и предположить, что В/дел = 1В, тогда амплитуда синусоиды будет 1. 3В. 

А если предположить, что Время/дел (развертка) установлено в 1 миллисекунду, тогда период этой синусоиды будет занимать 4 клетки, а зачит период T = 4 мс. Легко? Давай теперь вычислим частоту этой синусоиды. Частота и период связаны формулой: F = 1/T (Т в секундах). Следовательно F = 1/ (4*10^-3) и равняется 250 Гц.

Конечно, это очень грубая прикидка, которая годится только для вот таких чистеньких и красивых сигналов. А если подать вместо чистой синусоиды какую-нибудь музыкальную композицию, то в ней будет множество разных частот и на глазок уже не прикинешь. Чтобы определить какие частоты входят в эту композицию потребуется анализатор спектра. А это уже другой прибор. 

Измерение частоты 

Как я уже писал выше, с помощью осциллографа можно измерять и частоту. А ещё можно не просто измерить частоту какого-нибудь синусоидального сигнала, а даже сравнить частоты двух сигналов, к примеру, с помощью фигур Лиссажу. 

Это очень удобно, когда хочется, например, откалибровать собранный своими руками генератор сигналов, а частотомера под руками нет. Тогда и приходят на помощь фигуры Лиссажу. Жаль не все аналоговые осциллографы могут их показывать. 

Сдвиг фаз

Частенько бывает так, что фаза тока и фаза напряжения расходятся. Например, после прохождения через конденсатор, индуктивность или целую цепь. И если у тебя есть двухканальный осциллограф, то легко можно посмотреть как сильно отличаются фазы тока и напряжения _{(А если есть современный цифровой, то там есть даже специальная функция для измерения сдвига фаз. Круто!)}. Для этого следует подключить осциллограф вот таким образом:

 

Что еще почитать про осциллографы?

1. Как пользоваться осциллографом и для чего он вообще нужен. Часть I
2. Б. Иванов. Осциллограф — ваш помощник.
3. В. Новопольский. Работа с осциллографом
4. Афонский, Дьяконов. Измерительные приборы и массовые электронные измерения
5. Осциллографы Основные принципы измерений (Пособие от Tektronix)
6. Оценка разности фаз с помощью фигур Лиссажу

/blog/kak-polzovatsya-ostsillografom-i-dlya-chego-on-voobsche-nuzhen-chast-ii/ В первой части я рассказал кратко историю осциллографа, для чего он нужен и какие бывают виды. А сегодня расскажу о некоторых практических приёмах применения осциллографа. 2016-03-31 2016-11-03 осциллограф, сдвиг фаз, измерение тока и напряжения

Что такое осциллограф? Почему он вам нужен?

Что такое осциллограф? Почему он вам нужен? — Центр знаний технической поддержки открыт

Это содержимое не может отображаться без JavaScript.
Включите JavaScript и перезагрузите страницу.

Начало загрузки..

сохранить  Сохранить

Оперативные руководства

Резюме

Осциллографы показывают сердцебиение электронных устройств. Они дают нам все виды информации о том, правильно ли работает электронное устройство, позволяя нам проверить его жизненно важные функции.

Описание

Жизненно важными параметрами наших устройств могут быть напряжение или ток. И точно так же, как мы не хотим, чтобы наши сердца бились слишком быстро или слишком медленно, мы хотим, чтобы эти напряжения колебались с правильной скоростью или частотой. Все мы знаем, что шумы в сердце — это плохо. Что ж, мы также не хотим никаких сбоев в наших электрических сигналах, и осциллограф может помочь нам их найти. Такая информация о ваших электронных устройствах позволяет вам убедиться, что они работают должным образом. А если это не так, осциллографы помогут вам диагностировать проблему и устранить ее. Если вы инженер-электрик, скорее всего, вы могли бы использовать осциллограф ─ независимо от того, являетесь ли вы инженером-испытателем или студентом, или работаете в сфере производства, ремонта, исследований или разработок.

1000 Осциллографы серии X для различных измерений.

 

Основная операция осциллографа отображает напряжение в зависимости от времени, с напряжением по вертикальной оси и временем по горизонтальной оси. Это позволяет вам дважды проверить, что сигнал вашего устройства соответствует вашим ожиданиям, как по амплитуде, так и по частоте. А поскольку осциллографы обеспечивают визуальное представление сигнала, вы можете увидеть любые аномалии или искажения, которые могут возникнуть. Но прежде чем приступить к тестированию, вам нужно кое-что обдумать.

 

Осциллографы отображают напряжение по вертикальной оси и время по горизонтальной оси.

 

Осциллографы бывают разных видов. Вы хотите выбрать осциллограф с правильной полосой пропускания, целостностью сигнала, частотой дискретизации и входными каналами. Вы также хотите убедиться, что он совместим с любыми приложениями и датчиками, которые могут вам понадобиться. Вот список некоторых функций, которые следует проверить при выборе осциллографа:

 

• Полоса пропускания — диапазон частот, который осциллограф может точно измерить. Полоса пропускания осциллографа обычно находится в диапазоне от 50 МГц до 100 ГГц.
• Частота дискретизации  – количество выборок, которые осциллограф может получать в секунду. Чем больше выборок в секунду, тем более четко и точно отображается форма сигнала.
• Целостность сигнала — способность осциллографа точно отображать форму сигнала. Вам не нужен монитор сердечного ритма, который отображает неверную информацию. То же самое относится и к тестируемому устройству. Вы не хотели бы заявлять, что ваше устройство неисправно, и тратить недели, пытаясь найти основную причину, когда на самом деле проблемы нет.
• Каналы  – Вход на осциллограф. Они могут быть аналоговыми или цифровыми. Обычно на осциллограф приходится от 2 до 4 аналоговых каналов.
• Совместимость пробника  — пробник — это инструмент, используемый для подключения осциллографа к тестируемому устройству. Существует большое разнообразие пассивных и активных пробников, каждый из которых предназначен для конкретных случаев использования. Вам нужен осциллограф, совместимый с типом пробника, который вам нужен для конкретных тестов.
• Приложения  – Программное обеспечение для анализа сигналов, декодирования протокола и проверки на соответствие может значительно сократить время, необходимое для выявления и фиксации ошибок в ваших проектах. Программное обеспечение для анализа может помочь вам найти и оценить джиттер, выполнить преобразование Фурье, создать глазковые диаграммы и даже идентифицировать и количественно оценить перекрестные помехи. Программное обеспечение для декодирования протоколов может идентифицировать цифровые пакеты информации, запускаться при различных состояниях пакетов и выявлять ошибки протокола. Не все осциллографы совместимы со всеми приложениями.

 

Теперь, когда вы вооружены жаргоном, вы готовы к работе. Для самого простого тестирования требуется только осциллограф с полосой пропускания от 50 до 200 МГц, пассивный пробник, достаточная частота дискретизации, целостность сигнала и входные каналы.

Вооружившись этими основами, вы можете выборочно проверить свои печатные платы (PCB), чтобы найти неисправные детали, зашумленные линии питания, короткие замыкания и входы/выходы (входы и выходы), которые не работают; погружайтесь в различные режимы триггера для поиска ошибок, сбоев и ошибок синхронизации; и захватывайте сигналы и данные, чтобы подтвердить качество ваших проектов. Некоторые базовые осциллографы даже обеспечивают анализ Боде или анализ частотной и фазовой характеристик. И это только начало.

 

Анализ частотной характеристики, выполненный на осциллографе InfiniiVision.

 

Осциллографы — это универсальные и широко используемые приборы. Автомеханики используют осциллографы для диагностики электрических проблем в автомобилях. Университетские лаборатории используют осциллографы для обучения студентов электронике. Исследовательские группы по всему миру имеют в своем распоряжении осциллографы. Производители сотовых телефонов используют осциллографы для проверки целостности своих сигналов. В военной и авиационной промышленности осциллографы используются для проверки систем радиолокационной связи. Инженеры-исследователи используют осциллографы для тестирования и разработки новых технологий. Осциллографы также используются для проверки соответствия протоколов USB и CAN, где выходной сигнал должен соответствовать определенным стандартам.

Вложения

— 6 Основы для получения максимальной отдачи от вашего осциллографа 
— Основные принципы работы с осциллографом, рекомендации по применению

Было ли это полезно?

---

Не нашли то, что искали?

ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА

• Дом
• У нас было лишнее масло.

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?

Адаптер Edimax 2-в-1 Wi-Fi и Bluetooth 4.0

Осталось всего 5! WRL-15449

21,50 $

Избранное Любимый 8

Список желаний

Несущая плата SparkFun MicroMod Asset Tracker

В наличии DEV-17272

149,95 $

2

Избранное Любимый 9

Список желаний

Несущая плата SparkFun MicroMod GNSS (ZED-F9P)

В наличии GPS-17722

324,95 $ $259,96

Избранное Любимый 6

Список желаний

МИКРОЭ RFID 2 Нажмите

Нет в наличии WRL-19379

109,95 $

Избранное Любимый 0

Список желаний

Контурные скульптуры как новое хобби

11 августа 2020 г.