Виды и типы осциллографов, их назначение и применение

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

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

•  Аналоговые осциллографы
• Цифровые осциллографы
• Анализаторы смешанных сигналов

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

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

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

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

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

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

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

назначение и принцип действия, классификация (цифровой, механический)

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

Понятие и история создания

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

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

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

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

Развёрнутая классификация прибора

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

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

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

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

Особенности внутреннего устройства

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

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

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

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

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

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

Синхронизация с наблюдаемым сигналом

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

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

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

Специфика выбора товара

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

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

Применение и интересные факты

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

Прибор позволяет:

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

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

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

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

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

Как работать с осциллографом?

Время чтения: 5.5 минут

Осциллограф — это прибор, предназначенный в первую очередь для наблюдения формы сигналы. Кроме того, он применяется для измерения напряжения, тока, частоты, угла сдвига фазы сигнала. Используется в научно-исследовательских и прикладных целях.

Осциллографы бывают 2 видов:

• Аналоговые;
• Цифровые.

С приходом технологий аналоговые приборы постепенно «отошли на второй план» и сейчас их трудно найти в продаже.

В зависимости от функционала, цифровые в свою очередь подразделяются на:

• запоминающие (отличается от стандартного наличием памяти) осциллографы;
• с цифровым люминофором прибор позволяет делать большое количество «снимков сигнала» за одну единицу времени;
• стробоскопические – применяются при работе с высокочастотными сигналами (50 ГГц и более). Прибор выбирает различные точки сигнала в нескольких последовательных периодах и в процессе обработки воссоздает исходную форму волны;
• комбинированный – работает во временной и частотной области (отображаются и форма, и спектр сигнала). Как правило, применяется при поиске проблем в областях, где сигналы могут приводить к необычным явлениям в спектрах. Используются в области сотовой связи, при разработке и обслуживании беспроводных систем связи.
• смешанных сигналов – прибор сочетает в себе функции логического анализатора и цифрового осциллографа. Благодаря этому можно удобно исследовать цифровые схемы.

Цифровой осциллограф состоит из:

• электронно-лучевой трубки;
• входного усилителя исследуемого сигнала, выход подключен к пластинам вертикального отклонения трубки, который генерирует сигнал пилообразной формы, который в свою очередь подается на пластины горизонтального отклонения трубки;
• блока горизонтальной развертки;
• калибраторов длительности и амплитуды;
• ЖК –дисплея;
• блока управления яркости.

Как подключить осциллограф

Цифровой осциллограф преобразует сигнал в цифровой формат, используя аналогово-цифровой преобразователь и обрабатывает сигнал в цифровой форме.

Вход прибора имеет 2 клеммы – «фазу» (подключение ко входу усилителя вертикального отклонения луча) и «землю» (электрически подключена к прибору).

Прибор показывает напряжение фазы относительно земли.

Если вы не знаете, какой проводник «земля», а какой «фаза», то установить это можно следующим образом:

Не подключая никуда осциллограф, возьмите рукой один из контактов одного из входных проводников, другой рукой при этом не надо ничего касаться. Если проводник «земля», то на экране вы увидите горизонтальную линию развертки, а если «фаза» — сильные помехи в виде искаженной синусоиды частотой 50 Гц.

Определив фазы, можно приступать к непосредственному подключению осциллографа к цепи. При отсутствии выраженного общего провода подключаемся к любой из точек, напряжение которой не надо исследовать. При наличии общего провода, подключаем корпус осциллографа к нему и считаем такой провод за условную точку – нулевой потенциал. Рекомендуем не нарушать данное правило, так как отступление может привести к большим погрешностям в измерениях.

Режимы развертки

• ждущий – если сигнала нет или он слабый развертки на дисплее нет и экран гаснет;
• автоколебательный –при таком режиме генератор работает в автоматическом режиме. В связи с этим, даже при отсутствии сигнала после окончания цикла развертки она заново запускается. Луч наблюдается на экране даже при отсутствии сигнала;
• однократный – генератор «возводится» с помощью внешнего воздействия, например, при нажатии на кнопку.

Настройка осциллографа

Перед работой осциллограф необходимо настроить – откалибровать каналы. Делать это необходимо после того, как прибор прогреется – примерно через 5 минут после включения. При калибровке высокочастотного осциллографа рекомендуем взять шнур с двумя разъемами (на вход прибора и на выход калибратора). В противном случае возможны искажения сигнала. В случае, если у вас низкочастотная модель достаточно просто коснуться щупом калибратора. Затем следует переключатель «вольт/дел» поставить в такое положение, чтобы сигнал калибратора занимал 2-4 деления на дисплее. После этого включается переменное напряжение канала и на экране появляется сигнал. Потом в зависимости от частоты калибратора, ручку развертки следует поставить в положение, чтобы было видно не менее 5-7 периодов. Если частота 1 килогерц, то частота развертки составляет 1 мс (каждый период занимает одно деление экрана). Затем проверяем, чтобы на протяжении нескольких периодов сигнал попадал точно по делениям экрана. При несовпадении поворачиваем ручку плавного изменения развертки в тех пор, пока не увидим совпадения.

Параллельно не забываем проверять амплитуду сигнала, она должна быть такой же, как написано на калибраторе.

Измерение частоты

Осциллограф позволяет измерять период сигнала, который обратно пропорционален частоте. Наиболее удобно измерять период в месте пересечения

Измерение сдвига фаз

Расположение друг к другу двух колебательных процессов во времени показывает сдвиг фаз. Измерение происходит в долях периода сигнала. Одинаковому взаимному расположению сигналов соответствует фазовый сдвиг. При этом период и частота сигналов не влияют на результаты измерения. В связи с чем удобно растягивать период сигнала на весь экран.

Автор:

Косолапов Виктор

Электронный осциллограф — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Электронный осциллограф

Cтраница 4

Электронный осциллограф ( рис. 81, а) состоит из нескольких узлов: электроннолучевой трубки, усилителя вертикального и горизонтального отклонений, генератора пилообразного напряжения, блока питания.  [46]

Электронный осциллограф может быть использован не только для исследования изменений напряжения во времени. С помощью специальных преобразователей изменения любой физической величины могут вызвать изменения напряжения в электрической цепи и исследованы с помощью осциллографа. Например, иепользуя микрофон, можно преобразовать колебания давления воздуха при распространении в нем звука в механические колебания диафрагмы микрофона, колебания диафрагмы вызывают колебательное движение связанной с ним катушки в поле постоянного магнита, а это движение катушки сопровождается возникновением переменного напряжения на ее концах. Присоединив выводы микрофона к входу электронного осциллографа, можно исследовать звуковые колебания.  [47]

Электронный осциллограф — это прибор, который служит для записи и визуальных наблюдений электрических сигналов, меняющихся по времени, а также для измерения электрического напряжения, частоты, временных интервалов.  [48]

Электронный осциллограф предназначен для экспериментального определения периода релаксационных электрических колебаний. Для этого на одну пару пластин ( X) подается пилообразное напряжение от генератора развертки осциллографа, а па другую пару пластин ( У) — исследуемое напряжение.  [49]

Электронные осциллографы применяют для регистрации относительно высокочастотных сигналов и одиночных импульсов. В этом случае используют специальные фото — и кинокамеры, с помощью которых производят съемку изображения с экрана электронно-лучевой трубки. Для фотографирования обычно применяют осциллографы с трубками, имеющими голубое или синее свечение. Имеются также специальные регистрирующие осциллографы, сочетающие в себе электронно-лучевую трубку с устройством механической временной развертки. Запись осуществляется на высокочувствительную осциллографическую бумагу световым лучом, спроецированным оптической системой с экрана трубки. Регистрируемый сигнал через усилитель поступает на отклоняющие пластины трубки, а временная развертка сигнала происходит благодаря перемещению фотобумаги с постоянной скоростью в направлении, перпендикулярном отклонению луча на экране.  [50]

Электронный осциллограф используется для наблюдений за периодическими процессами, а также при изучении динамических процессов высокой частоты, В последнем случае для регистрации наблюдаемых процессов пользуются фотоприставкой.  [51]

Электронный осциллограф ( осциллоскоп) — это один из наиболее распространенных в настоящее время радиоизмерительных приборов. Кроме того, он может быть использован также для измерения частоты, фазы, напряжения, коротких промежутков времени и пр.  [52]

Электронный осциллограф работает в режиме круговой развертки. Яркость осциллограммы устанавливают очень малой. Исследуемые напряжения подаются на формирующее устройство, в котором производится преобразование сдвига фаз во временной интервал.  [53]

Электронные осциллографы предназначены для наблюдения формы электрических сигналов и измерения их параметров. С помощью различных осциллографов можно наблюдать практически любые сигналы — периодические, как непрерывные, так и импульсные; непериодические любой формы; одиночные, например электрический разряд.  [54]

Электронные осциллографы бывают однолучевые, двухлуче-вые ( двухканалыше) и многолучевые, позволяющие одновременно наблюдать два или несколько сигналов. В двухдучевых осциллографах применяются двухлучевые трубки и соответственно два канала У. В двухканальных осциллографах применяется однолу-чевая трубка, а два канала У поочередно с большой скоростью с помощью электронного коммутатора подсоединяются к пластинам вертикального отклонения.  [55]

Электронный осциллограф может работать в следующих основных режимах: в режиме внутренней синхронизации, в режиме внешней синхронизации, в автоматическом режиме и режиме специальной развертки.  [56]

Электронные осциллографы — приборы, предназначенные для наблюдения, измерения и записи изменяющихся во времени ( как периодически повторяющихся, так и однократных) электрических процессов.  [58]

Электронные осциллографы, подвижная часть которых создается электронным лучом, практически не обладающим инерцией, применяются для наблюдений и записи электрических величин частотой до сотен мегагерц или непериодических процессов длительностью до долей микросекунд.  [59]

Электронные осциллографы по способу получения электронного луча делятся на осциллографы с холодным катодом и осциллографы с накаленным катодом.  [60]

Страницы:      1    2    3    4    5

Портативные осциллографы | Fluke

Портативные осциллографы ScopeMeter® можно использовать в условиях, где стандартные стендовые осциллографы с трудом выдерживают воздействие суровых, опасных и загрязненных промышленных сред. Эти портативные приборы сочетают в себе производительность стендового осциллографа, функции мультиметра и безбумажного регистратора, что обеспечивает установку, ввод в эксплуатацию и обслуживание промышленного и электронного оборудования в полевых условиях. В измерительных приборах ScopeMeter компании Fluke используется уникальный режим Connect-and-View ™ для автоматической и непрерывной настройки осциллографа, что упрощает их использование даже при сложных сигналах.

Измерительные приборы Fluke 190 ScopeMeter серии II
Измерительные приборы ScopeMeter 190 серии II — это высокопроизводительные портативные осциллографы, предназначенные для поиска и устранения неисправностей промышленных электрических или электронных систем. Серия работает в полосах пропускания 60, 100, 200 или 500 МГц.

Осциллограф Fluke серии 120B
Прибор ScopeMeter серии 120B с осциллографом с двойным входом и цифровым мультиметром идеально подходит для использования на промышленном электрическом или электромеханическом оборудовании, когда требуется прочный портативный осциллограф. В серию входят модели с полосой пропускания 20 или 40 МГц, приборы поддерживают систему Fluke Connect^™, для них существует специальное мобильное приложение, а также ПО FlukeView^™ и ScopeMeter, которое позволяет осуществлять расширенное сотрудничество, анализ данных и архивирование важной информации о проверках.

Анализаторы работы электроприводов Fluke серии MDA-500
Анализаторы работы электроприводов серии MDA-500 представляют собой идеальные портативные измерительные приборы для анализа работы электроприводов, выполняющие измерения с пошаговыми инструкциями, которые позволяют увидеть, где выполнять соединения, а также содержат предварительно заданные профили измерений, которые помогают получать необходимые важные данные: от входа к выходу, от шины постоянного тока и от самого электродвигателя. Приборы серии MDA-500 также оснащены всеми функциями осциллографа 500 МГц для выполнения измерений и регистрации данных, что позволяет выполнять полный спектр электрических и электронных измерений в промышленных системах.

Осциллограф смешанного сигнала | Perytech

• Имеет как логический анализатор, так и функции осциллографа

• Дружественный интерфейс

• Осциллограф USB имеет мощные функции и прост в использовании

• Логический анализатор поддерживает декодирование шины и список пакетов протоколов

• Логический анализатор имеет максимальную скорость сжатия данных 1 миллион, использует 1k памяти, что эквивалентно 1G памяти

Index

Что такое MSO?

MSO объединяет функции осциллографа и логического анализатора. Осциллографы и логические анализаторы — это инструменты, часто используемые в электронике. Хотя оба они могут использоваться для измерения электрических сигналов, они имеют разные функции. Осциллографы используются для измерения аналоговых сигналов, при этом экраны постоянно обновляются, чтобы пользователи могли наблюдать изменения в сигналах. Логические анализаторы используются для измерения цифровых сигналов, а наблюдаемые формы сигналов отображают только два состояния булевого значения (0 и 1). Логические анализаторы имеют больше каналов и большую память, чем осциллографы. Некоторые логические анализаторы имеют функцию шинного декодирования.

USB-накопитель Perytech USB имеет программное обеспечение осциллографа и логического анализатора. Программное обеспечение осциллографа показано ниже. Панель программного обеспечения похожа на традиционный осциллограф и подходит для наблюдения за изменениями аналоговых сигналов в реальном времени.

Программное обеспечение логического анализатора представлено на следующем рисунке (щелкните изображение, чтобы отобразить исходное изображение). Логический анализатор имеет мощные функции, которые подходят для проверки нескольких каналов и относительно длинных цифровых сигналов. Кроме того, логический анализатор имеет функцию шинного декодирования.

Режим MSO одновременно измеряет цифровые и аналоговые сигналы, как показано ниже (щелкните изображение, чтобы отобразить исходное изображение). Шестнадцать каналов логического анализатора могут использоваться в режиме MSO.

Ввести режим осциллографа

Функция 1: простой в использовании интерфейс

Многие разработки программного обеспечения осциллографа USB для оконной формы, потому что эта форма проще всего разрабатывать. Однако такая конструкция сильно отличается от фактических осциллографов и вызывает трудности и неудобства для пользователей.

Конструкция программного обеспечения USB осциллографа Perytech аналогична конструкции реального осциллографа, как показано на следующем снимке экрана. Интерфейс чрезвычайно прост в использовании, и большинство пользователей могут работать со всеми функциями даже в отсутствие руководства пользователя.

Панель программного обеспечения может отображаться в пяти размерах или отображаться в полноэкранном режиме.

Функция 2: Мощная программная функция

Программное обеспечение включает в себя множество автоматических измерительных функций, таких как максимальное значение, минимальное значение, частота и период.

Функция курсоров полезна и удобна для написания отчетов.

В функции «Обзор» верхняя часть экрана показывает всю форму волны, а увеличенная часть формы сигнала показана ниже. Серую область можно перетаскивать вверх или верхнюю полосу прокрутки можно использовать для перемещения отображаемой секции.

Функция FFT может быть включена для просмотра частотной области. Функция FFT автоматически определяет пиковые значения.

Эквивалентная функция выборки: для периодических сигналов эта функция может анализировать сигналы и отображать их с частотой дискретизации 4 ГГц / с. Эта функция увеличивает разрешение выборки и предоставляет пользователю более подробную информацию.

Программное обеспечение осциллографа имеет множество математических функций, таких как добавление, вычитание, умножение, деление и квадрат.

Кривая Лиссажу, отображаемая в режиме XY.

Функция счетчика частоты имеет точность 0,1 Гц

Функция сохранения файла позволяет пользователям сохранять файлы в виде * .png, * .bmp или * .csv (файлы Excel) и * .txt или * .m (файлы MATLAB). На приведенном ниже рисунке используется функция «plot ()» MATLAB для рисования графика волны.

Функция 3: Функция укладки

Функция укладки используется для объединения нескольких осциллографов. До четырех осциллографов USB можно укладывать в виде 8-канального осциллографа.

Функция 4: Предоставляет API LabVIEW

LabVIEW можно использовать для разработки программы измерений.

Ввести режим логического анализатора

Мощная функция сжатия данных

Логический анализатор Perytech имеет функцию сжатия данных с максимальной степенью сжатия 1 миллион. Это существенно увеличивает время измерения.

Принцип режима сжатия: в нормальном режиме логический анализатор сохраняет все дискретизированные данные в памяти. В режиме сжатия записывайте только данные при изменении сигнала. Поскольку не все сигналы изменяются в каждом времени выборки, функция сжатия может существенно увеличить время записи.

В качестве реального тестового примера тестовый сигнал представляет собой тактовый сигнал 100 Гц, установив память на 128 тыс., Установив частоту дискретизации до 200 Мбит / с, логический анализатор без данных записи функции сжатия в течение примерно 0,65 мс. Степень сжатия старых логических анализаторов составляет всего 256, а время ее записи составляет приблизительно 167 мс. Логический анализатор Perytech имеет максимальное сжатие 1 миллион. В тех же условиях время записи логического анализатора Perytech превышает 640 000 мс.

На следующем рисунке представлено время записи для трех типов логических анализаторов. Логические анализаторы без функции сжатия требуют 128 Гб памяти для записи на 640 000 мс при тех же условиях.

Каково максимальное время записи в режиме сжатия?

Время записи в режиме сжатия связано с частотой изменений данных. Например, если сигнал изменяется один раз каждые 1 мс, время записи 8k-памяти составляет 8 секунд.

1 ms * 8000 = 8 s

Фактическое испытание режима сжатия

На следующем рисунке показано USB-соединение при подключении USB-мыши. При частоте дискретизации 200 MS / s, 64 k записей в памяти на 5,478 секунды. Без режима сжатия одно и то же время записи требует 1.09 G памяти для каждого канала.

На следующем рисунке показана связь ПЛК с RS-232. Скорость передачи данных по протоколу RS-232 19200 передается примерно раз в 240 мс. Частота дискретизации логического анализатора составляла 200 MS / s. В целом, 64 k памяти записано на 76,9 секунды. Без режима сжатия одно и то же время записи потребует 15,38 Гб памяти для каждого канала.

Следующее видео — демонстрация режима сжатия:

Простой в использовании интерфейс

Хотя логические анализаторы являются мощными, многие исследователи не используют их из-за значительного количества времени, необходимого для изучения того, как их использовать. Руководства пользователя некоторых логических анализаторов превышают 1000 страниц. У инженеров не так много времени, чтобы узнать, как использовать новый инструмент.

Понимая требования пользователей, Perytech разрабатывает логические анализаторы с помощью простого интерфейса. Все операции логического анализатора Perytech интуитивно понятны, пользователи могут использовать все функции успешно без руководства пользователя. Кроме того, было разработано много простых в использовании функций, позволяющих пользователям наблюдать сигналы и анализировать данные.

Упрощенная панель инструментов

Только самые часто используемые функции зарезервированы на панели инструментов, чтобы избежать путаницы пользователей. Значки просты и понятны, что означает, что пользователи не забудут, как пользоваться устройством, даже через несколько лет. Расширенные функции доступны в раскрывающемся меню.

Основная операция требует только двух шагов

ШАГ 1. Нажмите кнопку «Trigger» (на курсоре мыши на изображении ниже), чтобы установить условие триггера.

ШАГ 2: Нажмите кнопку «RUN».

Удобная функция панели каналов

Панель каналов в левой части экрана может использоваться для настройки каналов для измерения сигналов. Вы можете настроить имена каналов и шин, добавлять / удалять каналы, копировать / вставлять каналы и изменять цвет каналов. Вы также можете выбрать нужные каналы, нажав Ctrl + левую кнопку мыши, а затем объедините каналы в одну шину («Group Into Bus»).

Функция анализа шины

Логический анализатор Perytech обеспечивает функцию декодирования шины, которая может помочь пользователю автоматически анализировать различные значения шины. Это может сэкономить значительное количество времени. На следующем рисунке показан фактический анализ шины I2C с использованием логического анализатора Perytech.

На следующем рисунке показан анализ шины UART (RS-232) (4 канала).

Формат декодирования по умолчанию в формате шестнадцатеричного (Hex). Вы также можете выбрать десятичный дисплей или ASCII (этот параметр можно найти в формате «Меню» → «Параметры»> «Формат пакетных данных»). Следующее изображение представляет собой шину UART, показанную в формате ASCII.

Кроме того, логический анализатор Perytech имеет функцию списка пакетов протокола. Эта функция последовательно отображает декодированные пакеты в одном окне. Относительно легко проверить передачу пакетов, потому что вы можете проверять больше данных, чем представление формы сигнала в одном окне. Следующий рисунок представляет собой скриншот окна, в котором представлен список пакетов протоколов шины I2C. Perytech постоянно улучшает новую функцию анализа шины, вы можете в любое время поделиться с нами своими требованиями к новой функции анализа шины.

Список пакетов USB представлен ниже. Когда имеется большое количество данных, просмотр списка пакетов протокола намного проще и быстрее, чем просмотр декодирования формы сигнала.

Список пакетов протоколов можно экспортировать в виде текста (* .txt) или файла Excel (* .csv).

Другие функции

Функция курсора

Щелкните правой кнопкой мыши в области «линейка» (как показано ниже) в верхней части экрана, и появится меню функции курсора. Вы можете выбрать курсоры A и B или перейти к позициям курсора A, B и T («Trigger»). Вы можете перетащить курсор с помощью левой кнопки мыши. Когда вы перетаскиваете курсор возле края формы волны, он автоматически выравнивается по краю после отпускания левой кнопки.

Функция фильтра данных

Функция фильтра данных может использоваться для фильтрации требуемых данных. На следующем рисунке показан сигнал SPI. Поскольку интервал данных относительно длинный, на изображении может наблюдаться только один раздел данных.

Здесь мы можем использовать функцию фильтра и устанавливать извлечение данных, когда сигнал разрешения (A0) является низким, как показано на следующем снимке экрана:

После установки фильтра данных измеренный результат представлен в следующих формах сигналов. Когда «разрешающий сигнал» высок, данные фильтруются, оставляя только данные с низкого разрешения. Функция «Отдельные данные» сохраняет фрагмент отфильтрованных данных, которые могут использоваться для разделения данных. Это может быть полезно для анализа данных. По умолчанию включено, но пользователи могут отключить эту функцию.

Функция счетчика частоты

Функция счетчика частоты может содержать максимум 10 цифр. Максимальная точность — 0,1 Гц, а максимальная измеряемая частота — 200 МГц.

Функция экспорта данных

Программное обеспечение позволяет экспортировать данные осциллограммы в виде текстовых файлов, чтобы пользователи могли анализировать данные или разрешать другим программам доступ к данным, как показано ниже.

Функция пакетной триггера

Функция триггера пакета позволяет вам найти требуемый пакет. Когда эта функция включена, система захватывает данные и проверяет пакеты до тех пор, пока не появится пакет, который вам нужен. Когда появляется пакет, система перестает захватывать данные и отображает пакетные данные на экране.

Синхронизированная функция перемещения

Функция синхронизированного перемещения полезна, если вы хотите изучить различия между двумя файлами. Откройте два файла и активируйте эту функцию, затем с помощью курсора выберите отметку T, A или B в качестве начальной точки. Волновые формы двух файлов выравниваются в начальной точке, а синхронное движение может быть увеличено и наблюдаться.

Аналоговый дисплей

В дополнение к значениям шина также может отображаться в аналоговой форме.

Логический анализатор Perytech имеет другие аппаратные функции, которые кратко представлены ниже.

Ширина Trigger. Триггер активируется, когда сигналы больше или меньше заданной ширины времени.

Задержка запуска. Триггер активируется, когда заданный период прошел после обнаружения сигнала триггера. Задержка триггера используется для наблюдения за сигналами после триггера.

Фильтр шума. В среде с высоким уровнем шума пользователи могут использовать функцию аппаратного фильтра для фильтрации шума.

Бесплатно для обновления. Постепенное бесплатное обновление программного обеспечения.

Введение в режим MSO

Режим MSO может одновременно измерять цифровые и аналоговые сигналы. Режим MSO можно выбрать в программном меню логического анализатора следующим образом.

Следующее изображение представляет собой фактическое измерение сигналов I²S. I²S — это тип цифрового аудиоинтерфейса, обычно используемого в аудио ЦАП. Три цифровых сигнала вверху — это сигналы I²S. Два аналоговых сигнала внизу — это сигналы левого и правого акустических каналов.

Увеличьте масштаб, чтобы увидеть декодированные пакеты I²S вверху.

Попробуйте программное обеспечение

Программное обеспечение обеспечивает демонстрационный режим, поэтому вы можете сначала попробовать программное обеспечение без аппаратного обеспечения. См. Ссылку на веб-страницу загрузки программного обеспечения. Вы можете скачать программное обеспечение.

Внешний вид MSO

MSO Perytech представляет собой корпус из черного алюминиевого сплава с отличной текстурой. Корпус из сплава получает матовую обработку поверхности, чтобы внешний вид был очень модным.

Надпись на панели и корпусе применяется с использованием технологии лазерной гравировки. Надписи не чешутся и не шелушатся, как делают краски и этикетки.

Аксессуары: внешний блок, MSO, два осциллографа, LA-клипы, клип-линия, диск и кабель USB 2.0.

Аксессуары включают два высококачественных осциллографа с частотой 100 МГц.

Как можно приобрести наши продукты?

Существует четыре способа покупки нашей продукции.

1.Купите прямо от нас: Мы принимаем T / T, PayPal и Alipay. Пожалуйста, свяжитесь с нами напрямую. Связаться с нами

2.Покупка у ваших местных дилеров: вы можете искать дилеров рядом с вами и покупать у них. Ссылка на сайт

3.eBay: У нас также есть магазин eBay. Не стесняйтесь посетить наш магазин eBay. Магазин eBay

4.Amazon: Вы также можете приобрести наши продукты через Amazon. Не стесняйтесь посетить наш магазин Amazon. Магазин Amazon.

Таблица спецификаций

Таблица спецификаций осциллографа

Model	MSO-40161	MSO-40162	MSO-40322	MSO-40325	MSO-40326
Sampling Rate (use 1 channel)	400MS/s
Sampling Rate (use 2 channels)	200MS/s
Bandwidth	100MHz
Channel	2
Memory	40k per Channel
Input Impedance	1MΩ±1% // 20pF±5%
Max. Input Voltage (for 1:1 probe)	40Vpk (DC + AC peak)
Input Coupling	AC, DC
Vertical Resolution	8 bits
Vertical Sensitivity	2mV/DIV to 5V/DIV (as 2-5-10 step)
Vertical Range	8 divisions
Offset Level	±4 divisions
Offset Increments	0.1 division
DC Accuracy	±3%
Time Base Range	200 ms ~ 5 ns
Time Accuracy	25 ppm
Time Display Range	10 Divisions
Trigger Type	Rising, Falling, Delay-Trigger
Trigger Mode	Auto, Normal, Single
Trigger Level	±4 divisions
Trigger Increments	0.1 division
Measurement	Vpp, Vmax, Vmin, Vmean, Period, Frequency, Average, RMS, High, Low, Amplitude, Middle, Rise Time, Fall Time, +Overshoot, -Overshoot, +Preshoot, -Preshoot, +Width, -Width
Cursor	Time difference, Voltage difference, FFT Frequency, FFT dbv
Equivalent Sample	4GS/s
Calibration Output	2.5V, 1kHz

Таблица спецификаций Logic Analyzer

Model	MSO-40161	MSO-40162	MSO-40322	MSO-40325	MSO-40326
Channels	16	16	32	32	32
Memory Depth (Per Channel)	64k	128k	128k	1M	2M
Compression Mode Max Equal Depth	64G	128G	128G	1T	2T
Compression Mode Max Record Time(Sec)	320	640	640	5000	10000
Max Sample Rate	200MS/s
Bandwidth	100MHz
Max Compression Ratio	1 million
Available Channels for Compression	16
Noise Filter	Support hardware glitch filter with 1 or 2 sampling width
Trigger Type	Rising Edge, Failing Edge, Either Edge, High, Low, None
Width Trigger	Support trigger condition that signal is greater than or less than specific Width Time
Trigger Position	Trigger position can be adjusted for occupying 10% to 90% of memory, and the default value is 10%
Trigger Voltage Range	+6V ~ -6V
Trigger Voltage Resolution	0.1V
Max Input Voltage	±30V
Protocol Decode	I2C, SPI, UART, I2S, PS2, 1-Wire, USB 1.1, S/PDIF, SD 1.1/2.0, CAN Bus, Lin Bus,3-Wire, Microwire, SSI, Miller, Manchester, SM Bus, PM Bus, Modbus, Jtag, DMX512, LPC, SWD, HDLC, RC-5, ESPI, Wiegand, QI, HDMI CEC, MII/RMII/GMII, DALI, GPIB, UNI/O, MIDI, FlexRay, (be on the increase)
Software Upgrade	Free
Input Impedance	500KΩ / 10pF

Другая таблица спецификаций

OS Support	Windows XP / Vista / Windows 7 / Windows 8.1 (32 & 64) / Windows 10 (32 & 64)
Interface	USB 2.0
Power Source	USB (DC 5V, 500mA)
Dimension	162 x 116 x 24 (mm)
Weight	326 g
Warranty	3 years

Продукт имеет сертификаты CE и FCC.

Полоса пропускания осциллографа, что это такое?

Пропускная способность системы представляет собой комбинацию пропускной способности зонда и входной пропускной способности осциллографа. Каждый из них может быть аппроксимирован RC-цепью нижних частот, что означает геометрическую сложность задержек:

t_system^2 = (t_probe^2 + t_scope^2)
f_system = 1/sqrt((1/f_probe)^2 + (1/f_scope)^2)

Это означает, что прицел 10 МГц с датчиками 60 МГц может измерять синусоиды с частотой 9,86 МГц с затуханием -3 дБ (100 * 10 ^ {- 3/20}%).

При измерении цифровых последовательностей импульсов важна не столько периодичность, сколько времена нарастания и спада, поскольку они содержат высокочастотную информацию. Время нарастания может быть математически аппроксимировано повышением RC или повышением по Гауссу и определяется как время прохождения сигнала от 10% разницы между низким напряжением (логический 0) и высоким напряжением (логический 1) до 90% разницы. Например, в системе 5 В / 0 В оно определяется как время, от которого можно добраться 0.1*5V=0.5Vдо 0.9*5V=4.5V. С этими ограничениями и некоторой причудливой математикой можно понять, что у каждого типа характерного времени нарастания есть частотное содержание до приблизительно 0.34/t_riseдля Гаусса и0.35/t_riseдля RC. (Я использую 0.35/t_riseбез уважительной причины и сделаю это до конца этого ответа.)

Эта информация работает и в другом направлении: конкретная полоса пропускания системы может измерять только время нарастания 0.35/f_system; в вашем случае от 35 до 40 наносекунд. Вы видите нечто похожее на синусоидальную волну, потому что это то, что пропускает аналоговый интерфейс.

Псевдоним — это артефакт цифровой выборки, который также влияет на ваши измерения (вам не повезло!). Вот заимствованное изображение из WP:

Поскольку аналоговый интерфейс пропускает только времена нарастания 35 нс до 40 нс, мост дискретизации АЦП видит что-то вроде ослабленной синусоидальной волны 50 МГц, но он производит выборку только на частоте 50 мс / с, поэтому он может считывать только синусоиды ниже 25 МГц. Многие области имеют фильтр сглаживания (LPF) в этой точке, который ослабляет частоты, превышающие частоту дискретизации более чем в 0,5 раза (критерии выборки Шеннона-Найквиста). В вашей области, похоже, нет этого фильтра, так как пиковое напряжение все еще довольно высокое. Какая это модель?

После моста выборки данные попадают в несколько процессов DSP, один из которых называется децимацией и кардинальными интервалами , что дополнительно уменьшает частоту дискретизации и пропускную способность для лучшего отображения и анализа (особенно полезно для вычисления FFT). Данные дополнительно обрабатываются так, что они не отображают частоты, превышающие ~ 0,4 частоты дискретизации, называемые защитной полосой . Я бы ожидал, что вы увидите синусоиду ~ 20 МГц — у вас включено усреднение (5 точек)?

---

РЕДАКТИРОВАТЬ: Я высуну свою шею и предположу, что ваш осциллограф имеет цифровое сглаживание с использованием децимации и кардинальных интервалов, что в основном означает цифровой ФНЧ, а затем повторную выборку интерполированного пути. Программа DSP видит сигнал с частотой 20 МГц, поэтому она уменьшает его до тех пор, пока не станет ниже 10 МГц. Почему 4 МГц, а не ближе к 10 МГц? «Кардинальный промежуток» означает вдвое меньшую пропускную способность, а прореживание часто также имеет степень двойки. Некоторая целочисленная мощность, равная 2, или простая ее доля привела к тому, что синусоида 4 МГц выплеснулась вместо ~ 20 МГц. Вот почему я говорю, что каждый энтузиаст нуждается в аналоговой области применения. 🙂

---

_{РЕДАКТИРОВАТЬ 2: Поскольку это получает так много взглядов, я бы лучше исправить вышеупомянутый смущающе тонкий вывод.}
РЕДАКТИРОВАТЬ 2: Конкретный инструмент, который вам понравился, может использовать низкую дискретизацию, для которой для сглаживания необходим аналоговый вход BPF для окон, чего у этого инструмента, похоже, нет, поэтому он должен иметь только ФНЧ, ограничив его синусоидами менее 25 МГц. даже при использовании экв. время выборки . Хотя я также подозреваю, что качество аналоговой стороны, цифровая сторона, скорее всего, не выполняет вышеупомянутые алгоритмы DSP, вместо этого потоковая передача данных или передача одного захватав то время для грубого перебора чисел на ПК. 50 мс / с и 8-битная длина слова означают, что он генерирует ~ 48 МБ / с необработанных данных — это слишком много для потоковой передачи через USB, несмотря на теоретический предел 60 МБ / с (практический предел составляет 30 МБ / с-40 МБ / с), не важно накладные расходы, так что есть некоторая прореживание прямо из коробки, чтобы уменьшить это. Работа с 35 МБ / с дает частоту дискретизации ~ 37 мс / с, указывая на теоретический предел измерения 18 МГц или 20 нс времени нарастания при потоковой передаче, хотя, вероятно, он ниже, так как 35 МБ / с удивительно (но возможно!). В руководстве указано, что существует режим блокировки для сбора данных со скоростью 50 МБ / с до внутренней памяти 8 КБ (кашель)заполнен (160 мкс), а затем отправляет его на компьютер в неторопливом темпе. Я бы предположил, что трудности, с которыми столкнулись при проектировании качественного аналогового входа, были частично преодолены с помощью передискретизации в 2 раза (дополнительная точность полубита), что дало эффективную частоту дискретизации 25 мс / с, максимальную частоту 12,5 МГц и защитную полосу 10% ( (0.5*25-10)/25), все это можно уменьшить в самом ручном инструменте. В заключение, я не уверен, почему вы видите синусоиду 4 МГц, поскольку есть способы для этого, но хотел бы выполнить то же измерение в блочном режиме, а затем проанализировать данные с помощью сторонней программы. _{Я всегда усердно работал с осциллографами на базе ПК, но этот, похоже, имеет приличный вклад …}

Что такое осциллограф? — Определение из Техопедии

Что означает осциллограф?

Осциллограф — это оборудование, используемое для измерения электронных сигналов, которое используется во многих научных лабораториях. Он используется для наблюдения напряжений переменного сигнала на двумерной сетке, представляющей время. При подключении к источнику питания через пробник осциллограф немедленно отображает соответствующую форму волны в реальном времени. Хотя в основном они используются в научных и инженерных областях, они также используются в других областях, таких как телекоммуникации и медицина.

Техопедия объясняет осциллограф

Существуют различные типы осциллографов, а именно цифровые и аналоговые осциллографы, а также их разновидности, такие как:

• Аналоговые стробоскопические осциллографы
• Портативные осциллографы
• Осциллографы компьютерные
• Осциллографы смешанных сигналов

Разница в параметрах, таких как частота дискретизации, глубина памяти, количество каналов, требования к пробнику, полоса пропускания и возможности анализа, определяет, какой осциллограф лучше всего подходит для данной среды.Осциллографы состоят из трех основных компонентов: электронной пушки, горизонтальных и вертикальных отклоняющих пластин и люминофорного экрана. Постоянный поток электронов обеспечивается электронной пушкой, которая движется в постоянном направлении. Электроны проходят через горизонтальные и вертикальные отклоняющие пластины, и возникающее электрическое поле заставляет электроны двигаться вертикально или горизонтально. Полученный таким образом электронный луч попадает на люминофорный экран и отображает изображение на мониторе осциллографа.

Осциллографы могут измерять частоту и амплитуду сигнала, а также отображать форму сформированного сигнала. Он также предоставляет всю качественную и количественную информацию о временном интервале, времени нарастания и искажении сформированного сигнала. Анализ в реальном времени, который может быть предоставлен, в основном полезен для диагностики. Электрические сигналы, такие как аудио, можно преобразовать в напряжение и наблюдать на осциллографе. Регулировка возможна с помощью ручек и элементов управления на передней панели.

Однако, поскольку они предназначены в первую очередь для наблюдения за формой сигналов, осциллографы менее точны, чем другие испытательные устройства, для измерения напряжения постоянного тока. По сравнению с другими электронными и электрическими измерительными приборами осциллографы дороги и сложны. Потребности в обслуживании и ремонте осциллографов могут быть выше, и научиться работать с ними может быть сложнее, чем с другим подобным оборудованием.

Что такое осциллографы? — Основы схемотехники

Если вы читаете это, вероятно, вы новичок в этой идее или подумываете о покупке своего первого осциллографа.Так что же такое осциллограф? В названии есть все: oscillo — колебаться (изменять вверх и вниз) и scope — видеть. Другими словами, это инструмент для наблюдения за электрическими сигналами, амплитуда которых изменяется со временем.

Правильный осциллограф для вас

Существует много типов осциллографов (назовем их пока) — аналоговые, на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), цифровые, ЖК-дисплеи, адаптеры для ПК. Прицелы являются древними по стандартам электронной шкалы времени и впервые появились во время Второй мировой войны, чтобы помочь разработать первую радиолокационную систему, но с тех пор они не изменились и прошли долгий путь.Но в этой статье мы будем придерживаться аналогового прицела на основе ЭЛТ, потому что, если вы подумываете о его приобретении, это будет ваш самый экономичный путь. Многие подержанные совершенно функциональные модели легко доступны.

Отличные подержанные товары будут включать Tektronix, HP (Agilent) Kikosui и National. Чем выше пропускная способность осциллографа (максимальная частота, которую он будет отображать точно), тем больше вы заплатите. Для общего использования будет достаточно 20 МГц, но 100 МГц лучше, если вы хотите работать с радиочастотами.Получите максимум, который вы можете себе позволить. Но если вы новичок, очень сложный и дорогой прицел вас просто разочарует. Не беспокойтесь о задержке временной шкалы — за 40 лет использования осциллографов мне, возможно, понадобилось это три или четыре раза.

Ниже показаны три прицела из моей лаборатории. Я использую их все, поскольку каждый из них имеет свои особенности и полезность. Это цифровой Tektronix, аналоговый Kikosui и аналоговый Philips с задержкой развертки (слева направо). В общем, цифровые осциллографы отлично подходят для отображения измеренных значений, но плохо срабатывают или сглаживают при просмотре сложных форм радиочастотных волн, таких как модулированные сигналы, тогда как аналоговые осциллографы здесь превосходны.

Три осциллографа, которые я использую

Для чего он нужен?

Почему вы хотите использовать осциллограф, а не мультиметр? Это потому, что прицел может видеть за цифрами на ЖК-дисплее мультиметра. Прицел виртуально позволяет вам «видеть» электрические сигналы, как постоянного, так и переменного тока. Вкратце, он показывает изменение напряжения во времени. Поэтому, если вы подключите его к источнику синусоидальной волны, вы увидите синусоидальную волну на экране и взаимосвязь различных форм волны друг с другом, таких как фаза и частота.Основные области применения включают следующее:

• Наблюдение за сигналами в различных точках усилителя на предмет искажения, ограничения и смещения;
• Просмотр цифровых схем для проверки формы и уровня импульсов, возможно, нежелательных сбоев, проверка того, что генераторы работают чисто и с правильной частотой; и
• Рассмотрение выходных уровней преобразователей гитар, микрофонов и т. д.

Что внутри и как это работает?

Эта статья не о разработке внутренней части прицела.Но в двух словах, есть длинная ламповая ЭЛТ с нагретым катодом на дальнем конце, а конец экрана — это анод (с фосфорным покрытием) с приложенным к нему сверхвысоким напряжением (тысячи вольт, так что держите руки оттуда!). Это высокое напряжение заставляет поток электронов покидать катод и ударяется об анод (экран), заставляя его флуоресцировать (светиться) в том месте, куда они попали. По обе стороны от горловины трубки есть два набора отклоняющих пластин, X и Y. Если вы приложите к ним потенциал, они заставят луч отклониться, а пятно сместиться от центра.Поэтому, если вы подадите напряжение переменного тока на пластины Y (вертикальные), вы получите вертикальную линию на экране. И наоборот, если вы проделаете то же самое с пластинами X (горизонтальными), вы получите горизонтальную линию. Вы можете видеть, что, применяя сигналы к обоим, вы получите некоторый график на экране с небольшим воображением.

Если мы добавим еще несколько частей схемы — усилитель / аттенюатор для управления уровнями входного сигнала Y, осциллятор с линейной разверткой, применяемый к пластинам X и заставляющий их создавать горизонтальную развертку и способ синхронизации этого со входом частота и фаза — у вас будет базовый осциллограф.На экране будут отображаться сетки, а усилители X и Y будут иметь откалиброванные ручки управления для отображения отклонения по вертикали в вольтах на деление и по горизонтали в мкСм на деление.

Никогда не открывайте прицел, если вы не обученный техник по обслуживанию прицелов. Внутри смертельное напряжение. Кроме того, никогда не подключайте щупы осциллографа к сети переменного тока, если вы не знаете, что делаете. Если вы сделаете это неправильно, это может убить прицел и вас. Это можно сделать с помощью изолирующего трансформатора и возможных дифференциальных пробников, но это более сложная тема.

Настройка осциллографа

Это не так просто, как кажется: когда вы впервые сталкиваетесь с незнакомым прицелом, у которого повернуты все ручки, вам может потребоваться несколько минут, чтобы вернуть изображение на экран. Вот краткий способ навигации по этому адресу:

1. Убедитесь, что прицел включен — должен загореться светодиод, контрольная лампа или сетка.
2. Поверните все ручки в центральное положение.
3. Поверните ручку интенсивности примерно на 80%.
4. Выберите «авто» при выборе развертки.
5. Выберите «внутренний» в источнике развертки.
6. Установить запуск для внутреннего канала 1.
7. В вертикальном режиме выбирается канал 1 и выбирается связь по переменному току.
8. По вертикали 0,1 В / дел.
9. По горизонтали 1 мс / дел.

Поверните ручки вертикального и горизонтального положения, чтобы увидеть, сможете ли вы найти след. Теперь прицел должен показывать горизонтальную линию. Если у вас есть след, отрегулируйте фокусировку и интенсивность.

Подсоедините зонд и коснитесь наконечника. Вы должны увидеть грубую форму сигнала сети 50 Гц, отрегулируйте вертикальные и горизонтальные элементы управления, чтобы получить изображение, соответствующее экрану.

Если в вашем прицеле есть калибратор, подключите к нему пробник, и вы должны получить красивую чистую прямоугольную волну, обычно 1 В или 5 В, на частоте 1 кГц. Если съемка слишком велика или недостаточна, отрегулируйте небольшой триммер на датчике для получения красивой чистой прямоугольной волны.

Теперь все готово.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если возможно, используйте настройку 10X на датчике, если он есть, для более широкой полосы пропускания.Сейчас есть много вариантов, на которые стоит обратить внимание, какой канал запускать (тот, к которому подключен ваш зонд), и вам может потребоваться отрегулировать ручку удержания, если она есть, чтобы получить стабильный дисплей. Если у вас двухканальный осциллограф, есть несколько вариантов, например ALT CHOP и ADD. ADD отображает одну кривую, которая представляет собой арифметическую сумму обоих каналов. ALT отображает полную развертку канала 1, а затем полную развертку канала 2. CHOP делает нечто подобное, но поочередно отображает часть каждой кривой. Вам придется поиграть с ALT и CHOP, чтобы получить наилучшее отображение частоты развертки и запуска, которые вы используете.Мы никогда не упоминали измерения постоянного тока. Если вы установите вертикальную связь на постоянный ток, вы можете использовать вертикальное положение, чтобы установить базовую линию, а затем выполнить измерения постоянного тока. Я настоятельно рекомендую это, поскольку вы можете получить неожиданные результаты, такие как чрезмерная пульсация в источнике питания, сигнал переменного тока в точке, где вы ожидаете постоянного тока, что-то колеблющееся, случайные пики и импульсы. Если у меня есть неисправность или что-то просто не работает, я проверяю условия постоянного тока, и я всегда делаю это с помощью прицела.

Некоторые примеры сигналов

(используется с разрешения Tektronix)

Некоторые формы волн, которые вы можете увидеть Где их найти

Некоторые реальные измерения

На изображении осциллографа ниже на экране хорошо видна чистая синусоида, и мы собираемся найти амплитуду и частоту.

Чтобы найти амплитуду, вам необходимо знать 3 вещи: коэффициент усиления пробника (X1 или X10), вертикальное напряжение усилителя вольт / деление и размер формы волны на экране. Итак, на изображении выше коэффициент усиления датчика равен X1, вольт / деление составляет 50 мВ / дел, а форма волны — 6 делений. Учитывая это, размах напряжения (Vpp) составляет 50 * 6 = 300 мВpp. Пиковое значение составляет половину этого значения — 150 мВ, а среднеквадратичное значение (то, что вы бы прочитали на счетчике) составляет 0,707 * 150 = 106 мВ (0,707 — это 1 / √2).

Чтобы найти частоту (F), нам нужно только время / деление и количество делений между любыми двумя повторяющимися пиками формы волны.В приведенном ниже примере время / дел составляет 0,5 мс. Дел, а 2,2 дел. 0,5 * 10- ³ = 0,0011. Теперь это период, а F равно 1 / период = 1 / 0,0011 = 909 Гц.

Прочие измерения

Время нарастания определяется как время, необходимое для повышения импульса с 10 до 90 процентов от его устойчивого значения. Показанное время нарастания составляет 4,55 мкс. Делая это вручную на трассировке, горизонтальное время / деление составляет 2,5 мкс / дел, и похоже, что потребовалось около 1,8 деления, т.е.е., 1,8 * 2,5 мкСм = 4,5 мкСм.

Время спада определяется как время, необходимое для того, чтобы импульс снизился с 90 до 10 процентов от его устойчивого значения. На приведенной графике горизонтальное время / деление равно 1 мкс, и если у вас не было необычного осциллографа (показывает 1,08 мкс), вы могли бы оценить его примерно как 1 деление, то есть 1 мкс.

Рабочий цикл — это отношение длительности или ширины импульса (PW) к общему периоду сигнала, выраженное в процентах. В примере частота равна 1.3 кГц, поэтому период составляет 1 / f = 786 мкс, а максимальное время импульса — 79,7. Рабочий цикл 79,7 / 786 = 10,1%. Вы также можете оценить это следующим образом: по горизонтали составляет 100 мкс / дел и около 8,8 делений, а ширина импульса составляет около 90 мсек, поэтому рабочий цикл составляет 90 / (8,8 * 100) = 0,1023, 10,2%, что проверяет.

Измерение фазы . Вот диаграмма 50 Гц (грубая) и генератор сигналов, настроенный на почти одинаковую частоту, но смещенную по фазе (чистая синусоида). Обратите внимание, что генератор сигналов опережает 50 Гц примерно на 1 деление, то есть на 5 мс.Фаза θ = td * F * 360 ° = 5 мс * 50 * 360 = 90 ° вперед.

Вы можете многое сделать с осциллографом, значительно больше, чем может предложить мультиметр. Это довольно мощный и сложный инструмент, и стоит потратить время на то, чтобы получить / загрузить его руководство и внимательно его изучить. Если бы мне пришлось установить минималистичный рабочий стол для электроники, он бы состоял из паяльной станции, мультиметра, источника переменного тока и, конечно же, прицела!

Дигитайзер и осциллограф

— равные альтернативы?

Можно ли использовать дигитайзер в качестве осциллографа? В чем разница между осциллографом и дигитайзером? Что лучше использовать в следующем приложении: дигитайзер или осциллограф? Это интересные вопросы, и лучший способ начать отвечать на них — поискать в словаре определение осциллографа: «Электронный прибор, используемый для измерения изменяющихся электрических напряжений.Он отображает формы электрических колебаний на экране ».

Дигитайзер вместе с соответствующим программным обеспечением может сделать то же самое. Он получает форму волны электрического напряжения и отображает ее на экране. Самая большая разница в том, что осциллограф — это, как правило, автономный прибор с автономным дисплеем. В то время как дигитайзер является системным компонентом, который получает и сохраняет форму сигнала электрического напряжения и с помощью вспомогательного программного обеспечения отображает эти данные на экране.

Итак, ответ таков; да, дигитайзер можно использовать как осциллограф.Но здесь возникают два других вопроса:
Зачем использовать дигитайзер вместо осциллографа?
Какие характеристики дигитайзера делают его кандидатом на замену осциллографу?

Почему следует использовать дигитайзер вместо осциллографа?

Первый ответ на этот вопрос заключается в том, что дигитайзеры могут поддерживать большее количество входных каналов. Дигитайзеры предлагают до 16 каналов на одной карте, и обычно несколько карт могут быть связаны для создания системы с несколькими сотнями каналов.Это главное преимущество перед осциллографами, которые обычно ограничены количеством каналов менее восьми на прибор.

Рис. 1. Дигитайзеры спектра предлагают до 16 каналов для одной карты дигитайзера или модуля LXI и до 256 каналов при подключении до 16 карт / модулей.

Дигитайзеры

также предлагают несколько каналов с меньшим форм-фактором. Сравните восьмиканальный дигитайзер с восьмиканальным осциллографом, и вы легко увидите разницу. Карта дигитайзера настолько мала, что ее можно вставить прямо в свободный слот PCIe в большинстве современных ПК.Дигитайзеры также имеют значительное преимущество в том, что они имеют гораздо меньшее энергопотребление при том же количестве каналов. Следующее соображение — это разрешение по вертикали. Осциллографы предлагают максимальное разрешение от 8 до 12 бит, в то время как быстрые дигитайзеры предлагают разрешение от 8 до 16 бит. Имейте в виду, что разрешение зависит от полосы пропускания, поэтому вы должны сравнивать инструменты с той же полосой пропускания.

Если вам нужно переместить данные с высокой пропускной способностью на ПК для обработки, то дигитайзер — лучший выбор.Дигитайзеры Spectrum M4i могут передавать данные со скоростью до 3,4 ГБ / с по шине PCIe, в то время как автономные осциллографы обычно используют гораздо более медленные интерфейсы, такие как USB или LAN. Это делает данные с дигитайзера доступными на порядки быстрее, чем с осциллографа. Таким образом, дигитайзер, безусловно, является предпочтительным инструментом, когда требуется индивидуальная обработка сигналов и анализ данных.

Еще одна проблема, если вам нужно проводить измерения удаленно. Сетевые дигитайзеры, такие как дигитайзер SpectrumNETBOX, предлагают управление LXI и передачу данных, так что дигитайзер может быть расположен на большом расстоянии от места измерения.Это идеально, если вам нужно просматривать данные и управлять прибором из безопасной диспетчерской, из вашего офиса или даже из другого места в локальной сети вашей компании.

Дигитайзер — это расширяемый компонент системы. Количество каналов и конфигурацию системы дигитайзера легко увеличить. Измените или добавьте карты, и вы сможете изменить доступную полосу пропускания, частоту дискретизации и длину записи. В отличие от осциллографа, это прибор с относительно фиксированной конфигурацией.

Сравнение преимуществ дигитайзера и осциллографа:

Преимущества дигитайзера	Преимущества осциллографа
Покупайте только то, что вам нужно — от одного до большого количества каналов на систему с возможностью расширения при необходимости.	Доступна более высокая общая пропускная способность (за дополнительную плату)
Более высокое разрешение по вертикали доступно для данной полосы пропускания	Высокоинтерактивный просмотр и управление (сенсорные экраны, органы управления на передней панели)
Маленький, компактный, маломощный прибор	Большое количество совместимых датчиков
Высокая скорость передачи данных	Доступно большое количество встроенных методов измерения и анализа (по цене)
Более низкая стоимость канала	Компактный моноблок
Настраиваемые измерения и анализ (программируемое пользователем и стороннее программное обеспечение)	Не требуется «системная интеграция»

Какие характеристики дигитайзера делают его кандидатом на замену осциллографу?

Существуют сотни моделей и конфигураций дигитайзеров, из которых можно выбирать.После того, как вы разберетесь с основными вопросами о количестве каналов и полосе пропускания, вам нужно будет учесть еще несколько вещей при выборе дигитайзера для замены осциллографа.

Первый — посмотреть на частоту дискретизации. Он фиксированный или предлагает выбор частоты дискретизации? Осциллографы предлагают выбираемые частоты дискретизации, так что вы можете просматривать сигналы с различной частотой. Дигитайзер, заменяющий осциллограф, тоже должен подойти. Как правило, частота дискретизации должна в четыре-пять раз превышать ширину полосы для точной оцифровки сигналов с быстрыми фронтами.Некоторые дигитайзеры предлагают программируемую временную развертку (ФАПЧ) на основе цикла фазовой автоподстройки частоты. Кроме того, вы даже можете использовать внешние часы или внешние опорные часы, если хотите управлять или синхронизировать частоту дискретизации с другим источником.

Память сбора определяет самую длинную запись, которую вы можете получить без снижения частоты дискретизации. Дигитайзеры Spectrum M4i, например Предлагают до 4 Гвыборок памяти в стандартной комплектации, что примерно в четыре раза больше, чем у высококлассного осциллографа.На практике это означает, что дигитайзер может записывать более длинные сигналы без необходимости снижать частоту дискретизации (и, следовательно, терять ценное временное разрешение).

Дигитайзеры

, используемые в качестве осциллографов, также должны иметь гибкую конфигурацию внешнего интерфейса. Серия Spectrum M4i.44xx, состоящая из 14- и 16-битных дигитайзеров, предлагает входы как 50 Ом, так и 1 МОм на своем буферизованном входе, а также высокочастотный входной тракт 50 Ом с очень высокой целостностью сигнала. Оба входных тракта предлагают несколько входных диапазонов, как осциллограф.

Осциллографы

предлагают режимы сбора данных в реальном времени и сегментированные. Последовательный режим позволяет сегментировать память для сбора данных, а для приложений, в которых требуется регистрировать несколько событий, он может уменьшить мертвое время сбора данных (время повторной активации между каждым событием). Дигитайзеры обычно предлагают несколько различных режимов сбора данных. Некоторые дигитайзеры предоставляют режим кольцевого буфера (аналогичный режиму сбора данных осциллографом в реальном времени), режим FIFO или потоковой передачи, множественную запись (сегментированный режим), стробированную выборку и множественную временную базу (режим ABA), который сочетает медленную непрерывную запись с быстрым сбором данных на триггерные события.Эти несколько режимов сбора данных имеют быстрое время повторного включения. В случае 8-битного дигитайзера Spectrum M4i.22xx он составляет всего 80 периодов выборки (т. Е. 16 нс при 5 Гвыб / с). Это значительно короче, чем время повторного включения 1 мкс большинства осциллографов. Эти различные режимы сбора данных позволяют пользователю настроить дигитайзер для наилучшего использования памяти сбора данных для различных приложений.

Запуск синхронизирует сбор данных с внешними событиями. Эффективное использование дигитайзера требует большой гибкости при запуске устройства.Простые триггеры по фронту, основанные на наклоне и уровне сигнала, являются стандартными для большинства дигитайзеров. Многие также предлагают запуск окна. Источники запуска включают каналы сбора данных и несколько внешних входов запуска. Для максимальной гибкости триггера эти входы вместе с возможностью повторного включения могут быть логически объединены для создания расширенных состояний триггера.
Одним из ключевых преимуществ дигитайзеров является возможность быстрой потоковой передачи данных на компьютер для дальнейшего анализа и архивирования.

Дигитайзеры Spectrum в режиме FIFO (потоковом режиме) предназначены для непрерывной передачи данных между буферной памятью дигитайзера и памятью ПК.При использовании интерфейса PCI Express x8 Gen 2 скорость потоковой передачи достигает 3,4 ГБ / с. Осциллографы, в основном использующие интерфейсы LXI или USB, значительно медленнее передают данные на компьютер. Сочетание потоковых возможностей дигитайзеров с быстрой системой хранения данных (например, дисковый накопитель на базе RAID) делает дигитайзер идеальным решением для приложений, в которых необходимо сохранять длинные бесшовные сигналы. Системы можно легко настроить, чтобы обеспечить непрерывную запись в течение нескольких часов или даже дней.

Программное обеспечение для сбора, просмотра, измерения и анализа данных модульных дигитайзеров

Дигитайзеры

являются «слепыми» приборами и обычно не имеют встроенного дисплея для просмотра, измерения или анализа данных, которые они собирают.Вместо этого эти функции обычно выполняет ПК. Spectrum предоставляет полнофункциональную программу под названием SBench 6. Программа обеспечивает возможность управления дигитайзером и просмотра полученных сигналов. Он может выполнять как простые, так и сложные измерения и предлагает несколько инструментов анализа. SBench 6 поддерживает все семейства дигитайзеров Spectrum, включая дигитайзер NETBOX, и представляет собой мощное приложение для проверки работы дигитайзера прямо из коробки. Он также позволяет пользователю подтверждать работу дигитайзера во время разработки собственного программного обеспечения, а также служит автономной станцией для просмотра и анализа данных.SBench 6 обеспечивает функции отображения, управления, измерения и анализа, позволяя работать с дигитайзером как с осциллографом.

Рисунок 2: Программное обеспечение дигитайзера обеспечивает возможности отображения и анализа, как осциллограф. На рисунке 2 были получены два канала данных, которые показаны в нижней правой сетке. Горизонтальное расширение этой кривой показано в нижней центральной сетке. Верхняя левая сетка содержит график X-Y этих двух сигналов. Нижняя левая сетка содержит цифровой дисплей четырнадцати битов, составляющих сигнал на канале 1.Быстрое преобразование Фурье (БПФ) сигнала из канала 1 показано на верхнем правом дисплее, в то время как верхний центральный дисплей содержит гистограмму того же сигнала. Как можно заметить, объединение дигитайзера с SBench 6 обеспечивает все возможности отображения и анализа осциллографа.

SBench 6 также предоставляет курсоры (по два на каждую сетку дисплея) и параметры измерения. Курсоры демонстрируются на дисплее БПФ, где измеряются амплитуда и частота спектральных линий на 5 и 15 МГц.Показания курсора появляются в информационной панели слева от рисунка, связанного с отображением БПФ.

Три из 21 параметра измерения также отображаются в информационной панели, связанной с каналом AI-Ch0. Это амплитуда от пика до пика, эффективная (среднеквадратичная) амплитуда и частота. Инструменты анализа в SBench 6 включают в себя усреднение, арифметику формы сигнала, быстрое преобразование Фурье, гистограмму, фильтрацию и преобразование между аналоговой и цифровой областями.
Практическое измерение с использованием дигитайзера вместо осциллографа

Рисунок 3: Измерение мощности с помощью трех ваттметров с помощью дигитайзера.На рисунке 3 мы показываем фазные напряжения (Va, Vb и Bc), фазные токи (Ia, Ib и Ic) и рассеиваемую фазную мощность (Pa, Pb и Pc) для нагрузки, подключенной по схеме WYE (где мы имеют доступ как к фазному, так и к линейному напряжению).

Умножьте напряжение каждой фазы на соответствующий фазный ток, и в результате вы получите мгновенную мощность в каждой фазе. Среднее значение мгновенной мощности — это активная составляющая мощности. Сумма всех трех показаний фазной мощности — это полная активная мощность нагрузки.

Это измерение называется измерением мощности с помощью трех ваттметров.Чтобы выполнить это измерение с использованием внешних дифференциальных пробников для измерения напряжений, потребуется шесть каналов. Если используются несимметричные пробники, количество каналов увеличивается до девяти. Гибкость, позволяющая указать до 16 каналов на одной плате дигитайзера, является основным преимуществом в этом типе измерений. Фазные напряжения показаны в верхнем ряду рисунка 2. Фазные токи показаны в центральном ряду. Каждая форма сигнала перемножается с использованием аналоговых вычислений.Результирующая фазовая мощность отображается в нижнем ряду. Сумма всех трех форм сигнала фазной мощности, опять же аналоговое суммирование, отображается в крайней левой сетке с надписью «Общая мощность». Обратите внимание, что общая мощность относительно постоянна. Параметры, отображаемые на панели «Информация» слева, считывают средние значения отдельных форм сигналов фазовой мощности вместе с общей мощностью. Сумма средних значений трех измерений фазной мощности равна средней полной мощности. Результат измерения для полной мощности — 850.9 Вт.

Заключение

Эти примеры демонстрируют возможности комбинирования дигитайзера с мощным программным обеспечением для выполнения измерений, подобных осциллографу. Возможно, ваша следующая покупка «осциллографа» действительно окажется для дигитайзера?

На основе текста, написанного Spectrum Systementwicklung Microelectronic GmbH
www.spectrum-instrumentation.com/

Что это такое и как используется?

Цифровой осциллограф — это сложное электронное устройство, состоящее из различных программных и электронных аппаратных модулей, которые работают вместе для сбора, обработки, отображения и хранения данных, представляющих сигналы, представляющие интерес для оператора.

Цифровые осциллографы

часто называют цифровыми запоминающими осциллографами (DSO) или цифровыми стробоскопическими осциллографами (DSO).

Цифровой осциллограф Yokogawa DL7440 / DL7480

В своей простейшей форме цифровой осциллограф состоит из шести элементов — аналоговых усилителей вертикального входа, аналого-цифрового преобразователя и цифровой памяти формы сигналов, временной развертки с синхронизацией и синхронизацией, схем для отображения и реконструкции формы сигнала, светодиодного или ЖК-дисплея, а также источника питания.

Цифровые осциллографы

периодически дискретизируют изменяющийся во времени аналоговый сигнал и сохраняют в памяти формы сигнала значения сигнала в зависимости от времени.

Используя внутренние часы, цифровые осциллографы разделяют входные сигналы на отдельные временные точки. Затем мгновенные значения амплитуды квантуются осциллографом в этих точках. Полученные цифровые изображения затем сохраняются в цифровой памяти.

При заданной тактовой частоте дисплей восстанавливается из памяти устройства и, следовательно, рассматривается как соединенные точки или серия точек.Цифровые осциллографы предоставляют мощные функции по запуску оцифрованных данных из своей памяти.

Некоторые из преимуществ цифрового осциллографа перед аналоговым осциллографом включают способность осциллографа сохранять цифровые данные для последующего просмотра, загрузки в компьютер, создания бумажных копий или хранения на дискете, а также его способность мгновенно производить измерения цифровых данных.

После события запуска цифровые осциллографы можно настроить так, чтобы отображать формы сигналов по сравнению с аналоговым осциллографом, который необходимо запустить сначала, прежде чем он начнет трассировку.

Цифровой осциллограф также может исследовать оцифрованную информацию, хранящуюся в его памяти, и производить автоматические измерения на основе выбранных пользователем параметров, таких как скачок напряжения, частота и время нарастания.

Он также может отображать похожие захваченные данные различными способами. Эта возможность объясняется наличием большего количества захваченных данных, чем показано на экране. Он также предлагает гибкость, предоставляя широкий спектр вариантов хранения, обработки и отображения, таких как графика и отображение на четверть и половину экрана, а также многоступенчатые программы обработки.

Цифровой осциллограф идеально подходит для отображения сложных форм сигналов, когда необходимо производить расчеты и измерения на определенных участках сигналов, чтобы обеспечить отображение числовых данных и выходных сигналов, отражающих выбранные параметры сигналов.

Две основные категории цифровых осциллографов — это однократные осциллографы и осциллографы со случайным чередованием или эквивалентной временной дискретизацией.

Однократный осциллограф начинает дискретизацию события в реальном времени после выполнения условия запуска.Скорость аналого-цифрового преобразователя определяет ограничения скорости дискретизации однократных осциллографов. Размер памяти сбора данных устройства, которая принимает выходные данные от преобразователя, ограничивает время, в течение которого может быть произведена выборка одного события.

Между тем, осциллограф со случайным чередованием или осциллограф с эквивалентной временной дискретизацией полагается на дискретизацию повторяющихся событий в различных точках в течение определенных периодов времени.

В чем важность осциллографа? Не пропустите!

Возможно, вы уже видели устройство в виде планшета, которое механики используют при диагностике различных частей автомобиля.Это планшетное устройство — не обычная вкладка Android или вкладка Apple, которую вы можете найти на рынке. Фактически, это те, которые специально разработаны, чтобы упростить процесс обслуживания и диагностики.

Что ж, если вы новичок в сценарии технического обслуживания автомобилей, вы можете даже не знать, что такое осциллограф. На самом деле, вы можете задаться вопросом, в чем важность осциллографа. Что ж, мы здесь, чтобы на все это ответить за вас.

Мы не только опишем его важность и познакомим вас с ним, но также предоставим вам все основы, которые вам необходимо знать перед использованием этих планшетных устройств.

Надеюсь, к концу статьи вы получите четкое представление об этом и узнаете, для чего они на самом деле используются.

Что такое осциллограф?

Прежде чем мы углубимся в детали функциональности и важности устройства, мы хотели бы сообщить вам, что именно это за устройства. В двух словах, осциллограф — это монитор сердечного ритма для автомобильных запчастей.

Пациенту на больничной койке потребуется постоянный мониторинг частоты сердечных сокращений, чтобы знать, находится ли этот человек в нормальном состоянии или нет.Тот же принцип применим и к этим устройствам.

Типы осциллографов

На рынке в основном доступны два типа осциллографов. И мы дадим краткое представление о них обоих. Вот они:

Несмотря на то, что мы упомянули датчик сердечного ритма, пытаясь дать вам общее представление о нем, все значения сердечного ритма являются цифровыми, но не все осциллографы являются цифровыми.

Многие модели аналоговые. Это самая старая версия устройства.Однако многие производители по-прежнему предлагают их, чтобы предложить пользователям бюджетный вариант.

В них в основном используются усилители с высоким коэффициентом усиления для вывода изображения формы волны на зеленый дисплей на катодной лампе. Большинство из них будут поставляться с несколькими вертикальными каналами, системами запуска, модулем ЭЛТ, временной разверткой и горизонтальным каналом.

Вертикальный канал в основном будет включать предусилитель, аттенюатор, линию для аналоговой задержки и вертикальный усилитель. Этот усилитель будет выводить захваченный сигнал на ЭЛТ-дисплей, который останется подключенным к устройству.

С другой стороны, горизонтальный канал будет иметь внутренний и внешний режимы работы. Триггерные системы, которые будут упакованы, будут иметь механизм регулировки уровня, который будет уменьшать и увеличивать уровни.

Современная версия аналогового осциллографа — цифровая. Фактически, это те, с которыми вы чаще всего сталкиваетесь на рынке.

Вместо использования ЭЛТ-панели будет реализован гораздо более современный ЖК-дисплей. Они проходят дополнительный этап для вывода сигналов на экран.

Сигналы сначала фиксируются в аналоговой форме, а затем преобразуются в цифровой поток с помощью преобразователя. После преобразования сигналы отображаются.

Поскольку выводимые сигналы являются цифровыми, экраны ЭЛТ не требуются, что делает конструкцию более компактной и устраняет большинство сложностей.

Благодаря включению преобразованного, в устройстве можно выполнять больше операций по манипулированию сигналами.

В результате большинство цифровых устройств смогут выполнять большинство сложных математических операций за секунды.Вам не придется вычислять их, самостоятельно применяя уравнения с ними.

Основы осциллографа

Как мы уже упоминали ранее, мы дадим вам краткое изложение основ устройства. Как мы и обещали, основные элементы устройства следующие:

Это указывает количество выборок, которые устройство может прочитать за одну секунду. Чем выше частота, тем быстрее и точнее будут сигналы.

Полоса пропускания определяет диапазон частот, которые может измерять устройство.Типичный цифровой осциллограф может считывать значения полосы пропускания от 50 МГц до 100 ГГц.

Сюда вы вставляете различные инструменты с устройством; в этих устройствах обычно бывает от двух до четырех каналов.

Пробники — это то, что вы собираетесь вставить в каналы устройства. Это позволит вам подключаться к разным проводным частям и компонентам автомобиля.

Какие системы осциллографов?

В основном осциллограф состоит из четырех основных систем.Они бывают горизонтальными, вертикальными, дисплеями и триггерами. Каждый из них предназначен для определенных функций.

Во-первых, горизонтальная система используется для определения частоты дискретизации передающего устройства. Он также определит длину записи и установит масштаб сигнала, который будет отображаться на ЖК-дисплее.

Во-вторых, вертикальная система используется для масштабирования сигналов по вертикали. Наконец, триггер позволит системе стабилизировать повторяющиеся сигналы, которые она будет принимать.

Почему осциллографы важны?

Оставив в стороне все темы, давайте поговорим о главном, что вас сюда привело — важности этих устройств. В отличие от некоторых электронных устройств мониторинга, этот инструмент может точно измерять напряжение электронных компонентов.

Кроме того, они также могут дать вам подробный анализ частей, которые не работают должным образом.

Большинство из них также поддерживают кодирование ЭБУ, что позволит вам изменять исходный код деталей, которые вы диагностируете.Наряду с этим, многие из них также будут поставляться с дополнительными функциями, которые позволят вам измерять ток, потребляемый деталями.

Вкратце, это устройство является одним из важнейших инструментов, которые позволят вам правильно выполнять задачи по техническому обслуживанию автомобиля.

Заключение

Надеюсь, после прочтения всей статьи вы теперь знаете, в чем важность осциллографа. При этом мы хотели бы завершить здесь, надеясь, что мы смогли предоставить вам достаточно информации об устройстве и о каждой из функций устройства.

Статья об осциллографе по The Free Dictionary

Осциллограф

(əsĭl`əskōp ‘), электронное устройство, используемое для создания визуальных дисплеев, соответствующих электрическим сигналам. Отображение таких неэлектрических явлений, как изменения интенсивности звука, может быть произведено, если эти явления преобразованы в электрические сигналы. Первоначально дисплей был образован движущейся точкой на экране электронно-лучевой трубки электронно-лучевой трубки
(ЭЛТ), специальной электронной трубки, в которой электроны ускоряются высоковольтными анодами, сформированными в пучок. фокусируя электроды, и проецируется на фосфоресцирующий экран, который образует одну сторону трубки.
….. Щелкните ссылку для получения дополнительной информации. . Для большинства применений контуры горизонтального отклонения перемещают точку в повторяющемся цикле слева направо, а затем очень быстро возвращаются в исходное положение, чтобы начать следующий проход. Если во время этого процесса схемы вертикального отклонения перемещают точку вверх и вниз в ответ на изменения наблюдаемого сигнала, на экране появляется волнообразное изображение сигнала. Жидкий кристалл жидкий кристалл,
жидкость, составляющие частицы которой, атомы или молекулы, имеют тенденцию упорядочиваться со степенью порядка, намного превышающей ту, которая наблюдается в обычных жидкостях, и приближается к порядку твердых кристаллов.
….. Щелкните ссылку для получения дополнительной информации. теперь также используются экраны дисплеев, и изображение создается в цифровом виде. Осциллограф — один из самых ценных инструментов инженера или техника-электронщика. Columbia Electronic Encyclopedia ™ Copyright © 2013, Columbia University Press. По лицензии Columbia University Press. Все права защищены. www.cc.columbia.edu/cu/cup/

Осциллограф

Электронный измерительный прибор, который отображает соотношение двух или более переменных.В большинстве случаев это ортогональный ( x , y ) график, горизонтальная ось которого является линейной функцией времени. Вертикальная ось обычно является линейной функцией напряжения на клемме входного сигнала прибора. Поскольку доступны преобразователи многих типов для преобразования практически любого физического явления в соответствующее напряжение, осциллограф является очень универсальным инструментом, который полезен для многих форм физических исследований.

Осциллограф — это прибор, который выполняет аналогичную функцию, но обеспечивает постоянную запись.Осциллограф светового луча использовал луч света, отраженный от зеркального гальванометра, который фокусировался на движущейся светочувствительной бумаге. Эти инструменты устарели. Механическая версия, в которой гальванометр управляет ручкой, которая пишет на движущейся бумажной диаграмме, все еще используется, особенно для управления процессами. См. Гальванометр

Осциллографы являются одними из наиболее широко используемых электронных приборов, поскольку они обеспечивают понятное отображение электрических сигналов и позволяют проводить измерения в чрезвычайно широком диапазоне напряжения и времени.Хотя используется очень большое количество аналоговых осциллографов, предпочтение отдается оцифровывающим осциллографам (также известным как цифровые осциллографы или запоминающие цифровые осциллографы), а аналоговые приборы, вероятно, будут заменены.

Аналоговый осциллограф в своей простейшей форме использует линейный вертикальный усилитель и временную развертку для отображения копии формы волны входного сигнала на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Экран обычно делится на 8 вертикальных и 10 горизонтальных частей.Аналоговые осциллографы можно разделить на осциллографы без памяти, осциллографы с памятью и стробоскопические осциллографы.

Аналоговые осциллографы без накопителя — самый старый и наиболее широко используемый тип. За исключением электронно-лучевой трубки, описания схем также применимы к аналоговым запоминающим осциллографам. Типичный осциллограф может иметь полосу пропускания 150 МГц, два основных вертикальных канала плюс два вспомогательных канала, две временные развертки (одна используется для задержки) и область отображения на электронно-лучевой трубке; и он может включать отображение на экране некоторых настроек управления и результатов измерений.Типичный осциллограф состоит из пяти основных элементов: (1) электронно-лучевой трубки и связанных элементов управления; (2) вертикальная система или система усилителя сигнала с входным разъемом и элементами управления; (3) временная развертка, которая включает в себя генератор развертки, схему запуска, горизонтальный усилитель или усилитель x и схему отключения погашения; (4) вспомогательные средства, такие как калибратор и индикация на экране; и (5) источники питания.

Цифровые методы применяются как для измерения времени, так и для измерения напряжения в цифровых осциллографах.Цифровые часы определяют моменты дискретизации, в которые аналого-цифровые преобразователи получают цифровые значения для входных сигналов. Полученные данные можно хранить на неопределенный срок или передавать на другое оборудование для анализа или построения графиков. См. Измерение напряжения, определение формы сигнала

В простейшей форме оцифровывающий осциллограф состоит из шести основных элементов: (1) аналоговый усилитель вертикального входа; (2) высокоскоростной аналого-цифровой преобразователь и цифровая память сигналов; (3) временная развертка, включая запуск и синхронизацию аналого-цифрового преобразователя и память формы сигнала; (4) схемы реконструкции и отображения формы сигнала; (5) отображение, в общем, но не только, электронно-лучевой трубки; (6) источники питания и вспомогательные функции.Кроме того, большинство оцифровывающих осциллографов предоставляют возможности для дальнейшего манипулирования формами сигналов перед отображением, для прямых измерений параметров формы сигналов и для подключения к внешним устройствам, таким как компьютеры и копировальные устройства.

Цифровые осциллографы обеспечивают более высокую точность измерения. Первое, что нужно сделать при выборе осциллографа, заключается в том, являются ли это или какие-либо другие свойства, исключительные для типа оцифровки, существенными. В противном случае остается вариант аналогового дизайна.Выбранный прибор должен соответствовать исследуемому сигналу. Он должен иметь достаточную чувствительность, чтобы обеспечить адекватное отклонение от приложенного сигнала, достаточную полосу пропускания, достаточно короткое время нарастания и средства временной развертки, способные обеспечить устойчивое отображение формы волны. Аналоговый осциллограф должен иметь возможность создавать видимую кривую с вероятной скоростью развертки и частотой повторения. Оцифровывающий осциллограф должен иметь адекватную максимальную скорость оцифровки и достаточно длинную память для сигналов.

Краткая физическая энциклопедия Макгроу-Хилла. © 2002 McGraw-Hill Companies, Inc.

Следующая статья взята из книги The Great Soviet Encyclopedia (1979). Он может быть устаревшим или идеологически предвзятым.

Осциллограф

синоним «осциллограф». Термин «осциллограф» в основном используется, когда прибор используется только для визуального наблюдения за электрическими процессами, которые быстро меняются со временем.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979).© 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

осциллограф

[ə′sil · ə‚skōp]

Словарь научных и технических терминов McGraw-Hill, 6E, Copyright © 2003 McGraw-Hill Companies, Inc.

Осциллограф

Электронный измерительный прибор, который производит дисплей, показывающий взаимосвязь двух или более переменных. В большинстве случаев это ортогональный ( x , y ) график, горизонтальная ось которого является линейной функцией времени.Вертикальная ось обычно является линейной функцией напряжения на клемме входного сигнала прибора. Поскольку доступны преобразователи многих типов для преобразования практически любого физического явления в соответствующее напряжение, осциллограф является очень универсальным инструментом, который полезен для многих форм физических исследований. См. Преобразователь

Осциллограф — это прибор, который выполняет аналогичную функцию, но обеспечивает постоянную запись. Осциллограф светового луча использовал луч света, отраженный от зеркального гальванометра, который фокусировался на движущейся светочувствительной бумаге.Эти инструменты устарели. Механическая версия, в которой гальванометр управляет ручкой, которая пишет на движущейся бумажной диаграмме, все еще используется, особенно для управления процессами.

Осциллографы являются одними из наиболее широко используемых электронных приборов, поскольку они обеспечивают понятное отображение электрических сигналов и могут выполнять измерения в чрезвычайно широком диапазоне напряжения и времени. Хотя используется очень большое количество аналоговых осциллографов, предпочтение отдается оцифровывающим осциллографам (также известным как цифровые осциллографы или запоминающие цифровые осциллографы), а аналоговые приборы, вероятно, будут заменены.

Аналоговый осциллограф в своей простейшей форме использует линейный вертикальный усилитель и временную развертку для отображения копии формы волны входного сигнала на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Экран обычно делится на 8 вертикальных и 10 горизонтальных частей. Аналоговые осциллографы можно разделить на осциллографы без памяти, осциллографы с памятью и стробоскопические осциллографы.

Аналоговые осциллографы без накопителя — самый старый и наиболее широко используемый тип. За исключением электронно-лучевой трубки, описания схем также применимы к аналоговым запоминающим осциллографам.Типичный осциллограф может иметь полосу пропускания 150 МГц, два основных вертикальных канала плюс два вспомогательных канала, две временные развертки (одна используется для задержки) и область отображения на электронно-лучевой трубке; и он может включать отображение на экране некоторых настроек управления и результатов измерений. Типичный осциллограф состоит из пяти основных элементов: (1) электронно-лучевой трубки и связанных элементов управления; (2) вертикальная система или система усилителя сигнала с входным разъемом и элементами управления; (3) временная развертка, которая включает в себя генератор развертки, схему запуска, горизонтальный усилитель или усилитель x и схему отключения погашения; (4) вспомогательные средства, такие как калибратор и индикация на экране; и (5) источники питания.

Цифровые методы применяются как для измерения времени, так и для измерения напряжения в цифровых осциллографах. Цифровые часы определяют моменты дискретизации, в которые аналого-цифровые преобразователи получают цифровые значения для входных сигналов. Полученные данные можно хранить на неопределенный срок или передавать на другое оборудование для анализа или построения графиков. См. Измерение напряжения

В простейшей форме оцифровывающий осциллограф состоит из шести основных элементов: (1) аналоговый усилитель вертикального входа; (2) высокоскоростной аналого-цифровой преобразователь и цифровая память сигналов; (3) временная развертка, включая запуск и синхронизацию аналого-цифрового преобразователя и память формы сигнала; (4) схемы реконструкции и отображения формы сигнала; (5) отображение, в общем, но не только, электронно-лучевой трубки; (6) источники питания и вспомогательные функции.Кроме того, большинство оцифровывающих осциллографов предоставляют возможности для дальнейшего манипулирования формами сигналов перед отображением, для прямых измерений параметров формы сигналов и для подключения к внешним устройствам, таким как компьютеры и копировальные устройства.

Цифровые осциллографы обеспечивают более высокую точность измерения. Первое, что нужно сделать при выборе осциллографа, заключается в том, являются ли это или какие-либо другие свойства, исключительные для типа оцифровки, существенными. В противном случае остается вариант аналогового дизайна.Выбранный прибор должен соответствовать исследуемому сигналу. Он должен иметь достаточную чувствительность, чтобы обеспечить адекватное отклонение от приложенного сигнала, достаточную полосу пропускания, достаточно короткое время нарастания и средства временной развертки, способные обеспечить устойчивое отображение формы волны. Аналоговый осциллограф должен иметь возможность создавать видимую кривую с вероятной скоростью развертки и частотой повторения. Оцифровывающий осциллограф должен иметь адекватную максимальную скорость оцифровки и достаточно длинную память для сигналов.

Краткая инженерная энциклопедия Макгроу-Хилла. © 2002 McGraw-Hill Companies, Inc.

осциллограф

прибор для отображения величины, которая быстро изменяется со временем на экране электронно-лучевой трубки. Изменения преобразуются в электрические сигналы, которые поступают на пластины электронно-лучевой трубки. Изменения величины потенциала на пластинах отклоняют электронный луч и, таким образом, создают след на экране

Энциклопедия открытий Коллинза, 1-е издание © HarperCollins Publishers 2005

осциллограф

Испытательный прибор, который используется для измерения и анализа электронных сигналов (волны и импульсы) отображаются на его экране.Ось X представляет время, а ось Y представляет мгновенное представление напряжения входного сигнала. Чтобы обеспечить возможность просмотра сигналов в широком диапазоне частот, можно настроить скорость и скорость, с которой происходит развертка оси x. Чувствительность входов также можно настроить для приема сигналов от размаха микровольт до многих тысяч вольт размаха.

Доступны как аналоговые, так и цифровые осциллографы. В аналоговом осциллографе ось X управляется внутренней временной разверткой, а ось Y напрямую управляется входным сигналом.В цифровой модели входное напряжение дискретизируется с заданной частотой. Ось X представляет выборки на временной шкале, а ось Y показывает уровни напряжения каждой выборки. См. Анализатор спектра.

Использование осциллографа
Осциллографы используются для проверки напряжений на печатных платах, радио, телевизорах и бесчисленных электронных устройствах. Он используется для тестирования микросхем после изготовления. (Изображение любезно предоставлено VLSI Technology, Inc.)

Авторские права © 1981-2019, The Computer Language Company Inc . Все права защищены. ЭТО ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЬКО ДЛЯ ЛИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. Любое другое воспроизведение без разрешения издателя строго запрещено.

Профессиональные инструменты — Осциллограф

Наша серия статей о том, какие инструменты важны для тестирования и настройки обновления автомобильной аудиосистемы, переходит к осциллографу. Такие инструменты, как цифровые вольтметры, анализаторы звука в реальном времени и, конечно же, ручные инструменты, такие как отвертки, кусачки, устройства для зачистки проводов и набор розеток, имеют свое место и важность.Когда дело доходит до анализа амплитуды электрических сигналов, которые меняются со временем, только осциллограф может предоставить специалисту по установке необходимую информацию.

Что такое осциллограф?

Осциллограф — это устройство с экраном, на котором отображается амплитуда сигнала относительно времени. На экране есть несколько откалиброванных квадратов, каждый из которых представляет настраиваемую временную развертку или уровень напряжения. Элементы управления на осциллографе позволяют пользователю изменять временную развертку и диапазоны напряжения для типа проверяемого сигнала.

Почему для магазина важно иметь осциллограф?

Если в вашем автомобиле или грузовике установлена ​​аудиосистема, особенно если в цепи аудиосигнала находится эквалайзер или цифровой сигнальный процессор, наличие осциллографа — верный способ настройки регуляторов чувствительности усилителя, чтобы они могли достичь максимальная мощность без значительных искажений. Правильная конфигурация обеспечивает максимально возможное отношение сигнал / шум, поэтому шипение и фоновый шум сведены к минимуму.

Осциллограф — важный инструмент

Осциллограф также полезен для проверки проводки в автомобиле на наличие аудиосигналов и сигналов данных, чтобы убедиться, что каждое электрическое соединение будет функционировать должным образом. Некоторые установщики пытаются использовать цифровой мультиметр, настроенный на настройку напряжения переменного тока (AC), для выполнения этих тестов. Хотя измеритель может отображать некоторый объем информации, нет способа узнать форму волны, чтобы определить, является ли сигнал цифровым или аналоговым.