Осциллограф для чего предназначен: Осциллограф для чего предназначен — Морской флот

Содержание

ПрофКиП С1-151/1М осциллограф универсальный (0 МГц … 20 МГц) — Полная Информация на Официальном Сайте: Цена, Описание, Инструкции.

Параметры

Значения

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

Тип

прямоугольный, 6 дюймов

Экспозиционная площадь

8 х 10 дел (1 дел = 1 см)

Ускоряющее напряжение

2 кВ

Z-вход

Входное сопротивление

~ 47 кОм

Входной уровень

≥ 5 Впик-пик

Частотный диапазон

2 МГц

Канал вертикального отклонения

Чувствительность

5 мВ /дел … 5 В /дел ±3%

Полоса пропускания (-3 дБ)

0 МГц … 20 МГц (открытый вход)

10  Гц … 20 МГц (закрытый вход)

Время нарастания

≤ 17. 5 нс

Входной импеданс

~ 1 МОм /25 пФ

Максимальное входное напряжение

400 В при 1 кГц

Вход усилителя

открытый (DC), закрытый (АС), заземленный (GND)

Режим работы

канал 1 (Ch2), канал 2 (Ch3), оба канала (DUAL) (попеременно (ALT) /поочередно (CHOP)), сумма каналов (ADD), разность каналов (Ch3 INV)

Канал горизонтального отклонения

Коэффициент развертки

0.2 мкс /дел … 0.5 с /дел

20 нс /дел … 50 мс /дел при масштабировании

Точность

±3%

±5% при масштабировании

Масштабирование развертки

х 10

Максимальный коэффициент развертки

20 нс /дел

Линейность развертки

±5%

±10% при масштабировании

Синхронизация

Режим

автоматический (AUTO), ждущий (NORM), ТВ-строки (TV-H), ТВ-кадры (TV-V), фиксация уровня (LEVEL LOCK)

Источник синхронизации

канал 1 (Ch2), канал 2 (Ch3), сложение каналов синхронизации (ALT), сеть (LINE), внешний (EXT)

Вход усилителя

закрытый (AC)

Полярность синхронизации

«+» или «-»

Чувствительность (20 Гц … 2 МГц)

0. 5 дел (Ch2, Ch3)

2.0 дел (ALT)

200 мВ (EXT)

ТВ-синхроимпульс > 1 дел при 1 В (EXT)

Чувствительность (2 МГц … 20 МГц)

1.5 дел (Ch2, Ch3)

3.0 дел (ALT)

800 мВ (EXT)

ТВ-синхроимпульс > 1 дел при 1 В (EXT)

Внешний вход синхронизации

Входной импеданс

1 МОм ±3% /25 пФ ±5 пФ

Максимальное входное напряжение

400 В при 1 кГц

Режим X-Y

Чувствительность

5 мВ /дел … 5 В /дел ±4%

Частотный диапазон X-входа

500 кГц

Сдвиг фазы

≤3° (50 кГц)

Выходной сигнал

Выход сигнала канала 1

Калибратор

Форма сигнала

положительный меандр

Частота

1 кГц

Выходное напряжение

2 Впик-пик ±2%

для чего нужен, как с ним работать, принцип действия и устройство

Осциллограф — устройство, демонстрирующие силу тока, напряжение, частоты и сдвиг фаз электрической цепи. Прибор отображает соотношение времени и интенсивности электрического сигнала. Все значения изображены при помощи простого двумерного графика.

Для чего предназначен осциллограф

Осциллограф используется электронщиками и радиолюбителями для того, чтобы измерить:

  • амплитуду электрического сигнала — соотношение напряжения и времени;
  • проанализировать сдвиг фаз;
  • увидеть искажение электрического сигнала;
  • на основе результатов вычислить частоту тока.

Несмотря на то, что осциллограф демонстрирует характеристики анализируемого сигнала, чаще его используют для выявления процессов происходящих в электрической цепи. Благодаря осциллограмме специалисты получают следующую информацию:

  • форму периодического сигнала;
  • значение положительной и отрицательной полярности;
  • диапазон изменения сигнала во времени;
  • длительность положительного и отрицательного полупериода.

Большинство из этих данных можно получить при помощи вольтметра. Однако тогда придётся производить замеры с частотностью в несколько секунд. При этом велик процент погрешности вычислений. Работа с осциллографом значительно экономит время получения необходимых данных.

Принцип действия осциллографа

Осциллограф выполняет замеры при помощи электронно-лучевой трубки. Это лампа, которая фокусирует анализируемый ток в луч. Он попадает на экран прибора, отклоняясь в двух перпендикулярных направлениях:

  • вертикальное – показывает исследуемое напряжение;
  • горизонтальное – демонстрирует затраченное время.

За отклонение луча отвечают две пары пластин электронно-лучевой трубки. Те, что расположены вертикально,  всегда находятся под напряжением. Это помогает распределять разнополюсные значения. Положительное притяжение отклоняется вправо, отрицательное — влево. Таким образом, линия на экране прибора движется слева направо с постоянной скоростью.

На горизонтальные пластины также действует электрический ток, что отклоняет демонстрирующий показатель напряжения луча. Положительный заряд — вверх, отрицательный — вниз. Так на дисплее устройства появляется линейный двухмерный график, который называется осциллограммой.

Расстояние, которое проходит луч от левого до правого края экрана называется развёрткой. Линия по горизонтали отвечает за время измерения. Помимо стандартного линейного двухмерного графика существует также круглые и спиральные развёртки. Однако пользоваться ими не так удобно как классическими осциллограммами.

Классификация и виды

Различают два основных вида осциллографов:

  • аналоговые — аппараты для измерения средних сигналов;
  • цифровые — приборы преобразовывают получаемое значение измерений в «цифровой» формат для дальнейшей передачи информации.

По принципу действия существуют следующая классификация:

  1. Универсальные модели.
  2. Специальное оборудование.

Наиболее популярными являются универсальные устройства. Эти осциллографы используют для анализа различных видов сигналов:

  • гармонических;
  • одиночных импульсов;
  • импульсных пачек.

Универсальные приборы предназначены для разнообразных электрических устройств. Они позволяют измерять сигналы в диапазоне от нескольких наносекунд. Погрешность измерений составляет 6-8%.

Универсальные осциллографы делятся на два основных вида:

  • моноблочные — имеют общую специализацию измерений;
  • со сменными блоками — подстраиваются под конкретную ситуацию и тип прибора.

Специальные устройства разрабатываются под определённый вид электрической техники. Так существуют осциллографы для радиосигнала, телевизионного вещания или цифровой техники.

Универсальные и специальные устройства делятся на:

  • скоростные – применяются в быстродействующих приборах;
  • запоминающие — аппараты, сохраняющие и воспроизводящие ранее сделанные показатели.

При выборе устройства следует внимательно изучить классификации и виды, чтобы приобрести прибор под конкретную ситуацию.

Устройство и основные технические параметры

Каждый прибор имеет ряд следующих технических характеристик:

  1. Коэффициент возможной погрешности при измерении напряжения (у большинства приборов это значение не превышает 3%).
  2. Значение линии развёртки устройства — чем больше эта характеристика, тем дольше временной промежуток наблюдения.
  3. Характеристика синхронизации, содержащая в себе: диапазон частот, максимальные уровни и нестабильность системы.
  4. Параметры вертикального отклонения сигнала с входной ёмкостью оборудования.
  5. Значения переходной характеристики, показывающие время нарастания и выброс.

Помимо перечисленных выше основных значений, у осциллографов присутствуют дополнительные параметры, в виде амплитудно-частотная характеристики, демонстрирующей зависимость амплитуды от частоты сигнала.

Цифровые осциллографы также обладают величиной внутренней памяти. Этот параметр отвечает за количество информации, которую аппарат может записать.

Как выполняются измерения

Экран осциллографа поделён на небольшие клетки, которые называются делениями. В зависимости от прибора каждый квадрат будет равен определённому значению. Наиболее популярное обозначение: одно деление – 5 единиц. Также на некоторых приборах присутствует ручка для управления масштабом графика, чтобы пользователям было удобнее и точнее производить измерения.

Прежде чем начать измерение любого рода следует присоединить осциллограф к электрической цепи. Щуп подключается на любой из свободных каналов (если в приборе, больше чем 1 канал) или на генератор импульсов, при его наличии в устройстве. После подключения на дисплее аппарата появятся различные изображения сигналов.

Если сигнал получаемый прибором обрывистый, то проблема заключается в присоединении щупа. Некоторые из них оборудованы миниатюрными винтами, которые необходимо закрутить. Также в цифровых осциллографах решает проблему обрывистого сигнала фикция автоматического позиционирования.

Измерение тока

При измерении тока цифровым осциллографом, следует узнать какой вид тока необходимо наблюдать. Осциллографы имеют два режима работы:

  • Direct Current («DC») для постоянного тока;
  • Alternating Current («АС») для переменного.

Постоянный ток измеряется при включённом режиме «Direct Current». Щупы аппарата следует подключить к блоку питания в прямом соответствии с полюсами. Чёрный крокодил присоединяется к минусу, красный — к плюсу.

На экране устройства появится прямая линия. Значение вертикальной оси будет соответствовать параметру постоянного напряжения. Силу тока можно вычислить согласно закону Ома (напряжение поделить на сопротивление).

Переменный ток представляет собой синусоиду, из-за того, что напряжение также переменно. Поэтому измерить его значение можно только в определённый промежуток времени. Параметр также вычисляется при помощи закона Ома.

Измерение напряжения

Чтобы измерить напряжение сигнала понадобится вертикальная ось координат линейного двухмерного графика. Из-за этого всё внимание будет уделено высоте осциллограммы. Поэтому перед началом наблюдения следует настроить экран более удобно для измерения.

Затем переводим аппарат в режим DC. Присоединяем щупы к цепи и наблюдаем результат. На дисплее аппарата появится прямая линия, значение которой будет соответствовать напряжению электрического сигнала.

Измерение частоты

Прежде чем, понять, как измерить частоту электрического сигнала, следует узнать, что такое период, так как эти два понятия взаимосвязаны. Один период – это наименьший промежуток времени, через который амплитуда начинает повторяться.

Увидеть период на осциллографе легче при помощи горизонтальной оси координат времени. Нужно лишь заметить, через какой промежуток времени линейный график начинает повторять свой рисунок. Началом периода лучше считать точки соприкосновения с горизонтальной осью, а концом повторения этой же координаты.

Чтобы удобнее измерить период сигнала, скорость развёртки уменьшают. В таком случае погрешность измерения не так высока.

Частота — это значение обратно пропорционально анализируемому периоду. То есть, чтобы измерить значение, нужно одну секунду времени поделить на количество периодов, происходящих за этот промежуток. Полученная частота измеряется в Герцах, стандарт для России — 50 Гц.

Измерение сдвига фаз

Сдвигом фазы считают — взаимное расположение двух колебательных процессов во времени. Параметр измеряется в долях периода сигнала, чтобы независимо от характера периода и частоты, одинаковые сдвиги фаз имели общее значение.

Первое что необходимо сделать перед измерением: выяснить какой из сигналов отстаёт от другого и затем определить значение знака параметра. Если ток идёт впереди, то параметр сдвига угла отрицательный. В случае, когда напряжение опережает — знак значения положительный.

Чтобы вычислить градус сдвига фаз следует:

  1. Умножить 360 градусов на число клеток сетки между началами периодов.
  2. Разделить полученный результат на число делений, занимаемых одним периодом сигнала.
  3. Подобрать отрицательный или положительный знак.

Измерять сдвиг фазы в аналоговом осциллографе неудобно, потому что выводящиеся на экраны графики имеют одинаковый цвет и масштаб. Для наблюдений такого рода используют либо цифровое устройство, либо двухканальные аппараты, чтобы разместить разные амплитуды на отдельный канал.

низкие цены, в наличии на складе, бесплатная доставка, гарантия 1 год, сервисное обслуживание. Радиоизмерительные приборы, осциллографы. Все товары этой рубрики.

Внимание!!! Доставка ВСЕХ приборов, которые приведены на сайте, происходит по ВСЕЙ территории следующих стран: Российская Федерация, Украина, Республика Беларусь, Республика Казахстан и другие страны СНГ.

По России существует налаженная система поставки в такие города: Москва, Санкт-Петербург, Сургут, Нижневартовск, Омск, Пермь, Уфа, Норильск, Челябинск, Новокузнецк, Череповец, Альметьевск, Волгоград, Липецк Магнитогорск, Тольятти, Когалым, Кстово, Новый Уренгой, Нижнекамск, Нефтеюганск, Нижний Тагил, Ханты-Мансийск, Екатеринбург, Самара, Калининград, Надым, Ноябрьск, Выкса, Нижний Новгород, Калуга, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Верхняя Пышма, Красноярск, Казань, Набережные Челны, Мурманск, Всеволожск, Ярославль, Кемерово, Рязань, Саратов, Тула, Усинск, Оренбург, Новотроицк, Краснодар, Ульяновск, Ижевск, Иркутск, Тюмень, Воронеж, Чебоксары, Нефтекамск, Великий Новгород, Тверь, Астрахань, Новомосковск, Томск, Прокопьевск, Пенза, Урай, Первоуральск, Белгород, Курск, Таганрог, Владимир, Нефтегорск, Киров, Брянск, Смоленск, Саранск, Улан-Удэ, Владивосток, Воркута, Подольск, Красногорск, Новоуральск, Новороссийск, Хабаровск, Железногорск, Кострома, Зеленогорск, Тамбов, Ставрополь, Светогорск, Жигулевск, Архангельск и другие города Российской Федерации.

По Украине существует налаженная система поставки в такие города: Киев, Харьков, Днепр (Днепропетровск), Одесса, Донецк, Львов, Запорожье, Николаев, Луганск, Винница, Симферополь, Херсон, Полтава, Чернигов, Черкассы, Сумы, Житомир, Кировоград, Хмельницкий, Ровно, Черновцы, Тернополь, Ивано-Франковск, Луцк, Ужгород и другие города Украины.

По Белоруссии существует налаженная система поставки в такие города: Минск, Витебск, Могилев, Гомель, Мозырь, Брест, Лида, Пинск, Орша, Полоцк, Гродно, Жодино, Молодечно и другие города Республики Беларусь.

По Казахстану существует налаженная система поставки в такие города: Астана, Алматы, Экибастуз, Павлодар, Актобе, Караганда, Уральск, Актау, Атырау, Аркалык, Балхаш, Жезказган, Кокшетау, Костанай, Тараз, Шымкент, Кызылорда, Лисаковск, Шахтинск, Петропавловск, Ридер, Рудный, Семей, Талдыкорган, Темиртау, Усть-Каменогорск и другие города Республики Казахстан.

Осуществляется поставка приборов в такие страны: Азербайджан (Баку), Армения (Ереван), Киргизстан (Бишкек), Молдавия (Кишинёв), Таджикистан (Душанбе), Туркменистан (Ашхабад), Узбекистан (Ташкент), Литва (Вильнюс), Латвия (Рига), Эстония (Таллин), Грузия (Тбилиси).

Вся текстовая и графическая информация на сайте несет информативный характер. Цвет, оттенок, материал, геометрические размеры, вес, содержание, комплект поставки и другие параметры товара представленого на сайте могут изменяться в зависимости от партии производства и года изготовления. Более подробную информацию уточняйте в отделе продаж.

Предприятие принимаем активное участие в таких процедурах как электронные торги, тендер, аукцион.

При отсутствии на сайте в техническом описании необходимой Вам информации о приборе Вы всегда можете обратиться к нам за помощью. Наши квалифицированные менеджеры уточнят для Вас технические характеристики на прибор из его технической документации: инструкция по эксплуатации, паспорт, формуляр, руководство по эксплуатации, схемы. При необходимости мы сделаем фотографии интересующего вас прибора, стенда или устройства.

Описание на приборы взято с технической документации или с технической литературы. Большинство фото изделий сделаны непосредственно нашими специалистами перед отгрузкой товара. В описании устройства предоставлены основные технические характеристики приборов: номинал, диапазон измерения, класс точности, шкала, напряжение питания, габариты (размер), вес. Если на сайте Вы увидели несоответствие названия прибора (модель) техническим характеристикам, фото или прикрепленным документам — сообщите об этом нам — Вы получите полезный подарок вместе с покупаемым прибором.

При необходимости, уточнить общий вес и габариты или размер отдельной части измерителя Вы можете в нашем сервисном центре. Наши инженеры помогут подобрать полный аналог или наиболее подходящую замену на интересующий вас прибор. Все аналоги и замена будут протестированы в одной с наших лабораторий на полное соответствие Вашим требованиям.

В технической документации на каждый прибор или изделие указывается информация по перечню и количеству содержания драгметаллов. В документации приводится точная масса в граммах содержания драгоценных металлов: золото Au, палладий Pd, платина Pt, серебро Ag, тантал Ta и другие металлы платиновой группы (МПГ) на единицу изделия. Данные драгметаллы находятся в природе в очень ограниченном количестве и поэтому имеют столь высокую цену. У нас на сайте Вы можете ознакомиться с техническими характеристиками приборов и получить сведения о содержании драгметаллов в приборах и радиодеталях производства СССР. Обращаем ваше внимание, что часто реальное содержание драгметаллов на 10-25% отличается от справочного в меньшую сторону! Цена драгметаллов будет зависить от их ценности и массы в граммах.

Основная особенность нашей фирмы — проведение объективных консультаций при выборе необходимого оборудования. В компании работает около 20 высококвалифицированных специалистов, которые готовы ответить на все ваши вопросы.

Иногда клиенты могут вводить название нашей компании неправильно — например, западпрыбор, западпрылад, западпрібор, западприлад, західприбор, західпрібор, захидприбор, захидприлад, захидпрібор, захидпрыбор, захидпрылад. Правильно — западприбор.

 

ООО «Западприбор» — это огромный выбор измерительного оборудования по лучшему соотношению цена и качество. Чтобы Вы могли купить приборы недорого, мы проводим мониторинг цен конкурентов и всегда готовы предложить более низкую цену. Мы продаем только качественные товары по самым лучшим ценам. На нашем сайте Вы можете дешево купить как последние новинки, так и проверенные временем приборы от лучших производителей.

На сайте постоянно действует акция «Куплю по лучшей цене» — если на другом интернет-ресурсе (доска объявлений, форум, или объявление другого онлайн-сервиса) у товара, представленного на нашем сайте, меньшая цена, то мы продадим Вам его еще дешевле! Покупателям также предоставляется дополнительная скидка за оставленный отзыв или фотографии применения наших товаров.

В прайс-листе указана не вся номенклатура предлагаемой продукции. Цены на товары, не вошедшие в прайс-лист можете узнать, связавшись с менеджерами. Также у наших менеджеров Вы можете получить подробную информацию о том, как дешево и выгодно купить измерительные приборы оптом и в розницу. Телефон и электронная почта для консультаций по вопросам приобретения, доставки или получения скидки приведены возле описания товара. У нас самые квалифицированные сотрудники, качественное оборудование и выгодная цена.

ООО «Западприбор» — официальный дилер заводов изготовителей измерительного оборудования. Наша цель — продажа товаров высокого качества с лучшими ценовыми предложениями и сервисом для наших клиентов. Наша компания может не только продать необходимый Вам прибор, но и предложить дополнительные услуги по его поверке, ремонту и монтажу. Чтобы у Вас остались приятные впечатления после покупки на нашем сайте, мы предусмотрели специальные гарантированные подарки к самым популярным товарам.

Завод «МЕТА» — это производитель наиболее надежных приборов для проведения техосмотра. Тормозной стенд СТМ производится именно на этом заводе.

Производитель ТМ «Инфракар» — это изготовитель многофункциональных приборов таких, как газоанализатор и дымомер.

Вы можете оставить отзывы на приобретенный у нас прибор, измеритель, устройство, индикатор или изделие. Ваш отзыв при Вашем согласии будет опубликован на сайте без указания контактной информации.

 

Наше предприятие осуществляет ремонт и сервисное обслуживание измерительной техники более чем 75 разных заводов производителей бывшего СССР и СНГ. Также мы осуществляем такие метрологические процедуры: калибровка, тарирование, градуирование, испытание средств измерительной техники.

Если Вы можете сделать ремонт устройства самостоятельно, то наши инженеры могут предоставить Вам полный комплект необходимой технической документации: электрическая схема, ТО, РЭ, ФО, ПС. Также мы располагаем обширной базой технических и метрологических документов: технические условия (ТУ), техническое задание (ТЗ), ГОСТ, отраслевой стандарт (ОСТ), методика поверки, методика аттестации, поверочная схема для более чем 3500 типов измерительной техники от производителя данного оборудования. Из сайта Вы можете скачать весь необходимый софт (программа, драйвер) необходимый для работы приобретенного устройства.

Также у нас есть библиотека нормативно-правовых документов, которые связаны с нашей сферой деятельности: закон, кодекс, постановление, указ, временное положение.

По требованию заказчика на каждый измерительный прибор предоставляется поверка или метрологическая аттестация. Наши сотрудники могут представлять Ваши интересы в таких метрологических организациях как Ростест (Росстандарт), Госстандарт, Госпотребстандарт, ЦЛИТ, ОГМетр.

ООО «Западприбор» является поставщиком амперметров, вольтметров, ваттметров, частотомеров, фазометров, шунтов и прочих приборов таких заводов-изготовителей измерительного оборудования, как: ПО «Электроточприбор» (М2044, М2051), г. Омск; ОАО «Приборостроительный завод «Вибратор» (М1611, Ц1611), г. Санкт-Петербург; ОАО «Краснодарский ЗИП» (Э365, Э377, Э378), ООО «ЗИП-Партнер» (Ц301, Ц302, Ц300) и ООО «ЗИП «Юримов» (М381, Ц33), г. Краснодар; ОАО«ВЗЭП» («Витебский завод электроизмерительных приборов») (Э8030, Э8021), г. Витебск; ОАО «Электроприбор» (М42300, М42301, М42303, М42304, М42305, М42306), г. Чебоксары; ОАО «Электроизмеритель» (Ц4342, Ц4352, Ц4353) г. Житомир; ПАО «Уманский завод «Мегомметр» (Ф4102, Ф4103, Ф4104, М4100), г. Умань.

Стробоскопический осциллограф — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Стробоскопический осциллограф

Cтраница 1

Стробоскопические осциллографы используются для исследования только повторяющихся сигналов с пикосекундной длительностью.  [1]

Стробоскопические осциллографы имеют два канала вертикального отклонения. Коммутатор каналов обеспечивает работу осциллографа в различных режимах.  [2]

Стробоскопические осциллографы с цифровым отсчетом знаменуют новый этап в развитии радиоизмерительной техники. Стробоскопический осциллограф как преобразователь масштаба времени играет в этих Системах исключительно важную роль.  [4]

Стробоскопический осциллограф как измерительный прибор характеризуется погрешностью измерения амплитудных и временных параметров сигналов.  [5]

Стробоскопический осциллограф, синхронизируемый в диапазоне частот, соответствующем полосе пропускания, может использоваться при проведении различных экспериментальных исследований на СВЧ. Так, например, с помощью двухканального осциллографа можно измерять фазовые сдвиги между колебаниями а частотах до сотен и тысяч мегагерц.  [7]

Стробоскопические осциллографы позволяют исследовать сигналы еще большей частоты — пикосекундной длительности. Достигается это благодаря тому, что высвечивание сигнала на экране производится в течение нескольких повторяющихся периодов; изображение сигнала формируется на экране из отдельных точек его мгновенных значений, взаимно сдвинутых по времени.  [8]

Стробоскопические осциллографы используются для изучения нано -, пикосекундных и редкоповторяющихся сигналов в микро — и миллисекундных диапазонах длительности. В осциллографах этого класса ( например, С7 — 16, С7 — 17) могут сочетаться вычислительные функции в широкой полосе частот измеряемых сигналов с высокой точностью и большими функциональными возможностями. Осциллограф С7 — 16 работает с собственным вычислительным устройством, которое выполняет ряд математических операций и обеспечивает получение дополнительной информации о сигналах и повышение точности измерения.  [9]

Стробоскопический осциллограф С7 — 8 ( рис. 60) предназначен для исследования формы одного или двух / синхронных повторяющихся электрических сигналов с перепадом от 20 мВ до 1 2 В, длительностью от 0 9 не до 50 мс при входном сопротивлении прибора 50 Ом ( низкоомном согласованном входе) и с перепадом от 80 мВ до 12 В длительностью от 2 4 не до 50 икс с высокоомным входом-пробником и делителями путем визуального наблюдения, фотографирования, запоминания на электронно-лучевой трубке ( ЭЛТ) и записи на двухкоорди-натный самописец.  [10]

Стробоскопический осциллограф является сложным электронным измерительным прибором.  [12]

Стробоскопические осциллографы предназначены для регистрации повторяющихся сигналов в широкой полосе частот — от постоянного тока до нескольких ГГц.  [13]

Стробоскопические осциллографы предназначены для измерения параметров импульсов наносекундной длительности.  [14]

Стробоскопические осциллографы работают на принципе использования амплитудного временного анализа исследуемого напряжения при помощи узких, так называемых стробирующих ( зондирующих) импульсов.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Как выбрать цифровой осциллограф в 2021 г. [Руководство]

Для тех, кто занимается разработкой, изготовлением или ремонтом электронного оборудования, основным рабочим прибором всегда был, есть и будет (мы очень на это надеемся 🙂 ) цифровой осциллограф.

Данное руководство посвящено ответу на вопрос: «как выбрать цифровой осциллограф?».

Оглавление:

  1. Критерии выбора цифрового осциллографа
    1. Полоса пропускания
    2. Время нарастания
    3. Согласованные пробники
    4. Количество каналов
    5. Частота дискретизации
    6. Система запуска
    7. Длина записи
    8. Навигация и анализ
    9. Поддержка приложений
    10. Простое управление
    11. Интерфейсы подключения
    12. Самое главное требования при выборе осциллографа
    13. Примеры цифровых осциллографов
    14. Задать вопрос / оставить комментарий

Прежде чем понять, как правильно выбрать цифровой осциллограф, стоит понимать, что он из себя представляет и зачем он Вам нужен.

Цифровой запоминающий осциллограф:

  • Захватывает, сохраняет и отображает сигналы
  • Отображает высокоскоростные периодические или непериодические сигналы, поступающие на входной канал
  • Измеряет частоту сигнала, искажения, вносимые неисправным компонентом, уровень шумов, изменение шума во времени и множество других параметров

Осциллограф какой бы марки вы не выбрали ( Tektronix, Rohde & Schwarz, Keysight) должен не только соответствовать характеру вашей работы, но и:

  • Точно регистрировать сигналы
  • Обладать функциями, расширяющими ваши возможности и позволяющими сэкономить время
  • Иметь гарантированные технические характеристики, подтвержденные документально

Точность. Вы должны точно знать, какие сигналы собираетесь исследовать: звуковые сигналы и аналоговые сигналы датчиков или импульсы и ступеньки (цифровые сигналы). Если вы работаете с цифровыми сигналами, то будете ли вы измерять длительность перепадов, или вас интересуют лишь примерные временные соотношения? Будете ли вы использовать осциллограф для измерения характеристик разрабатываемой схемы, или в основном он нужен вам для отладки? В любом случае изначально точный захват сигнала важнее любой последующей обработки – ваши решения должны опираться на точную исходную информацию, которую затем вы всегда сможете обработать на ПК.

Возможности.  Следует учитывать не только те схемы, которые вы разрабатываете сегодня, но и те, что будете создавать завтра. Высококачественный осциллограф с широкими возможностями верно прослужит вам долгие годы.

Гарантированные характеристики цифровых осциллографов.  Убедитесь, что все характеристики, связанные с необходимыми видами измерений, отмечены в техническом описании, как «гарантированные». Если значения параметров указаны, как «типовые», они являются статистической характеристикой и не могут использоваться для выполнения достоверных измерений в соответствии с общепринятыми стандартами качества. Ниже будут перечислены основные параметры цифровых осциллографов.

Какие бывают типы цифровых осциллографов? Ёлка в вашем осциллографе 🙂

Критерии выбора цифрового осциллографа

1.Полоса пропускания цифрового осциллографа

Системная полоса пропускания цифрового осциллографа определяет главную способность цифрового запоминающего осциллографа измерять аналоговый сигнал – максимальный диапазон частот, в котором обеспечивается точное измерение.


Что необходимо учитывать

  • Осциллографы начального уровня обычно обладают максимальной полосой пропускания 100 МГц. Они могут точно (в пределах 2 %) показывать амплитуду синусоидальных сигналов частотой до 20 МГц
  • Для цифровых сигналов осциллограф должен захватывать основную, третью и пятую гармоники, иначе в осциллограмме будут отсутствовать важные детали. Поэтому для достижения погрешности не более ±2 % полоса пропускания осциллографа с учетом пробника должна, как минимум, в 5 раз превышать максимальную полосу сигнала – «правило пятикратного превышения». Это необходимо и для точного измерения амплитуды
  • Поэтому для высокоскоростных цифровых сигналов, сигналов последовательных шин, видеосигналов и других сложных сигналов может потребоваться осциллограф с полосой пропускания 500 МГц и выше

Рис 1. Полоса пропускания определяется как полоса частот, в пределах которой входной синусоидальный сигнал ослабляется осциллографом не более чем до 70,7 % или по уровню –3 дБ (по уровню половинной мощности), как показано на данном рисунке для осциллографа с полосой пропускания 1 ГГц.

При выборе осциллографа — это один из главных факторов.

2. Время нарастания цифрового осциллографа

При работе с аналоговыми схемами основным критерием пригодности осциллографа является полоса пропускания. При исследовании импульсных или многоуровневых сигналов с крутыми фронтами наиболее важно, насколько точно осциллограф измеряет длительность фронта.


Что необходимо учитывать

  • Чем меньше время нарастания осциллографа, тем точнее он может передать тонкие детали быстрых перепадов. Кроме того, этот параметр важен для точного измерения времени
  • Время нарастания определяется, как k/(Полоса пропускания), где k лежит в диапазоне от 0,35 (для осциллографов с полосой <1 ГГц) до 0,40 –0,45 (>1 ГГц)
  • Аналогично полосе пропускания, время нарастания осциллографа должно быть в 5 раз меньше минимальной длительности фронта исследуемого сигнала. Например, для измерения фронта длительностью 4 нс, время нарастания осциллографа должно быть не более 800 пс. Примечание. Как и для полосы пропускания, соблюдение этого простого правила возможно не всегда
  • Для измерения сигналов ТТЛ и КМОП может потребоваться время нарастания 300-400 пс

Рис 2. Ваш осциллограф должен быть достаточно быстродействующим для точного захвата быстрых переходных процессов.

3. Согласованные пробники

Точные измерения начинаются с наконечника пробника. Полоса пропускания пробника должна соответствовать полосе пропускания осциллографа (с учетом «правила пятикратного превышения»), и при этом пробник не должен создавать излишнюю нагрузку на цепи тестируемого устройства.


Что необходимо учитывать

  • При подключении пробника к тестируемому устройству он становится составной частью измеряемой цепи, внося в нее свое сопротивление, емкость и индуктивность, которые способны повлиять на результаты измерения. Для минимизации такого влияния лучше использовать пробники и осциллографы одного производителя, образующие интегрированное решение
  • Важную роль играет нагрузка на исследуемую цепь. Активная нагрузка стандартного пассивного пробника обычно имеет приемлемое значение 10 МОм и выше. А вот его емкостная нагрузка 10, 12 или даже 15 пФ может создавать серьезные проблемы для измерения на высоких частотах
  • Выбирая осциллограф среднего ценового диапазона, обращайте внимание, чтобы пробники имели входную емкость не более 10 пФ. Лучшие пассивные пробники обладают полосой пропускания 1 ГГц и входной емкостью менее 4 пФ ( Например, Tektronix TPP1000)

Рис 3. Выбирая пробник, подготовьте ответы на следующие вопросы. Что вы планируете измерять – напряжение, ток или и то, и другое? Какова частота исследуемого сигнала? Велика ли амплитуда? Высокое или низкое выходное сопротивление имеет тестируемое устройство? Нужны ли вам дифференциальные измерения? Выбор пробников зависит от того, с какими устройствами и сигналами вы собираетесь работать.

Поэтому, задача не только в том, как выбрать цифровой осциллограф, но и как пользоваться осциллографом.

Используйте несколько пробников. Для начала выберите пассивные пробники с широкой полосой пропускания и малой входной емкостью. Активные несимметричные пробники имеют полосу пропускания от 1-4 ГГц, а дифференциальные – до 20 ГГц и выше. Добавив токовый пробник, вы сможете использовать осциллограф для расчета и отображения мгновенной мощности, активной мощности, полной мощности и фазы. Высоковольтные пробники могут измерять напряжения до 40 кВ пикового значения. Специальные пробники включают логические, оптические, тепловые и др.

4. Сколько нужно каналов для выбора осциллографа?

Цифровые осциллографы оцифровывают сигнал, поступающий на входные аналоговые каналы, а затем сохраняют и отображают полученные значения. Обычно, чем больше каналов, тем лучше, хотя дополнительные каналы увеличивают цену прибора.


Что необходимо учитывать

  • Сколько каналов выбрать – 2, 4, 8 или 16 – зависит от вашего приложения. Два или четыре аналоговых канала позволят измерять и сравнивать временные характеристики сигналов аналоговых устройств, тогда как отладка цифровой системы, использующей параллельную передачу данных, может потребовать 8 или 16 дополнительных каналов, а возможно и больше. Например, осциллограф MSO58 имеет 8 аналоговых или 64 цифровых канала
  • Осциллографы смешанных сигналов предлагают дополнительные цифровые каналы ( цифровой вход осциллографа), которые отображают только два логических уровня и могут представлять их в виде сигнала шины. Комбинированные осциллографы ( например, MDO4104С) имеют отдельный РЧ вход для выполнения высокочастотных измерений в частотной области
  • Какую модель бы вы ни выбрали, все каналы должны обладать достаточным диапазоном частот, линейностью, точностью усиления, равномерностью АЧХ и стойкостью к статическому разряду
  • Некоторые приборы в целях экономии используют общую для нескольких каналов систему дискретизации. Будьте осторожны – в этом случае частота дискретизации может снижаться в зависимости от числа используемых каналов
  • Изолированные каналы упрощают измерения с гальванической развязкой. В отличие от осциллографов с несимметричным входом, «общие» проводники входных каналов могут быть изолированы друг от друга и от «земли». Например, серия осциллографов Tektronix TPS2000B или Rohde & Schwarz Scope Rider

Рис 4. Комбинированные осциллографы (MDO) не только предлагают аналоговые и цифровые каналы, как и осциллографы смешанных сигналов (MSO), но и имеют отдельный РЧ вход, сигнал которого можно анализировать в частотной области.

5. Частота дискретизации цифрового осциллографа

Частота дискретизации осциллографа подобна частоте кадров видеокамеры. Она определяет количество мелких деталей сигнала, которые может захватить и отобразить осциллограф.

Что необходимо учитывать

  • Частота дискретизации (число выборок в секунду) показывает, насколько часто осциллограф делает выборки сигнала. Как и ранее, рекомендуется придерживаться «правила пятикратного превышения»: частота дискретизации должна не менее чем в 5 раз превышать наивысшую частотную составляющую измеряемого сигнала
  • Минимальная частота дискретизации тоже может иметь важное значение, если нужно исследовать медленно меняющиеся сигналы в течение длительного времени
  • Большинство осциллографов начального уровня имеют максимальную частоту дискретизации от 1 до 2 Гвыб./с, тогда как осциллографы среднего ценового диапазона могут предлагать от 5 до 10 Гвыб./с
  • Чем выше частота дискретизации, тем меньше теряется информации, и тем лучше осциллограф представляет исследуемый сигнал. Но при этом память заполняется быстрее, что ограничивает интервал захвата

Рис 5. Точность отображения сигнала зависит от частоты дискретизации и от используемого метода интерполяции.

Линейная интерполяция соединяет выборки сигнала прямыми линиями, но такой подход ограничен реконструкцией сигналов с прямыми участками.

Интерполяция «sin x/x» представляет собой математический процесс, в котором для заполнения промежутков между реальными выборками рассчитываются дополнительные точки. Эта форма интерполяции хорошо работает для сигналов криволинейной формы и непериодических сигналов, которые в реальных схемах встречаются значительно чаще, чем чистые меандры или импульсы.

Следовательно, интерполяция «sin x/x» более предпочтительна для приложений, где частота дискретизации превышает полосу пропускания системы от 3 до 5 раз.

Для захвата глитчей нужна скорость.  Теорема Котельникова гласит, что для точной реконструкции сигнала частота дискретизации должна не менее чем в два раза превышать его наивысшую частотную составляющую.

Однако это соотношение определяет абсолютный минимум, который применим только к синусоидальным и периодическим сигналам. Глитчи по определению являются непериодическими, поэтому дискретизация с удвоенной частотой наивысшей составляющей обычно недостаточна. Вывод: высокая частота дискретизации повышает разрешение, позволяя увидеть накладывающиеся друг на друга события.

6. Гибкая система запуска

Система запуска обеспечивает стабильное изображение и позволяет выделять конкретные фрагменты сложных сигналов.

Что необходимо учитывать

  • Все осциллографы обеспечивают запуск по фронту, и большинство – по длительности импульса
  • Для захвата специфических аномалий и более эффективного использования длины записи выбирайте осциллограф, имеющий расширенные режимы запуска для более сложных сигналов
  • Чем шире выбор условий запуска, тем выше гибкость использования осциллографа (и тем быстрее вы сможете выявлять причины возникающих проблем):
    • запуск по последовательности событий А и В, задержка по времени или по событиям;
    • запуск по строке или кадру видеосигналов стандартной и высокой четкости;
    • запуск по условию – скорость нарастания, глитч, длительность импульса, время ожидания, рант, время установки и удержания;
    • запуск по сигналам последовательных (I2C, SPI, CAN/LIN, USB …) и параллельных шин

Рис 6. Запуск позволяет начать горизонтальную развертку с нужной точки сигнала, а не просто с того места, где закончилась предыдущая развертка. При однократном запуске происходит захват по всем каналам одновременно.

Расширенные функции запуска помогают найти нужную информацию. Запуск по заданным условиям позволяет выделить определенный участок осциллограммы и обнаружить аномалии. Функции запуска можно настроить на специальные условия во входном сигнале, облегчая, например, обнаружение импульсов, длительность которых меньше заданной

7. Длина записи

Длина записи – это число точек, из которых состоит зарегистрированная осциллограмма. Осциллограф имеет ограниченный объем памяти для записи выборок, поэтому чем больше объем памяти, тем большую длину записи можно получить.

Что необходимо учитывать

  • Время захвата = длина записи / частота дискретизации. Например, при длине записи 1 млн. точек и частоте дискретизации 250 Мвыб./с осциллограф может захватывать сигнал в течение 4 мс. Правильное понимание этого параметра поможет Вам выбрать осциллограф именно под Ваши задачи
  • Современные осциллографы позволяют выбирать длину записи, оптимизируя уровень детализации в соответствии с вашим приложением
  • Хороший осциллограф общего назначения может сохранить более 2000 точек, чего более чем достаточно для стабильного синусоидального сигнала (требующего как минимум 500 точек). Но для отыскания причин аномалий в сложных последовательных потоках данных лучше выбрать осциллограф с цифровым люминофором (DPO) с длиной записи 1 млн. точек или больше.
  • Для регистрации переходных процессов или поиска непериодических сигналов, таких как джиттер, искаженные импульсы или глитчи, выбирайте осциллограф, начиная со среднего ценового диапазона, сочетающий большую длину записи с высокой скоростью обновления осциллограмм.

Рис 7. Поскольку осциллограф может сохранять лишь ограниченное число выборок, временное окно захвата осциллограммы обратно пропорционально частоте дискретизации осциллографа. Время захвата = Длина записи / Частота дискретизации.

Получите полную картину. Достаточно детальный захват для декодирования сигнала шины USB требует высокого разрешения по времени (200 пс). Регистрация нескольких пакетов требует продолжительного времени захвата (200 мкс). Чтобы отобразить и то и другое, нужен осциллограф с большой длиной записи (1 млн. точек).

8. Система навигации и анализа

Поиск определенных аномалий формы сигнала можно сравнить с поиском иголки в стоге сена. Вам понадобятся средства, автоматизирующие этот процесс и ускоряющие получение результата.

Что необходимо учитывать

  • Функция масштабирования и панорамирования позволяет растягивать интересующий участок осциллограммы и перемещать окно обзора назад и вперед по шкале времени
  • Функция воспроизведения и паузы автоматически перемещает окно обзора по осциллограмме. Это позволяет освободить руки и сконцентрироваться на самом сигнале
  • Маркеры позволяют помечать интересующие события. Для быстрого перехода между маркерами и простого измерения временных интервалов можно использовать органы управления передней панели
  • Функция поиска и маркировки позволяет просматривать всю захваченную осциллограмму и автоматически отмечать появления определенных пользователем событий
  • Расширенный поиск позволяет определять различные критерии, аналогичные условиям запуска, в соответствии с которыми будут автоматически обнаруживаться и помечаться события в захваченном сигнале.

Рис 8. Осциллографы с длиной записи в миллионы точек могут выполнять захват в течение длительного времени, что очень важно для исследования сложных сигналов. Расстановка маркеров помогает, например, измерять задержки на шине CAN.

9. Расширенная поддержка приложений

Лучшие осциллографы имеют прикладное программное обеспечение для диагностики оптических и электрических схем и тестирования на соответствие стандартам.

Что необходимо учитывать

  • Приложения для измерения целостности сигнала и джиттера позволяют глубже анализировать проблемы качества сигнала в цифровых системах, выявлять причины их возникновения и оценивать их влияние
  • РЧ приложения предоставляют возможность представления сигналов в частотной области и анализа с помощью спектрограмм и кривых зависимости амплитуды, частоты и фазы от времени.
  • Поддержка отладки встраиваемых систем со смешанными аналоговыми и цифровыми сигналами, параллельными и последовательными шинами, такими как CAN/LIN, I2C, SPI, FlexRay, MOST и другие.
  • Прикладное ПО для учебных заведений: чтобы создавать технологии следующего поколения, студенты, изучающие электронику, должны научиться разбираться в сложных электронных схемах

Рис 9. Устойчиво ли работает ваш импульсный источник питания? Средства автоматического анализа позволяют измерять каждый параметр одним нажатием кнопки, предлагая быстрый и точный анализ области безопасной работы (ОБР), качества питающего напряжения, коммутационных потерь, гармоник, модуляции, пульсаций и скорости нарастания выходного тока и напряжения (di/dt, dv/dt).

10. Простое управление

Осциллографы должны быть просты в управлении даже для неопытных пользователей. Интерфейс пользователя дает существенный вклад во время решения инженерной задачи.

Что необходимо учитывать

  • Часто используемые функции должны иметь отдельные органы управления
  • Кнопки автоматической настройки и сброса к значениям по умолчанию позволяют мгновенно настроить прибор
  • Осциллограф должен иметь быстрый и четкий отклик на органы управления
  • Интерфейс осциллографа должен поддерживать ваш родной язык, включая соответствующие накладки для передней панели

Рис 10. Многие люди пользуются осциллографом не каждый день. Интуитивное управление позволяет даже неопытным пользователям чувствовать себя комфортно, в то же время предлагая опытным пользователям простой доступ к наиболее востребованным функциям. Для использования как в лабораторных, так и в полевых условиях выпускается множество моделей портативных осциллографов.


11.Интерфейсы и возможности расширения

Непосредственное подключение осциллографа к компьютеру или передача данных через сменные носители позволяет выполнять расширенный анализ, упрощает документирование и обмен результатами измерений.

Что необходимо учитывать

  • Обратите внимание на осциллографы, обеспечивающие доступ к рабочему столу Windows, имеющие функции распечатки на сетевом принтере и предоставляющие общий доступ к ресурсам
  • Проверьте, может ли осциллограф использовать программное обеспечение сторонних производителей для анализа, документирования и автоматизации измерений
  • Нужен ли вам доступ в интернет для обмена с коллегами результатами измерений в режиме реального времени?
  • Можно ли расширить возможности осциллографа в соответствии с изменяющимися потребностями? Например, добавить:
    • память для анализа записей большей длины;
    • специальные приложения для измерений;
    • различные пробники и модули;
    • такие принадлежности, как аккумуляторные батареи и комплекты для монтажа в стойку;
    • программное обеспечение для управления осциллографом с компьютера, выполнения
    • автоматических измерений, регистрации и экспорта осциллограмм.

Рис 11. К стандартным интерфейсам осциллографа относятся GPIB, RS-232, USB, Ethernet, LXI, а также интерфейсы для связи с сетевыми коммуникационными модулями. Интерфейс USB широко используется для сохранения осциллограмм, результатов измерений и наборов настроек на флэш- накопителях. PictBridge позволяет использовать осциллограф в качестве цифровой камеры. Порт VGA обеспечивает подключение внешнего монитора.

… и, наконец, учтите душевный комфорт!

Конечно, приобретая осциллограф, вы заплатите за него определенную сумму, но во что выльются последующие эксплуатационные расходы?

Ознакомьтесь со стоимостью услуг по поддержке прибора, предлагаемых производителем, и оцените, насколько они увеличивают ваши расходы и продлевают срок службы осциллографа.

К таким услугам относятся обучение по месту установки, системная интеграция, управление проектами и другие профессиональные услуги, которые помогут повысить эффективность прибора и позволят выполнять точные и достоверные измерения.

Удобные пакеты дополнительных услуг и такие виды поддержки, как расширенная гарантия, могут сэкономить деньги в долговременной перспективе и избавить от ненужных волнений.

Бюджетные цифровые осциллографы

Осциллографы начального уровня

Осциллографы смешанных сигналов

Продвинутый анализ сигналов

Осциллографы Hi-end класса

  1. Просто позвоните по телефону: +7 (499) 391-90-77
  2. Или напишите на почту: [email protected]

Осциллограф

На рисунке приведено основное окно программы при работе в режиме осциллографа. В центре окна находится рабочий экран на котором отображаются осциллограммы, красная осциллограмма соответствует каналу А, а синяя каналу В. Слева от рамки рабочего экрана расположена шкала по напряжению канала A (красный шрифт), справа от рамки — шкала по напряжению канала B (синий шрифт). Размерность обоих шкал по напряжению всегда Вольты. Снизу рабочего экрана расположена ось времени (развертка).

Слева и справа от рабочего экрана находятся 2 указателя, позволяющих смещать нуль канала A и канала B соответственно. Смещение нуля целесообразно проводить, если сигналы обоих каналов чересчур накладываются друг на друга, что затрудняет их анализ. Для установки одной из 9-ти стандартных позиций нуля необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши над соответствующем указателем, после чего из появившегося всплывающего меню выбрать одно из возможных значений положения нуля.


Над рамкой рабочего экрана расположены два маркера, предназначенные для точного измерения временных интервалов и значений амплитуд напряжений каждого из каналов. Маркеры можно передвигать с помощью мыши, для этого необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши над треугольником, после чего не отпуская левою кнопку передвигать мышь влево или вправо. При передвижении маркера по рабочему экрану будут отображаться соответствующие данные на панели «параметры сигнала под маркером».

Для задания уровня синхронизации используются два горизонтальных маркера A и B. Маркер A задает уровень (амплитуду) напряжения канала A который используется при включенной синхронизации (абсолютной) по каналу A. Маркер B аналогично задает уровень, используемый при включенной синхронизации по каналу B.

Для перемещения осциллограмм внутри рабочего экрана предназначена стандартная линейка прокрутки. Под линейкой прокрутки находится небольшая кнопка позволяющая скрыть панель настроек осциллографа, что обеспечивает больше места для рабочего экрана.

Кроме того имеется возможность перемещения осциллограмм по вертикали и горизонтали путем перетаскивания соответствующих осей (горизонтальной — вправо-влево, вертикальных — вверх-вниз)

Задать размах шкалы напряжения канала A/B возможно на панели «Канал A/B (В/дел)». Размах задается с помощью ручки настройки  (подробнее). Необходимо отметить, что USB осциллограф DiSco аппаратно поддерживает два диапазона входных сигналов 0-2 В и 2-20 В. Из этого следует, что для того чтобы получить наиболее достоверную осциллограмму амплитуда которой находится в диапазоне ±2 В целесообразно выбрать размах ±0.2 Вольт/деление или ниже. Так как ошибка кантования при размахе ±0.2 Вольт/деление и ниже будет составлять 4В / 1024 = 0,0039 В (разрядность 10 бит), в то время как при размахе ±0,5 Вольт/дел и выше ошибка кантования будет в 10 раз больше 40В / 1024 = 0,039 В. У осциллографа DiSco2 поддиапазонов 12, поэтому ошибка квантования менее заметна.

На этих же панелях расположены кнопки включения / выключения каналов. Если при анализе устройства не требуется анализировать одновременно два аналоговых сигнала, то целесообразно будет выключить один из каналов, что позволит увеличить максимальную частоту дискретизации с 100 кГц до 200 кГц.

При работе с осциллографом DiSco2 рядом кнопкой включения/выключения канала появляется кнопка открытого/закрытого входа с символами [ — ] и [~], включающая установленное в приборе микрореле, замыкающее выводы внутреннего конденсатора, предназначенного для фильтрации постоянной составляющей сигнала.

Панель «Период»  позволяет задавать развертку с которой происходит отображение входного аналогового сигнала. Частота дискретизации подбирается автоматически. В правом нижнем углу панели «Период» располагается кнопка переключения режима чтения: buf — чтение с использованием внутреннего буфера прибора, pipe — потоковое чтение данных в компьютер (в несколько раз увеличивается размер буфера отсчетов но ужесточаются требования предъявляемые к компьютеру (подробнее о режимах чтения)).

Все управляющие элементы синхронизацией, за исключением маркеров, расположены на панели «Синхронизация» . Кнопка «Включена/Выключена» позволяет включить или выключить синхронизацию. Кнопки «A» и «B» выбирают канал и соответствующий маркер, сигнал с которого будет использоваться в качестве источника синхронизации. Кнопка «Ext» указывает что источником синхронизации будет внешний источник подключаемый к каналу B.1 логического анализатора, который работает как вход (внешняя синхронизации доступна только при чтении через буфер).

 

Кнопки выбора фронта определяют, по какому фронту сигнала (нарастающему или спадающему) будет абсолютная синхронизация, по какому перепаду сигнала (положительному или отрицательному) будет дифференциальная синхронизация и по какому фронту внешнего синхросигнала (нарастающему или спадающему) будет внешняя синхронизация. Две кнопки расположенные внизу панели определяют тип синхронизации: абсолютная или дифференциальная. Поле, расположенное возле кнопки задания дифференциальной синхронизации определяет разницу между соседними отсчетами сигнала при превышении, которой будет выполнение условия синхронизации. Необходимом отметить, что при задание параметров синхронизации которые не могут быть выполнены, например задан уровень 5 В, а максимальная амплитуда сигнала не превышает 2 В, прибор все время будет находится в ожидании выполнения условия синхронизации, т.е. одна из кнопок запуска измерения будет красной. В данном случае совсем не обязательно останавливать измерения нажимая кнопку «Сброс», так как при измерения любых условий синхронизации они автоматически будут переданы в устройство.

На панели «Параметры сигнала под маркерами»  отображаются, положение каждого маркера на оси времени и амплитуда сигнала обеих каналов под каждым маркером. Также вычисляется разница времени маркеров и амплитуд сигналов, при этом цвет результата разницы будет определяться цветом того маркера соответствующие значение, которого больше.

На панели «Общие параметры сигнала» отображаются вычисленные значения постоянной и переменной составляющей напряжения и если возможно, то и значение частоты по каждому каналу.

Панель «Фильтрация»  обеспечивает подключение, и расчет цифровых фильтров для каждого канала. Для включения фильтрации по каналу сначала необходимо рассчитать фильтр открыв окно задания параметров фильтра нажав кнопку «…», после чего установить галочку «Вкл.» для выбранного канала.

Для того, чтобы произвести измерение необходимо нажать кнопку «Однокр.» или «Цикл.» на панели «Управление» . Кнопка » Однокр.» инициализирует только одно измерение (оцифровка и накопление отсчетов микроконтроллером, а затем передача их оболочке при работе через буфер) после чего на рабочем экране отображаются только что считанные осциллограммы. Кнопка » Цикл.» выполняет аналогичные действии за исключением того, что после окончания измерения автоматически запускается новое измерение. После нажатия на одну из кнопок запуска она меняет свое название на «Сброс» красного цвета, нажатие на такую кнопку вызовите немедленный сброс устройства и прекращение ожидания результатов измерения. Кнопка «Сброс» может оказаться единственным средством останова измерения, например, когда задан уровень синхронизации который ни когда не может быть достигнут.

Группа выбра режима в группе «Вид» предназначена для переключения из обычного режима с временной разверткой (T) в режим XY.

В этом режиме канал A используется для задания координаты по горизонтальной оси. канал B — для задания координат по вертикальной оси. Индикаторы нуля изменяют свой вид и появляются дополнительные горизонтальные маркеры. Так ка в этом режиме не предполагается работа с временной осью. то параметры сигнала, отображаемые в панели «Параметры сигнала под маркерами», показывают значения напряжения по горизонтальной (A) и вертикальной (B) осям, а также их разницу.

Ручка управления «Период» в режиме XY служит лишь для задания параметров дискретизации и определяет количество данных, обрабатываемых в одном кадре. Чем больше период дискретизации, тем больший промежуток времени будет обработан для отображения сигнала.

Осциллограф — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: Осциллограф

Устройство и назначение

Изображение слайда

2

Слайд 2: Что такое осциллограф?

Это прибор, предназначенный для наблюдения формы электрических колебаний и изменения их параметров. Индикатор – электроннолучевая трубка. Поток электронов создаёт на экране осциллограмму в соответствии с формой измеряемых напряжений.

Изображение слайда

3

Слайд 3: Виды осциллографов:

универсальные (компактны, надёжны, просты) скоростные и стробоскопические (эффективная полоса пропускания) запоминающие (для однократных или редко повторяющихся сигналов) специальные (для решения специфических задач)

Изображение слайда

4

Слайд 4: Функциональная схема

Изображение слайда

5

Слайд 5: Функциональная схема

На данной схеме можно выделить четыре основных блока осциллографа: Электронно-лучевая трубка с цепями управления ее режимом Блок вертикального отклонения (канал Y) Блок горизонтального отклонения (канал X) Блок формирования сигналов, управляющих яркостью луча (канал Z)

Изображение слайда

6

Слайд 6: Электронно-лучевая трубка

ЭЛТ представляет собой вакуумированную стеклянную колбу, внутри которой находятся электронная пушка, отклоняющая система и люминесцентный экран. Электронная пушка предназначена для формирования узкого пучка электронов и его фокусировки на экран. Отклоняющая система состоит из двух пар пластин ХХ и УУ расположенных горизонтально и вертикально. К вертикальным пластинам прикладывается исследуемое напряжение. К горизонтальным пластинам прикладывается пилообразное напряжение из генератора развертки. Светящееся пятно на экране ЭЛТ рисует форму исследуемого сигнала. Благодаря пилообразному напряжению пятно движется по экрану слева направо.

Изображение слайда

7

Слайд 7: Электронно-лучевая трубка

1 — отклоняющие пластины 2 — электронная пушка 3 — пучок электронов 4 — фокусирующий соленоид 5 — экран

Изображение слайда

8

Слайд 8: Блок вертикального отклонения

Сигнал подводится к клемме «Вход Y » и поступает на входной делитель. Далее следует усилитель, состоящий из входного каскада, предварительного и оконечного усилителей.

Изображение слайда

9

Слайд 9: Элементы блока

Нужен для того, чтобы дать возможность последующим каскадам работать примерно с одинаковыми сигналами, независимо от величины входных сигналов ; Назначение – обеспечить большое входное сопротивление и малое выходное ; Источник вспомогательного сигнала, подающегося на вход для калибровки масштаба вертикального отклонения ; Сигнал для запуска развертки ответвляется из канала Y до линии задержки ; В нем осуществляются основное усиление и формирование полосы пропускания ; Обеспечивает усиление исследуемого сигнала до значения, достаточного для отклоне- ния луча ЭЛТ по вертикали в пределах рабочей части экрана ;

Изображение слайда

10

Слайд 10: Требования к каналу Y

Обеспечение заданной чувствительности осциллографа Равномерность АЧХ и линейность ФЧХ Линейность динамической характеристики Большое входное сопротивление и малая входная емкость Точность измерения амплитуд сигналов

Изображение слайда

11

Слайд 11: Блок горизонтального отклонения

Три режима горизонтального отклонения луча: Пилообразная развёртка Ждущая развёртка Внешняя развёртка

Изображение слайда

12

Слайд 12: Элементы блока

Обеспечивает синхронизацию генератора развёртки ; Обеспечивает запуск генератора развёртки ; Формирует линейно-изменяющееся напряжение ; В нем осуществляются основное усиление и формирование полосы пропускания ; Предназначен для усиления напряжения развертки или внешнего сигнала до значения, достаточного для отклонения луча в пределах экрана по горизонтали ;

Изображение слайда

13

Слайд 13: Требования к каналу X

Стабильность усиления Высокая стабильность скорости нарастания напряжений Те же требования, что и к Y- каналу, только более мягкие (из соображений экономии)

Изображение слайда

14

Слайд 14: Блок управления яркостью луча

Задачи: Подсветка прямого луча и гашение обратного хода Метки времени Подсветка луча сигналом

Изображение слайда

15

Слайд 15: Элементы блока

Формирует нужный импульс подсвечивания луча ; Вырабатывает узкие прямоугольные импульсы с калиброванным периодом, т.н. «метки времени» ; Усиливает яркость луча ;

Изображение слайда

16

Последний слайд презентации: Осциллограф: Факты

Первый осциллограф был изобретён французским физиком Андре Блонделем в 1893 году В связи со значительной стоимостью профессиональных осциллографов многие радиолюбители самостоятельно создают осциллографы (и осциллографические приставки к персональному компьютеру) Многие радиолюбители используют тракт звукозаписи установленной в компьютере звуковой карты в качестве устройства ввода для измерения низких (до 20-22 кГц) частот; для ПК дополнительно требуется программа Именно экран осциллографа использовался как дисплей для одной из первых видеоигр Tennis For Two представляющий из себя виртуальный вариант тенниса. Игра работала на аналоговой вычислительной машине и управлялась специальным игровым контроллером paddle

Изображение слайда

Что такое осциллограф? Зачем он вам нужен?

Практические практические руководства

Резюме

Осциллографы показывают биение электронных устройств. Они дают нам всевозможные сведения о том, правильно ли работает электронное устройство, что позволяет нам проверить его жизненно важные функции.

Описание

Жизненно важными показателями наших устройств могут быть напряжение или ток. И точно так же, как мы не хотим, чтобы наши сердца бились слишком быстро или слишком медленно, мы хотим, чтобы эти напряжения колебались с правильной скоростью или частотой.Все мы знаем, что шумы в сердце — это плохо. Что ж, нам тоже не нужны сбои в электрических сигналах, и осциллограф может помочь нам их найти. Подобное понимание ваших электронных устройств позволяет вам убедиться, что они работают должным образом. А если это не так, осциллографы помогут вам диагностировать проблему и исправить ее. Если вы инженер-электрик, скорее всего, вы могли бы использовать осциллограф — независимо от того, являетесь ли вы инженером-испытателем или студентом, или работаете на производстве, ремонте, исследованиях или разработках.

Осциллографы серии 1000 X для различных измерений.

Базовая операция осциллографа отображает зависимость напряжения от времени с напряжением по вертикальной оси и временем по горизонтальной оси. Это позволяет вам дважды проверить, соответствует ли сигнал вашего устройства ожидаемому как по величине, так и по частоте. А поскольку осциллографы обеспечивают визуальное представление сигнала, вы можете видеть любые аномалии или искажения, которые могут возникнуть.Но прежде чем приступить к тестированию, вам следует учесть некоторые моменты.

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

Осциллографы

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

  • Полоса пропускания — диапазон частот, который осциллограф может точно измерить.Полоса пропускания осциллографа обычно составляет от 50 МГц до 100 ГГц.
  • Частота выборки — количество выборок, которое осциллограф может регистрировать в секунду. Чем больше выборок в секунду, тем четче и точнее отображается форма сигнала.
  • Целостность сигнала — способность осциллографа точно отображать форму сигнала. Вам не нужен пульсометр, отображающий неверную информацию. То же самое и с вашим тестируемым устройством. Вы бы не захотели объявлять свое устройство неисправным и тратить недели на поиск первопричины, хотя на самом деле проблемы нет.
  • Каналы — Вход осциллографа. Они могут быть аналоговыми или цифровыми. Обычно на один осциллограф приходится от 2 до 4 аналоговых каналов.
  • Совместимость пробника — Пробник — это инструмент, используемый для подключения осциллографа к тестируемому устройству. Существует большое количество пассивных и активных пробников, каждый из которых предназначен для конкретных случаев использования. Вам нужен осциллограф, совместимый с типом пробника, который вам нужен для конкретных испытаний.
  • Приложения — Программное обеспечение для анализа сигналов, декодирования протоколов и тестирования на соответствие может значительно сократить время, необходимое для выявления и фиксации ошибок в ваших проектах.Программное обеспечение для анализа может помочь вам найти и оценить джиттер, выполнить преобразования Фурье, создать глазковые диаграммы и даже определить и количественно оценить перекрестные помехи. Программное обеспечение для декодирования протоколов может идентифицировать цифровые пакеты информации, запускать при различных условиях пакета и выявлять ошибки протокола. Не все осциллографы совместимы со всеми приложениями.

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


Вооружившись этими основами, вы можете выборочно проверить свои печатные платы (PCB), чтобы найти неисправные детали, зашумленные линии питания, короткие замыкания и неработающие устройства ввода-вывода (входы и выходы); погрузитесь в различные режимы запуска для поиска коротких замыканий, сбоев и временных ошибок; и фиксируйте сигналы и данные, чтобы подтвердить качество ваших проектов. Некоторые базовые осциллографы даже обеспечивают анализ Боде или частотный и фазовый анализ. И это только начало.

Анализ частотной характеристики, выполненный на осциллографе InfiniiVision.

Осциллографы

— универсальные и широко используемые инструменты. Автомобильные техники используют осциллографы для диагностики электрических проблем в автомобилях. В университетских лабораториях осциллографы используются для обучения студентов электронике. В распоряжении исследовательских групп по всему миру есть осциллографы. Производители сотовых телефонов используют осциллографы для проверки целостности своих сигналов. В военной и авиационной промышленности осциллографы используются для проверки систем радиолокационной связи. Инженеры НИОКР используют осциллографы для тестирования и разработки новых технологий.Осциллографы также используются для тестирования на соответствие, например, протоколов USB и CAN, где выходной сигнал должен соответствовать определенным стандартам.

Приложения

— 6 Основы для максимально эффективного использования вашего осциллографа
— Примечания к приложению «Основные принципы осциллографа»

Использование осциллографа | Sciencing

Осциллограф — это диагностическое устройство, которое отображает изменяющееся во времени напряжение. Как и телевизор, он оснащен электронно-лучевой трубкой, которая генерирует электронный луч, проходящий через флуоресцентный экран.Это важно, потому что он показывает электрические сигналы в виде зависимости напряжения от времени.

Значение

Осциллограф полезен тем, что позволяет наблюдать электрические сигналы, особенно изменяющиеся во времени. Сигналы могут быть медленными или быстрыми. Осциллограф имеет функции усиления и задержки, которые позволяют наблюдать часть или весь сигнал. Другие функции позволяют физически перемещать сигналы по экрану. Все это упрощает измерение сигнала.

Электронно-лучевая трубка

Сердце осциллографа — электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). ЭЛТ состоит из нескольких основных частей: электронной пушки, вертикальных отклоняющих пластин или катушек, горизонтальных отклоняющих пластин или катушек и электронного луча.

Электронная пушка

Электронная пушка состоит из нагревателя, катода и анода. Катод — отрицательный электрод, а анод — положительный. Электрический ток заставляет нагреватель нагревать катод. Это повышение температуры заставляет электроны течь от него к аноду.Этот процесс называется «выпариванием» электронов.

Эксплуатация

Анод имеет небольшое отверстие и высокое напряжение, которое может находиться в диапазоне от 5 кВ до 50 кВ. Электроны с катода проходят через маленькое отверстие, одновременно ускоряясь под действием высокого напряжения. После прохождения электроны отклоняются вертикальными пластинами и горизонтальными пластинами, к которым преднамеренно прикладывается изменяющееся во времени напряжение. Вертикальные пластины отклоняют электроны горизонтально, а горизонтальные пластины отклоняют электроны вертикально.В некоторых осциллографах вместо пластин используются магнитные отклоняющие катушки.

Отклоненный электронный луч попадает на экран, покрытый фосфором. Этот экран впоследствии излучает видимый свет в виде точки. Расположение электронного луча на экране зависит от количества напряжений, приложенных к отклоняющим пластинам. Луч скользит по экрану из-за горизонтального отклонения, создаваемого вертикальными пластинами. Причина, по которой вы видите не только точку, движущуюся по экрану, — это фосфор, который заставляет вас видеть линии.

Области применения

Осциллографы используются для просмотра сигналов, поступающих непосредственно от таких устройств, как звуковые карты, что позволяет отображать волны в реальном времени. Они используются в качестве электрокардиограммы, для проверки схем и для поиска неисправностей в электронных устройствах, таких как телевизоры. Осциллографы с функциями хранения позволяют захватывать, извлекать и анализировать сигналы для дальнейшего использования.

Осциллографы | Instrumart

Осциллографы — это электрические испытательные приборы, которые отображают напряжения сигналов в двухмерном формате, обеспечивая визуальное представление сигнала.Результирующий График использует вертикальную ось (Y) для представления напряжения и горизонтальную ось (X) для представления времени. Вместе это создает форму волны электрического сигнал, позволяющий легко увидеть, как он меняется с течением времени.

Характеристики формы волны предоставляют информативную информацию о том, как работают схемы, которую нельзя получить с помощью других инструментов для электрических испытаний, таких как мультиметры, включая:

  • Минимальное и максимальное напряжения сигнала
  • Частота колебательного сигнала
  • Как схема изменяет сигнал при прохождении через схему
  • Как частота или время сигнала изменяется с течением времени
  • Искажает ли неисправный компонент сигнал
  • Какая часть сигнала является шумом и меняется ли шум со временем

Области применения осциллографов

Осциллографы — один из наиболее часто используемых инструментов для электрических испытаний.Предоставляя визуальное представление электрического сигнала, они незаменимы для всех, кто занимается проектированием, тестирование или ремонт электронного оборудования. Некоторые из наиболее распространенных приложений для осциллографов:

  • Анализ мощности. Осциллографы могут использоваться для измерения и анализа рабочих характеристик устройств преобразования энергии, цепей и сетевого питания. гармоники. Для этого необходимы пробники дифференциального усилителя, а также предлагается специальное программное обеспечение, упрощающее анализ данных.
  • Анализ последовательных данных. Цифровые сигналы данных переходят во все более расширяющиеся форматы последовательных данных. Осциллографы используются для анализа и характеристики таких форматы данных для представления и анализа таких форматов данных, как USB, Ethernet, Bluetooth, FireWire и SCSI, в дополнение ко многим другим.
  • Анализ джиттера. Современные схемы с высокой пропускной способностью имеют невероятно быстрые часы и сигналы. Осциллографы используются для представления, анализа и отладки сигнала. джиттер, а также синхронизация для тактовых импульсов, анализа тактов и данных и потока данных.
  • Конструкции устройств хранения данных можно протестировать путем измерения производительности диска, шума носителя и характеристик оптической записи.
  • Рефлектометрия во временной области (TDR) — это способ измерения значений и изменений импеданса, таких как неисправности, вдоль кабелей передачи, кабельных разъемов или микрополосков. на печатной плате.

Хотя осциллографы наиболее тесно связаны с тестированием электрического оборудования, они могут использоваться в любом приложении, которое генерирует электрический сигнал, который он может отображать.Преобразователи, устройства которые создают электрический сигнал в ответ на физические стимулы, позволяют осциллографам отображать практически любые физические явления, которые могут быть преобразованы в электрический сигнал включая движение, звук, механическое напряжение, давление, свет или тепло. С правильным датчиком осциллографы можно использовать для измерения мозговых волн, сердцебиения, вибрации двигателя и т. Д. голосовые шаблоны и многое другое.

Осциллографическая техника

Самым ранним методом создания изображения формы волны были осциллограммы, нарисованные от руки изображения, основанные на измерениях, выполненных с помощью гальванометра.Позже были зафиксированы волновые узоры. автоматически с помощью гальванометра, перемещающего ручку по бумажному барабану.

После изобретения электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), типа вакуумной трубки, в которой используются направленные электроны для проецирования изображений на фосфоресцентный экран, Карл Фердинанд Браун изобрел осциллограф как физическое диковинное явление в 1897 году, подав колебательный сигнал на электрически заряженные дефлекторные пластины в ЭЛТ с люминофорным покрытием. Вскоре последовало множество нововведений.Сегодняшние осциллографы доступны в различных форм-факторах и различных технологиях.

В 1990-е годы цифровые технологии изменили способ работы осциллографов. Аналоговые устройства, такие как осциллографы с электронно-лучевой трубкой, используют постоянно меняющиеся напряжения. Цифровые осциллографы, с другой стороны С другой стороны, используйте двоичные числа, которые соответствуют отсчетам напряжения, используя аналого-цифровой преобразователь для преобразования измеренных напряжений в цифровую информацию. Цифровые осциллографы предлагают более широкий набор функций и возможностей, а также позволяют выполнять комплексную обработку сигнала с помощью схем высокоскоростной цифровой обработки сигналов.

Осциллографы обычно состоят из дисплея и трех основных секций управления: вертикальной, горизонтальной и триггерной.

Вертикальная секция контролирует амплитуду отображаемого сигнала. Эта секция имеет ручку переключения вольт на деление (Вольт / деление), переключатель переменного / постоянного тока / заземления и вертикальный (первичный) вход для прибора.

Горизонтальная секция управляет временной разверткой или «разверткой» инструмента.Основным элементом управления является селекторный переключатель «Секунды на деление» (Sec / Div). Также имеется горизонтальный вход для построения сигналов по двум осям X-Y.

Секция триггера управляет начальным событием развертки. Несколько источников могут запускать развертку, включая любой входной канал, внешний источник, отличный от сигнала, подаваемого на вход. канал, сигнал источника питания или сигнал, внутренне генерируемый осциллографом. Осциллографы могут иметь несколько различных типов триггеров, включая фронтальный, видео, импульсный или логический.

Осциллографы также включают ряд элементов управления дисплеем, включая фокусировку, интенсивность и искатель луча, а также входные разъемы.

Измерения

Волна — это общий термин для шаблона, который повторяется во времени. Когда волна представлена ​​графически, она называется формой волны. Осциллографы измеряют сигналы напряжения и отображают их как осциллограммы с вертикальной осью (Y), представляющей напряжение, и горизонтальной осью (X), представляющей время.Форма сигнала определяется характеристиками сигнала.

Синусоидальные волны — это классическая форма волны, формируемая большинством сигналов переменного тока. Квадратные и прямоугольные волны являются результатом сигналов, которые регулярно включаются и выключаются. интервалы, такие как цифровые сигналы. Пилообразные и треугольные волны видны в схемах, предназначенных для линейного управления напряжением, как в телевизоре, и переходы меняются с постоянной скоростью.Переходные сигналы, включая шаги и импульсы , являются однократными сигналами, которые указывают на внезапное изменение напряжения. Сложные волны комбинировать характеристики других форм волн.

Формы сигналов можно анализировать по ряду свойств, включая:

  • Частота: Количество повторов сигнала в секунду.
  • Период: Время, необходимое для повторения каждой формы сигнала.
  • Рабочий цикл: Процент времени, в течение которого волна бывает положительной или отрицательной.
  • Время нарастания и спада: Количество времени, которое требуется для волны, чтобы перейти от своей нижней точки к своей высокой точке или от своей верхней точки к нижней точке.
  • Амплитуда: Мера того, насколько высокий или низкий уровень сигнала превышает 0 В. Иногда может использоваться как разница между точками высокого и низкого напряжения сигнала.
  • Максимальное и минимальное напряжение: Отображает точное и низкое напряжение вашего сигнала.
  • Среднее и среднее напряжение: Расчетное среднее минимального и максимального напряжения вашего сигнала.

На что следует обратить внимание при выборе осциллографа

  • Какая требуется пропускная способность?
  • Какой уровень точности вам нужен?
  • Какое допустимое время нарастания / спада?
  • Какие зонды нужны? Соответствуют ли они характеристикам осциллографа?
  • Сколько каналов вам нужно?
  • Какова частота дискретизации?
  • Какой тип запуска вам нужен?
  • Какова длина записи?
  • Какие аналитические инструменты включены?
  • Включает ли программное обеспечение поддержку приложений?
  • Требуется ли подключение к другим устройствам?

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно осциллографов, не стесняйтесь обращаться к одному из наших инженеров, отправив нам электронное письмо по адресу sales @ instrumart.com или по телефону 1-800-884-4967.

Цифровой осциллограф

— обзор

2.8.2 Цифровые стробоскопические осциллографы

Как обсуждалось в последнем разделе, сбор данных в цифровом осциллографе осуществляется путем цифровой дискретизации и хранения данных. Чтобы зафиксировать достаточно деталей формы сигнала, выборка должна быть непрерывной с достаточно высокой скоростью по сравнению с временной шкалой формы сигнала. Это называется дискретизацией в реальном времени . Согласно критерию Найквиста, f s ≥ 2 f sig, max требуется для характеристики формы сигнала, где f s — частота дискретизации, а f sig, max — это частота дискретизации. максимальная частота сигнала.Для формы сигнала синусоидального сигнала максимальная частота равна его основной частоте, и для воспроизведения формы сигнала достаточно дискретизации на частоте Найквиста, то есть двух отсчетов за период. Однако это предполагает, что мы знаем, что форма волны была синусоидальной до измерения.

Как правило, для сигнала неизвестной формы максимальная частота f sig, max может быть намного выше основной частоты f sig . Следовательно, для получения подробных сведений о форме сигнала частота дискретизации должна быть намного выше, чем f sig .Обычно f s ≥ 5 f sig необходим для точного измерения. Это означает, что для характеристики сигнала с основной частотой 10 ГГц частота дискретизации должна быть выше 50 ГГц, что является очень сложной задачей для усилителей и электронных схем в осциллографе. Стробоскопический осциллограф предназначен для измерения высокоскоростных сигналов с использованием относительно низких частот дискретизации, что снижает требования к электронным схемам.

Принцип работы стробоскопического осциллографа основан на недискретизации повторяющихся сигналов. Хотя только небольшое количество выборок может быть получено в течение каждого периода формы сигнала, с выборкой за многие периоды и объединением данных вместе, форма волны может быть восстановлена ​​с большим количеством точек выборки. Этот метод также называется выборкой эквивалентного времени и существует два основных требования: (1) форма сигнала должна быть повторяющейся и (2) должны быть доступны стабильный запуск и точно контролируемая относительная задержка.

Рисунок 2.8.7 (a) иллюстрирует принцип выборки сигнала. Поскольку форма сигнала должна быть повторяющейся, используется периодическая последовательность импульсов запуска, а синхронизация между первым импульсом запуска и формой сигнала определяется выбором уровня запуска. Дискретная точка данных выбирается в момент каждого запускающего импульса. При установке периода запуска немного больше периода сигнала на Δ T , выборка данных происходит в разных положениях в пределах каждого периода формы сигнала.Поскольку в течение каждого периода запуска собирается только одна точка данных, по определению это последовательная выборка .

Рисунок 2.8.7. Иллюстрация (а) метода последовательной выборки и (б) сигнала, восстановленного после последовательной выборки.

Если общее количество точек выборки, необходимых для восстановления формы волны на экране, составляет N , а временное окно формы волны для отображения составляет Δ T dsp , последовательная задержка каждого события выборки в пределах периода сигнала должно быть

(2.8.1) ΔT = ΔTdspN − 1

На рисунке 2.8.7 (b) показана восстановленная форма сигнала, и, очевидно, Δ T представляет разрешение выборки во временной области. Здесь Δ T может быть выбрано очень коротким, чтобы иметь высокое разрешение при относительно низкой частоте дискретизации. Однако при выборе высокого разрешения необходимо пойти на компромисс; сбор данных становится длиннее, потому что необходимо будет задействовать большое количество периодов сигнала. Основным недостатком является то, что, поскольку для каждого периода сигнала разрешена только одна точка выборки, при большом периоде сигнала время измерения может быть очень большим.

Случайная выборка — альтернативный алгоритм выборки, как показано на рисунке 2.8.8. При случайной выборке сигнал непрерывно дискретизируется с частотой, которая не зависит от частоты запуска. Следовательно, в течение периода запуска выборка может осуществляться более чем одной или менее чем одной точкой (точками) данных, в зависимости от разницы частот между выборкой и запуском. В процессе измерения данные сохраняются в памяти с выбранным значением напряжения сигнала и временем снятия напряжения.Разница во времени между каждым моментом выборки и ближайшим триггером собирается и настраивается для восстановления формы сигнала на экране дисплея.

Рисунок 2.8.8. Иллюстрация (а) метода случайной выборки и (б) сигнала, восстановленного после случайной выборки.

Предположим, что период выборки составляет Δ T с , период запуска составляет Δ T tg , а временное окно сигнала для отображения на экране составляет Δ T dsp .Если Δ T dsp = Δ T tg , то в среднем имеется N ave = Δ T tg / Δ T s точек данных, отобранных в течение каждого триггерный период. Следовательно, чтобы накопить N точек выборки для графического отображения, общее время, необходимое для сбора данных, составляет T N = N Δ T с = N ср. Δ T тг .При использовании случайной выборки частота выборки не ограничивается одной выборкой за период запуска, как при последовательной выборке, и, таким образом, эффективность выборки может быть выше, ограничиваясь только скоростью выборки, которую может предложить осциллограф. Основным недостатком является то, что, поскольку частота дискретизации отличается от частоты триггера, восстановленные точки дискретизации в окне дисплея могут быть неравномерно разнесены, как показано на Рисунке 2.8.8 (b). Поэтому для восстановления исходной формы сигнала обычно требуется больше выборок по сравнению с последовательной выборкой.

Интересно отметить, что для всех осциллографов и методов выборки, обсуждаемых до сих пор, всегда требуется триггер для запуска процесса развертки и синхронизации выборки данных с сигналом. В последние годы возможности высокоскоростной цифровой обработки сигналов значительно расширились, что принесло пользу во многих технических областях, включая приборостроение. Анализ микроволнового перехода — это еще один метод выборки, не требующий отдельного запуска. Он периодически дискретизирует сигнал и использует алгоритмы DSP, такие как БПФ, для определения основной частоты и гармоник (или субгармоник) высокого порядка сигнала.Как только основной период Δ T с сигнала определен, измерение может быть выполнено аналогично последовательной выборке.

Осциллографы (CRO) | Осциллографы Electronics Club

(CRO) | Клуб электроники

Настройка | Подключение | Измерение | База времени | Y усилитель | AC / GND / DC

Следующая страница: Блоки питания

См. Также: AC, DC и электрические сигналы

Осциллограф — это испытательный прибор, который позволяет вам смотреть на «форму» электрических сигналов, отображая на экране график зависимости напряжения от времени.Это похоже на вольтметр с полезной дополнительной функцией, показывающей, как напряжение изменяется со временем. Сетка с сеткой 1 см позволяет измерять напряжение и время с экран.

График, обычно называемый следом , нарисован пучком электронов, падающим на люминофорное покрытие экрана, излучающее свет, обычно зеленый или синий. Это похоже на то, как производится телевизионное изображение.

Осциллографы

содержат вакуумную трубку с катодом (отрицательный электрод) на одном конец для испускания электронов и анод (положительный электрод) для их ускорения, чтобы они быстро движутся по трубке к экрану.Такое устройство называется электронной пушкой. Трубка также содержит электроды для отклонения электронного луча вверх / вниз и влево / вправо.

Электроны называются катодными лучами, потому что они испускаются катодом, и это дает осциллографу его полное название электронно-лучевой осциллограф или CRO.

Осциллограф с двумя трассами может отображать две кривые на экране, что позволяет легко например, сравните вход и выход усилителя. Стоит заплатить скромную дополнительные расходы, чтобы иметь этот объект.

Меры предосторожности

  • С осциллографом следует обращаться осторожно, чтобы защитить его хрупкую (и дорогую) вакуумную лампу.
  • Осциллографы
  • используют высокие напряжения для создания электронного луча, и они остаются в течение некоторого времени. после выключения — для вашей безопасности не пытайтесь осматривать осциллограф изнутри!


Настройка осциллографа

Осциллографы

— это сложные приборы с множеством элементов управления, и для их настройки требуется определенное внимание. вверх и успешно используйте.При неправильной настройке управления очень легко «потерять» след за экраном!

На рисунке показано, что вы должны увидеть после настройки, когда нет подключенного входного сигнала. Есть некоторые вариации в расположении и маркировке многих элементов управления, поэтому инструкции, возможно, потребуется адаптировать к вашему инструменту.

  1. Включите осциллограф для разогрева (это займет минуту или две).
  2. Не подключайте , а не входной провод на этом этапе.
  3. Установите переключатель AC / GND / DC (Y INPUT) на DC .
  4. Установите переключатель SWP / X-Y в положение SWP (развертка).
  5. Установите уровень запуска с на АВТО .
  6. Установите Trigger Source на INT (внутренний, вход y).
  7. Установите Y AMPLIFIER на 5 В / см (умеренное значение).
  8. Установите TIMEBASE на 10 мс / см (умеренная скорость).
  9. Поверните элемент управления развертки VARIABLE на 1 или CAL .
  10. Отрегулируйте СДВИГ ПО Y (вверх / вниз) и СДВИГ ПО X (влево / вправо), чтобы получить след по середине экрана , как на картинке.
  11. Отрегулируйте ИНТЕНСИВНОСТЬ (яркость) и ФОКУС , чтобы получить яркий, резкий след.
  12. Осциллограф готов к работе! Подключение входного кабеля описано в следующем разделе.

Дополнительная информация об элементах управления: Timebase | Y усилитель | AC / GND / DC


Подключение осциллографа

ВХОД Y осциллографа должен быть коаксиальным проводом , и на схеме показан его строительство. Центральный провод передает сигнал, а экран заземлен (0 В). для защиты сигнала от электрических помех (обычно называемых шумом).

Конструкция коаксиального провода

Большинство осциллографов имеют гнездо BNC для входа y, а провод подключается к нажимно-поворотное действие , для отключения нужно крутить и тянуть.Осциллографы, используемые в школах, могут иметь красные и черные гнезда 4 мм, поэтому обычные, При необходимости можно использовать неэкранированные 4-миллиметровые вилки.

Профессионалы используют специально разработанный комплект электродов и датчиков для достижения наилучших результатов при работе с высокой частотой. сигналов и при тестировании цепей с высоким сопротивлением, но для более простых работают на звуковых частотах (до 20кГц).

Осциллограф подключается как вольтметр, но вы должны знать, что экран (черный) подключения входного кабеля подключен к заземлению на осциллографе.Это означает, что должен быть подключен к земле или к 0 В в проверяемой цепи.

Получение четкого и стабильного следа

Если вы впервые используете осциллограф, лучше всего начать с простого сигнала, такого как выходной сигнал. от блока питания переменного тока, установленного примерно на 4 В. На рисунке показан след, который вы должны увидеть после правильной настройки элементов управления.

После подключения осциллографа к цепи, которую вы хотите протестировать, вам необходимо установить элементы управления для получения четкого и стабильного следа на экране:

  • Регулятор Y AMPLIFIER (VOLTS / CM) определяет высоту кривой.Выберите настройку, чтобы след занимал не менее половины высоты экрана, но не исчезал с экрана.
  • Элемент управления TIMEBASE (TIME / CM) определяет скорость перемещения точки. по экрану. Выберите настройку, чтобы на графике отображался хотя бы один цикл сигнала на экране. Обратите внимание, что постоянный входной сигнал постоянного тока дает горизонтальную линию, для которой установка временной развертки не является критичной.
  • Регулятор TRIGGER обычно лучше оставить на АВТО.

Дополнительная информация об элементах управления: Timebase | Y усилитель | AC / GND / DC



Измерение напряжения и периода времени

Кривая на экране осциллографа представляет собой график зависимости напряжения от времени . Форма этого графика определяется характером входного сигнала.

В дополнение к свойствам, отмеченным на графике, есть частота что является количеством циклов в секунду.

На диаграмме показан синусоидальный сигнал , но свойства применимы к любому сигналу. с постоянно повторяющейся формой.

  • Амплитуда — максимальное напряжение, достигаемое сигналом. Измеряется в В , В .
  • Пиковое напряжение — другое название амплитуды.
  • Пиковое напряжение в два раза больше пикового напряжения (амплитуды). При считывании осциллограммы обычно измеряют пиковое напряжение.
  • Период времени — это время, необходимое сигналу для завершения одного цикла. Он измеряется в секундах (с) , но периоды времени обычно короткие, поэтому часто используются миллисекунды (мс) и микросекунды (мкс).
    1 мс = 0,001 с и 1 мкс = 0,000001 с.
  • Частота — это количество циклов в секунду. Он измеряется в герцах (Гц) и , но частоты имеют тенденцию быть высокими, поэтому часто используются килогерцы (кГц) и мегагерцы (МГц).
    1 кГц = 1000 Гц и 1 МГц = 1000000 Гц.
Частота и период времени

Частота и период времени противоположны друг другу:

частота = 1
период времени

и

период времени = 1
частота

На рисунке показан график сигнала переменного тока на осциллографе с элементами управления на следующих настройках:

  • УСИЛИТЕЛЬ Y: 2 В / см
  • ВРЕМЕННАЯ БАЗА: 5 мс / см
  • Каждый квадрат сетки соответствует 1 см

Некоторые недорогие осциллографы имеют маленькие экраны, на которых линии сетки разнесены менее чем на 1 см.На этих инструментах элементы управления будут отмечены «/ div» (на деление) вместо «/ см».

Напряжение

Напряжение отображается на вертикальной оси Y , а масштаб определяется регулятором Y AMPLIFIER (VOLTS / CM). Обычно измеряется пик-пик напряжения , потому что его можно правильно прочитать, даже если положение 0V неизвестно. Амплитуда составляет половину пикового напряжения.

Напряжение = расстояние в см × вольт / см

Для примера графика, показанного выше:

пиковое напряжение = 4.2 см × 2 В / см = 8,4 В
амплитуда (пиковое напряжение) = ½ × пиковое напряжение = 4,2 В

Прямое считывание амплитуды

Если вы хотите считывать амплитуду прямо с экрана, вы должны сначала проверить положение 0 В. (обычно на половине экрана). Переместите переключатель AC / GND / DC в положение GND (0 В) и используйте Y-SHIFT (вверх / вниз), чтобы отрегулировать положение следа, если необходимо. После этого снова переключитесь на постоянный ток, чтобы снова увидеть сигнал.

Период времени

Время отображается на горизонтальной оси x , а масштаб определяется с помощью элемента управления TIMEBASE (TIME / CM).Период времени (часто называемый просто периодом ) — это время для одного цикла сигнала. Частота — это количество циклов в секунду, частота = 1 / период времени .

Перед попыткой считывания показаний времени убедитесь, что для переменной управления временной разверткой установлено значение 1 или CAL (откалибровано).

Время = расстояние в см × время / см

Для примера графика, показанного выше:

период времени = 4.0 см × 5 мс / см = 20 мс
частота = 1 / период времени = 1 / 20 мс = 50 Гц


Развертка времени (время / см) и элементы управления триггером

Осциллограф перемещает электронный луч по экрану слева направо с постоянной скорость, установленная элементом управления TIMEBASE. Каждая настройка помечена временем, за которое точка переместитесь на 1 см, по сути, это установка масштаба по оси абсцисс. Элемент управления временной разверткой может быть обозначен как TIME / CM.

При медленных настройках временной развертки (например, 50 мс / см) вы можете видеть точку, движущуюся по экрану, как на верхнем рисунке.

При быстрой настройке временной развертки (например, 1 мс / см) точка движется так быстро, что кажется линией, как на нижнем рисунке.

Регулятор развертки VARIABLE можно повернуть для точной настройки скорости, но его следует оставить в положении с пометкой 1 или CAL (откалибровано), если вы хотите снимать показания времени по графику, нарисованному на экране.

Элементы управления TRIGGER используются для поддержания постоянной кривой на экране. Если они неправильно установлен, вы можете увидеть след, уходящий в сторону, сбивающие с толку «каракули» на экране, или вообще никаких следов.Спусковой механизм поддерживает устойчивый след, начав движение точки по экран, когда входной сигнал каждый раз достигает одной и той же точки в своем цикле.

Для простого использования лучше оставить уровень триггера на АВТО, но если у вас трудности с получением устойчивой кривой, попробуйте отрегулировать этот элемент управления, чтобы установить уровень вручную.


Усилитель Y (вольт / см) контрольный

Осциллограф перемещает кривую вверх и вниз пропорционально напряжению на ВХОДЕ Y и настройку регулятора Y AMPLIFIER.Этот элемент управления устанавливает напряжение, представленное каждым сантиметр (см) на экране, фактически это установка шкалы по оси Y. Положительные напряжения заставляют дорожку двигаться вверх, отрицательные напряжения заставляют ее двигаться вниз.

На рисунке показан изменяющийся сигнал постоянного тока, который всегда положительный.

Регулятор усилителя y может иметь маркировку Y-GAIN или VOLTS / CM.

Входное напряжение, перемещающее точку вверх и вниз одновременно с перемещением точки по Экран означает, что кривая на экране представляет собой график напряжения (ось y) против время (ось x) для входного сигнала.


Переключатель AC / GND / DC

Обычная установка для этого переключателя — DC для всех сигналов, включая сигналы переменного тока!

Переключение на GND (земля) подключает вход y к 0 В и позволяет быстро проверьте положение 0В на экране. Обычно это на полпути вверх, как показано на рисунке. Нет необходимости отсоединять входной провод, когда вы переводите переключатель в положение GND, потому что вход отключен внутренне.

При переключении на AC вставляет конденсатор последовательно со входом для блокировки любой присутствует сигнал постоянного тока и пропускает только сигналы переменного тока .Используется для проверки сигналов. показывает небольшое отклонение от одного постоянного значения, например пульсацию на выходе бесперебойного питания постоянного тока. Уменьшение VOLTS / CM, чтобы увидеть больше деталей пульсации, нормально сними след с экрана! Настройка AC удаляет постоянную (DC) часть сигнала, что позволяет вам видеть только переменную (AC) часть, которая теперь может быть разобрался более внимательно, уменьшив НАПРЯЖЕНИЕ / СМ. Это показано на схемах ниже:

Отображение пульсирующего сигнала с помощью переключателя переменного тока

1.Переключатель в нормальном положении постоянного тока.

Пульсацию трудно увидеть четко, но если уменьшить VOLTS / CM, чтобы попытаться увеличить пульсацию, след исчезнет с экрана.

2. Переключатель переведен в положение переменного тока.

Постоянная (DC) часть сигнала была удалена, остались только пульсации (AC).

3. VOLTS / CM уменьшено для увеличения пульсации.

Теперь можно более внимательно изучить пульсацию.


Следующая страница: Источники питания | Исследование


Rapid Electronics любезно разрешили мне использовать их изображения на этом веб-сайте, и я очень благодарен за их поддержку.У них есть широкий ассортимент компонентов, инструментов и материалов для электроники, и я рад рекомендую их как поставщика.


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден.Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

клуб электроники.инфо © Джон Хьюс 2021

Наиболее важные функции осциллографа

На самом деле осциллограф делает только одно: он фиксирует представление живого сигнала от тестовой схемы и отображает его на экране. Чаще всего это представление напряжения сигнала, изменяющегося во времени.

На основе информации, которую осциллограф фиксирует о сигнале, современные цифровые осциллографы выполняют две другие важные функции:

  1. автоматическое измерение различных параметров сигнала, таких как его частота, размах напряжения, рабочий цикл и др. время нарастания и
  2. Для сигналов, которые кодируют информацию, чтобы декодировать эту информацию и отображать ее на экране.Например, если осциллограф захватил сигнал, который кодирует информацию последовательного UART, мы можем настроить его так, чтобы эта информация извлекалась из формы сигнала и отображалась на экране.

Почти все современные осциллографы обладают такими возможностями. Возможности автоматического измерения и декодирования различаются в зависимости от модели и бюджета.

Давайте подробнее рассмотрим основные функции цифрового осциллографа.

Графическое изображение формы сигнала

Первая и самая важная функция осциллографа — отображение сигнала в реальном времени на экране.

По мере изменения сигнала осциллограф обновляет свое отображение в режиме реального времени, чтобы отразить это изменение.

В этом примере я связываю рабочий цикл сигнала ШИМ с помощью потенциометра, и осциллограф может отображать сигнал по мере его изменения на экране.

В этом примере также обратите внимание на строку измерений под графиком. Они также обновляются в режиме реального времени.

Захват формы волны

Часто нам нужно зафиксировать или «заморозить» форму волны, чтобы мы могли изучить ее более внимательно.Это позволяет нам использовать такие инструменты, как курсоры, или включить несколько автоматических измерений для просмотра определенных частей сигнала, которые представляют интерес.

В этом небольшом примере, который взят из одного из экспериментов с осциллографами для занятых людей, я запечатлел одиночный сигнал, который был сформирован нажатием кнопки мгновенного действия. Получив сигнал, я могу продолжить и использовать курсоры для измерения. В правом верхнем углу осциллографа обратите внимание на красную кнопку «Run | Stop», указывающую на то, что я смотрю на захваченный и зафиксированный во времени сигнал, а не на сигнал в реальном времени.

Управление запуском

Запуск является основной функцией любого осциллографа. Запуск определяется полным набором конфигураций, которые мы используем для подготовки осциллографа к распознаванию формы волны, которую мы хотим исследовать.

Триггер работает, обнаруживая определенное изменение в сигнале, которое он отслеживает, например, переход от 0 В до 5 В в пределах от 1 мс до 5 мс. Помните, что срабатывание триггера связано с изменением и типом изменения, которое мы ожидаем от сигнала.

Триггер работает, обнаруживая конкретное изменение в сигнале, который он отслеживает.

Современные осциллографы могут сразу же обнаруживать многие виды сигналов на основе изменений напряжения во времени.

Большинство осциллографов имеют функцию автоматического запуска, которая может определять, как захватывать регулярные периодические сигналы, без необходимости определять их характеристики пользователем. Это делает осциллографы удобными для пользователя, так что люди без опыта их использования могут выполнять простые измерения.

Кроме того, осциллографы предлагают множество типов сигналов, которые мы можем выбирать и настраивать вручную. На снимке экрана в этом примере я настроил свой осциллограф на поиск наиболее распространенного типа изменения сигнала, фронта, исходящего от канала 1, который переходит с высокого на низкий и срабатывает, когда напряжение падает ниже 800 микровольт (мкВ). ).

В ходе экспериментов в этом курсе я покажу вам, как использовать различные триггеры, такие как Edge, RS232 и I2C.

Измерения

Современные осциллографы могут измерять несколько параметров живого сигнала и отображать результаты измерений на экране.

В разделе «Осциллографы для занятых людей» я покажу вам множество примеров измерений в каждом из экспериментов этого курса.

В этом видеоролике осциллограф автоматически измеряет частоту, период и максимальное напряжение сигнала на экране.

Он выполняет это «вживую» и обновляет эти измерения несколько раз в секунду. Вы можете увидеть результаты измерений чуть ниже графика. Измерения включают текущее измеренное значение, среднее, минимальное и максимальное значения.

Декодирование

Более продвинутая, но общая функция современных цифровых осциллографов — это способность декодировать сигнал, содержащий информацию. Когда два устройства обмениваются данными, они используют определенный протокол, чтобы данные могли передаваться между ними. Например, в приложениях микроконтроллера и микрокомпьютера распространенными протоколами являются последовательный UART, I2C, SPI и CAN.

Протокол описывает, как значение, например число или символ, кодируется в сигнал определенной формы.Форма волны этой формы содержит информацию. В конце квитанции устройство меняет перевод, чтобы извлечь информацию, содержащуюся в форме волны.

Осциллографы с возможностью декодирования могут подслушивать обмен данными между двумя устройствами и извлекать информацию, содержащуюся в форме волны, по мере ее прохождения по проводам.

В этом видеоролике, который я взял из одного из экспериментов в этом курсе, осциллограф декодирует последовательную связь UART между Arduino и компьютером.

Расшифровывая обмен данными между устройствами, вы можете устранить проблемы и убедиться, что ваше оборудование работает должным образом.

Прежде чем я закончу эту лекцию, я хочу упомянуть, что, хотя осциллографы могут декодировать сигналы, это действительно дополнительная функция. Существуют и другие инструменты, называемые «логическими анализаторами», которые специализируются на этой конкретной задаче.

Осциллограф

Осциллограф

Осциллограф — такой важный инструмент для ученых, что научиться им пользоваться — главное. цель этой лаборатории.Осциллографы предоставляют информацию об изменяющихся во времени напряжениях в схема. Осциллограф очень похож на кинескоп телевизора, где изображение, которое вы видите на экран создается электромагнитно отклоненным пучком электронов, выпущенным из электронной пушки расположен в задней части трубки. Внутренняя схема самого осциллографа довольно сложна, но базовую операцию можно понять, рассмотрев несколько элементов управления. Регулятор усиления (вольт / деление) увеличивает или уменьшает вертикальный размер кривой на экране.Номер циклов, отображаемых на экране (по горизонтальной оси) одновременно, называется частотой развертки и является управляется ручкой развертки (сек / дел). Система Trigger позволяет выбрать наиболее подходящее время для начала отслеживания на экране и обеспечивает что каждый последующий проход электронного луча перерисовывается с одного и того же места на осциллограммы, чтобы вы увидели стабильную диаграмму направленности. Полезно думать о генераторе функций как о переключателе. который открывается и закрывается очень быстро, много раз в секунду.Каждый раз, когда переключатель замыкается, осциллограф «запускается» в левой части дисплея, так что то, что вы видите, является откликом схемы до закрытия переключателя. Это повторяется много раз в секунду, так что то, что вы видите на экране кажется фиксированным изображением. Это тесно связано с тем, как работают телевизоры. Переключатель Coupling (с маркировкой AC-GND-DC , под ручкой Volts / Div) должен соответствовать типу измеряемого сигнала. Многие электрические сигналы имеют компоненты как переменного, так и постоянного тока.Часто ты интересует только часть сигнала переменного тока — установка связи для переменного тока будет подавать входящий сигнал через конденсатор, который отфильтровывает составляющую постоянного тока и беспрепятственно пропускает составляющую переменного тока. Установка связи на DC пропустит весь сигнал, а GND заземлит сигнал, чтобы вы должен видеть только прямую линию, соответствующую нулю вольт.

Упражнения: обучение использованию осциллографов Tektronix 2225 и 2213

1: Получение базовой линии

  • Перед включением осциллографа вы должны настроить все элементы управления на передней панели следующим образом:
  • Установите все горизонтальные переключатели влево.(Не путайте переключатели с ручками)
  • Установите все вертикальные переключатели вверх.
  • Установите ручки CAL для определения положения (до упора по часовой стрелке, они должны встать на место).
  • Установите все остальные регуляторы на средние частоты, кроме регулятора Trigger VAR HOLDOFF, который должен быть установите против часовой стрелки до упора в положение Norm.
  • Установите канал 1 (CH 1) Volts / Div на 2.0 В (иногда называемый «усилением»)
  • Установите сек / деление на 0,2 мс / дел (это называется «скоростью развертки»).
  • Установите соединение Ch2 (AC-GND-DC) на AC
  • Включите питание
  • Через несколько секунд на экране должен появиться след. Отрегулируйте интенсивность и фокус, как необходимо, и отцентрируйте линию с помощью регуляторов горизонтального и вертикального положения.

2: Проведение измерений

  • Настройте генератор сигналов на создание синусоидальной волны с частотой примерно 1 кГц: поверните ручку функций в центральное положение, ручку умножителя частоты на 1 K и Регулятор частоты примерно на 1, а затухание на 0.
  • Подключите генератор сигналов к входу Ch2 осциллографа, включите его и увеличьте мощность, пока волна не заполнит примерно половину экрана.
  • Поверните ручку вертикального положения канала Ch2, чтобы совместить нижнюю часть волны с одним из нижних горизонтальные линии сетки (сетка — это любая из сплошных линий на экране осциллографа).
  • Поворачивайте ручку (-и) горизонтального положения до тех пор, пока пик волны не пересечет центральную вертикальную сетку. линия.
  • Чтобы измерить амплитуду напряжения синусоиды, подсчитайте количество основных и второстепенных вертикальные разделения между низом и верхом волны.Умножьте количество деления по показанию VOLTS / DIV. Результат — удвоенная амплитуда напряжения. Для Например, если есть 3 основных деления (линии сетки) и 3 второстепенных деления (каждая отметка отмечает пятую часть деления), то удвоенная амплитуда составляет 2 вольта / дел, умноженные на 3,6 деления, или 7,2 вольт. Таким образом, амплитуда равна 3,6 вольт.
  • Чтобы измерить период синусоидальной волны, мы будем проводить измерения по форме волны на дисплея осциллографа, вместо того, чтобы использовать частоту от шкалы генератора сигналов.Поверните ручку горизонтального положения, чтобы совместить пик волны с одним из вертикальных линии сетки. Подсчитайте количество горизонтальных делений в одном волновом цикле. Вы можете отрегулируйте вертикальное положение, чтобы упростить подсчет, если хотите.
  • Чтобы найти период волны, умножьте значение SEC / DIV на количество делений. за один волновой цикл. Вы можете рассчитать частоту по этому измерению периода.
  • Теперь, никак не настраивая генератор сигналов, измените настройки осциллографа: установите вольт / деление на 5 вольт / деление и скорость развертки на 0.5 мс / дел. Снова измерьте разность потенциалов и частота волны.
  • Ваши измерения должны быть такими же, как и раньше: изменив настройки осциллографа, вы не изменяют наблюдаемый вами сигнал, а просто меняют то, как вы его видите.
  • Теперь попробуйте отрегулировать вольт / деление и скорость развертки несколькими щелчками мыши в любом направлении, просто чтобы посмотрим, что произойдет.

3: Определение нулевого напряжения

  • Эта процедура должна быть проделана для лаборатории цепей RC .Примечание: режим триггера должен быть АВТО для это процедура, а не НОРМА.
  • Установите переключатель сопряжения Ch2 в положение GND (это переключатель под ручкой Volts / div). потом отрегулируйте положение линии на экране с помощью ручки вертикального положения Ch2: переместите ее к горизонтальной сетке. Эта горизонтальная сетка теперь будет отображать ноль вольт. Выключатель соединение обратно в AC.

4: Что делать, если сигнал нестабилен или отсутствует

  • Отрегулируйте ручку Trigger LEVEL.
  • Отрегулируйте ручку VOLTS / DIV и / или скорость развертки — кривая может просто выйти за пределы шкалы.
  • Отрегулируйте фокус и интенсивность.
  • Посмотрите, сможете ли вы получить базовую кривую, как на шаге 3. Если вы можете получить трассу, то все, что предоставление сигнала может быть ошибочным.
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.