Как пользоваться осциллографом портативным

Узнаем как пользоваться осциллографом? Узнаем как пользоваться портативным цифровым осциллографом?

В статье будет подробно рассказано о том, как пользоваться осциллографом, что это такое и для каких целей он необходим. Никакая лаборатория не может просуществовать без измерительной аппаратуры или источников сигналов, напряжений и токов. А если вы планируете заниматься проектированием и созданием различных устройств (особенно если речь идет о высокочастотной технике, например, инверторных блоках питания), то без осциллографа сделать что-либо окажется проблематично.

Что такое осциллограф

Это такой прибор, который позволяет «увидеть» напряжение, а если точнее, то его форму в течение определенного промежутка времени. С его помощью можно измерить немало параметров – напряжение, частоту, силу тока, углы сдвигов фаз. Но чем хорош особенно этот прибор, так это тем, что он позволяет визуально оценить форму сигнала. Ведь в большинстве случаев именно она говорит о том, что конкретно происходит в цепи, в которой проводится измерение.

Современные тенденции привели к значительному повышению стоимости измерительного оборудования.

В некоторых случаях, например, напряжение может содержать не только постоянную, но и переменную составляющую. И форма второй может быть далека от идеальной синусоиды. Такой сигнал вольтметры, например, воспринимают с большими погрешностями. Стрелочные приборы будут выдавать одно значение, цифровые — намного меньшее, а вольтметры постоянного тока в — несколько раз больше. Самое точное измерение получается провести именно при помощи описываемого в статье прибора. И не имеет значения, применяется ли осциллограф Н3013 (как пользоваться, рассмотрено ниже) либо иной модели. Измерения происходят одинаково.

Особенности прибора

Цифровые осциллографы могут не только показывать в режиме реального времени форму сигнала, но и сохранять все данные, которые впоследствии можно будет прочитать на персональных компьютерах. По осциллограмме, изображенной на рисунке выше, можно определить некоторые особенности сигналов:

Осциллограф является одним из ключевых приборов, как любой.

1. Характер сигнала импульсный.
2. Отрицательных значений не имеет входящий сигнал.
3. Происходит очень быстрое изменение значений от 0 до максимума и обратно.
4. Длительность импульса выше длительности паузы более чем в три раза.

Как правило, при помощи осциллографа проводятся исследования периодических сигналов. Именно о них и пойдет речь в статье.

Как он функционирует

Сердце всех осциллографов – электронно-лучевая трубка. Это, можно сказать, радиолампа, следовательно, внутри находится вакуум. На катоде происходит излучение электронов. При помощи фокусирующей системы производится формирование тонкого луча из этих электронов. Внутренняя часть экрана покрыта ровным слоем люминофора. Он при воздействии электронов начинает светиться. Глядя снаружи на экран, можно видеть посредине светлую точку.

В электронно-лучевой трубке имеется две пары пластинок, которые направляют электронный луч в нужную сторону. Причем его отклонение происходит в перпендикулярных (взаимно) направлениях. Если говорить проще, то получается две координатные системы. Чтобы наблюдать за напряжением на экране трубки, нужно:

1. По горизонтали луч следует отклонять таким образом, чтобы значение отклонения было прямо пропорционально времени.
2. В вертикальной плоскости необходимо, чтобы значение отклонения было пропорционально тому напряжению, исследование которого проходит.

Развертка

Каждый день люди сталкиваются с использованием электронных приборов.

Напряжение развертки необходимо подавать на те пластины, которые расположены в вертикальной плоскости. Оно пилообразной формы, медленно нарастает линейно, и у него очень быстрый спад. При этом положительное напряжение приводит к тому, что луч отклоняется вправо. А отрицательное – к тому, что луч движется влево. Это в том случае, если наблюдатель находится перед экраном, и можно видеть, как луч совершает движение слева направо. При этом скорость его постоянна. После достижения крайней правой границы он быстро идет на исходную. Затем заново повторяется движение.

В данной статье будет максимально подробно рассказано о том, как правильно пользоваться осциллографом. Вышеизложенный процесс и носит название «развертка». Линия развертки – это линия (горизонтальная), прочерчиваемая лучом на экране. Когда проводятся измерения, ее называют линией нуля. Она же является осью времени на графике. Частота развертки – это не что иное, как частота, с которой происходит повторение импульсов пилообразной формы. В процессе измерений она не применяется. Важные параметры для измерений – это скорость.

Как подключить импортный осциллограф

Напряжение мерить нужно в двух точках, значит, вход осциллографа – это две клеммы. Обратите внимание на то, что функции у каждой из клемм разные:

1. Первая подключается на вход усилителя, который отклоняет луч в вертикальной плоскости.
2. Вторая клемма – это общий провод (земля, минус, корпус). Имеет электрическую связь непосредственно с корпусом прибора.

Отсюда вывод можно сделать о том, что при помощи осциллографа измеряется фазовое напряжение относительно земли. Причем необходимо знать, какой из входов — фаза. В приборах зарубежного производства применяются специальной конструкции щупы. В них общий провод сделан в виде зажима типа «крокодил». Наиболее разумное решение, так как именно этот провод чаще всего соединяется с металлическим корпусом устройства, на котором проходят измерения. А вот фаза выполняется в виде иглы. С ее помощью можно без труда ткнуть в любое место печатного монтажа, даже в одинокую ножку микропроцессора.

Как подключить отечественный осциллограф

В России иные стандарты, поэтому на приборах отечественного производства все по-другому. Чаще всего используются штекеры диаметром 4 мм. Причем они одинаковые, приходится выяснять некоторые признаки, чтобы не спутать подключение:

1. Минусовой вывод, как правило, имеет большую длину.
2. Черный или коричневый цвет характерен для земляного провода.
3. На земляном штекере нанесены УГО «заземление» или «общий провод».

Но такое можно не всегда встретить, так как кабели часто подвергаются ремонту, во время которого на провод устанавливают штекер, имеющийся в наличии. С вероятностью 100% можно определить, какой провод нулевой, а какой — фазовый, одним способом. Сначала коснитесь рукой одного штекера, затем — другого. И это не зависит от модели, неважно, это осциллограф С1-118А (как пользоваться приборами, рассказано будет ниже) или какой-либо другой.

В том случае, если вы будете держать в руке минусовой провод, на экране устройства можно наблюдать ровную горизонтальную линию. А если дотронетесь до фазового провода, то на экране появится искаженная синусоида с огромным количеством помех. Последние наблюдаются по причине того, что имеется некоторая емкость между проводами бытовой электросети в комнате и вашим телом (пространство в помещении – это диэлектрик).

Дальнейшие действия

Когда фаза и минус определены, можно проводить измерения. В том случае, если вы не можете визуально определить общий для всех элементов провод, необходимо подключаться к точкам, между которыми нужно измерить напряжение. Но чаще всего в цепи имеется общий провод, он может даже быть соединен с заземлением. Таким же образом подготавливается и осциллограф ОМШ-2М. Как пользоваться им для измерения величин, будет рассказано ниже. В этом случае земляной провод осциллографа необходимо соединять с ним.

По сути, осциллограф – это вольтметр, который показывает график изменения напряжения на определенном участке времени. Но он позволяет увидеть и форму электрического тока. Для осуществления этого нужно подключить специальное токовое сопротивление. Причем значение его должно быть меньше, нежели полное сопротивление самой цепи. В этом случае резистор не сможет оказывать влияние на работу цепи.

Двухканальный осциллограф

Еще его называют двухлучевым, он обладает одной особенностью – может выдавать на экране сигналы из двух различных источников одновременно. У него есть два канала, которые обозначаются римскими цифрами. Обратите внимание на то, что в обоих каналах минусовые клеммы соединены электрически с корпусом. Поэтому при проведении измерений не допускайте подключения этих проводов к различным участкам цепи. Вот как пользоваться осциллографом С1-68, например, для измерений тока и напряжения одновременно.

Кроме того, есть риск получить неверные сведения, так как цепь кардинально изменяется из-за этого короткого замыкания. Недостаток – это невозможность наблюдения за двумя различными напряжениями. Но он не очень существенный, так как в большинстве приборов один из полюсов (как правило, минусовой вывод источника питания) соединен с корпусом, и он общий. Следовательно, измерения всех напряжений происходят относительно этого общего провода.

Возможности двухканального прибора

Воспользовавшись двухканальным осциллографом, вы получаете возможность контролировать ток и напряжение в цепи одновременно. Следовательно, без труда проводите замер сдвига фаз между напряжением и током. Один канал должен измерять ток, а второй — напряжение в исследуемой цепи. Для измерения тока, как вы помните, необходимо включить в схему некоторый резистор с определенным сопротивлением. Так как пользоваться осциллографом С1-94 и аналогами довольно сложно, нужно держать под рукой рекомендуемые схемы подключений для измерения того или иного параметра.

Стоит обращать внимание на конструкцию осциллографов – она немного несимметричная. Другими словами, синхронизация первого канала намного качественнее и стабильнее, нежели второго. Следовательно, нужно подключать выводы первого канала для измерения напряжения, а не тока. Это позволит получить более стабильное отображение осциллограммы на экране прибора. Никогда не подключайте минусовые клеммы двух каналов к разным точкам цепи! Всегда соединяйте их вместе.

Органы управления

На передней панели прибора имеется несколько рукояток, которые необходимы для проведения точной настройки осциллографа. Два потенциометра — для управления каналами 1 и 2. Также имеется функция управления синхронизацией, разверткой, присутствует возможность регулировки фокусировки, яркости, подсветки. Если присмотреться к экрану, то можно увидеть, что он разбит на небольшие квадраты — деления. Ими необходимо пользоваться при проведении измерений. Именно к этим квадратам следует привязывать масштабы по горизонтали и вертикали. Такие особенности имеет осциллограф С1-67. Как пользоваться приборами такого типа для измерений величин, будет рассказано ниже.

Обратите внимание, что по горизонтали масштаб измеряется в секундах на деление. А по вертикали — в вольтах на деление. Как правило, в осциллографе имеется примерно 6-10 квадратов в горизонтальной плоскости и 4-8 — в вертикальной. На центровые линии нанесены риски, они делят каждый отрезок на 10 частей (равных) или на 5. Благодаря этим делениям можно производить более точные расчеты.

Режим входа

На передней панели имеется специальный переключатель, который переводит прибор в различные состояния. Обозначается символом — сверху прямая черта, ниже нее -волнистая. При переводе в верхнее положение на вход может поступать как переменное, так и постоянное напряжение. Вход открытый считается для постоянного тока. При переключении в нижнее положение допустима подача на вход только переменного напряжения. Благодаря этому появляется возможность проводить замеры очень маленького переменного напряжения (по отношению к очень большим значениям постоянного). Актуально для проведения измерений в усилительных каскадах.

Реализовать это довольно просто – необходимо ко входу усилителя подключить конденсатор. В данном случае вход закрыт. Обратите внимание на то, что в этом режиме измерения НЧ-сигналы с частотой менее 5 Гц ослабевают. Следовательно, измерять их можно лишь в режиме открытого входа.

Когда переключатель установлен в среднее положение, то от разъема входа отключается усилитель, и происходит замыкание на корпус. Благодаря этому имеется возможность установить развертку. Так как пользоваться осциллографом С1-49 и аналогами без знания основных органов управления невозможно, стоит о них более подробно поговорить.

Вход канала осциллографа

На передней панели имеется масштаб в вертикальной плоскости – он определяется при помощи регулятора чувствительности того канала, по которому происходит измерение. Существует возможность сменить масштаб не плавно, а ступенчато, при помощи переключателя. Какие задать значения можно с его помощью, смотрите на корпусе рядом с ним. На одной оси с этим переключателем находится регулятор для плавной корректировки (вот как пользоваться осциллографом С1-73 и аналогичными моделями).

На передней панели можно найти ручку с изображением двунаправленной стрелки. Если вращать ее, то график этого канала начнет перемещаться в вертикальной плоскости (вниз-вверх). Обратите внимание на то, что возле этой ручки имеется графическое обозначение, которое показывает, в какую сторону необходимо ее вращать, чтобы изменить значение множителя в меньшую или большую сторону. Органы управления обоих каналов одинаковые. Кроме того, на передней панели имеются ручки регулировки контрастности, яркости, синхронизации. Стоит отметить, что цифровой карманный осциллограф (как пользоваться девайсом, мы рассматриваем) также имеет ряд настроек отображения графиков.

Как проводятся измерения

Продолжаем описывать, как пользоваться цифровым осциллографом или аналоговым. Важно отметить, что у них у всех есть недостаток. Стоит упомянуть одну особенность – все измерения осуществляются визуально, поэтому имеется риск того, что погрешность окажется высокой. Также следует учитывать тот факт, что напряжения развертки обладают крайне малой линейностью, что приводит к погрешности измерений сдвига фаз или частоты примерно на 5%. Чтобы минимизировать эти погрешности, требуется выполнить одно простое условие – график должен занимать примерно 90% площади экрана. Когда проводятся измерения частоты и напряжения (имеется временной интервал), следует регуляторы корректировки усиления сигнала на входе и скорости развертки выставить в крайние правые положения. Стоит заметить одну особенность: так как пользоваться цифровым осциллографом может даже новичок, приборы с электронно-лучевой трубкой потеряли актуальность.

Как измерить напряжение

Чтобы провести измерение напряжения, необходимо использовать значения масштаба в вертикальной плоскости. Для начала нужно выполнить одно из этих действий:

1. Соединить обе входные клеммы осциллографа между собой.
2. Перевести переключатель режимов входа в положение, которое соответствует соединению с общим проводом. Затем регулятором, возле которого изображена двунаправленная стрелка, добиться того, чтобы линия развертки совпала с центральной (горизонтальной) чертой на экране.

Переводите прибор в режим измерений и подаете на вход сигнал, который необходимо исследовать. При этом в какое-либо рабочее положение устанавливается переключатель режимов. А вот как пользоваться портативным цифровым осциллографом? Немного сложнее — у таких приборов намного больше регулировок.

В результате можно видеть на экране некоторый график. Для точного измерения высоты следует использовать ручку с изображением горизонтальной двунаправленной стрелки. Добиваетесь того, чтобы верхняя точка графика попадала на вертикальную линию, расположенную в центре. На ней имеется градуировка, поэтому будет намного проще произвести расчет действующего напряжения в цепи.

Как измерить частоту

При помощи осциллографа можно провести измерения временных интервалов, в частности, периода сигнала. Вы понимаете, что частота любого сигнала всегда пропорциональна периоду. Измерение периода можно провести в любой области осциллограммы. Но удобнее и точнее провести замер в тех точках, в которых график пересекается с горизонтальной осью. Следовательно, перед началом измерений обязательно установите развертку четко на горизонтальную линию, расположенную по центру. Так как пользоваться портативным цифровым осциллографом намного проще, нежели аналоговым, последние давно канули в лету и редко используются для измерений.

Далее, используя рукоятку, обозначенную горизонтальной двунаправленной стрелкой, необходимо сместить начало периода с крайней левой линией на экране. После вычисления периода сигнала можно, используя простую формулу, рассчитать частоту. Для этого нужно единицу разделить на вычисленный ранее период. Точность измерений бывает различной. Чтобы увеличить ее, необходимо как можно сильнее растягивать график по горизонтали.

Обратите внимание на одну закономерность: при увеличении периода уменьшается частота (пропорция ведь обратная). И наоборот – при уменьшении периода происходит увеличение частоты. Низкое значение погрешности – это когда она составляет менее 1 процента. Но такую высокую точность не каждый осциллограф способен обеспечить. Только на цифровых, в которых линейная развертка, можно получить такие точные измерения.

Как определяется сдвиг фаз

А теперь о том, как пользоваться осциллографом С1-112А для измерения сдвига фаз. Но для начала – определение. Сдвиг фаз – это характеристика, показывающая, как располагаются относительно друг друга два процесса (колебательных) в течение некоторого времени. Причем измерение происходит не в секундах, а в частях периода. Другими словами, единица измерения – это единицы угла. Если сигналы будут одинаково располагаться взаимно, то у них сдвиг фаз будет также одинаков. Причем это не зависит от частоты и периода – реальный масштаб графиков на горизонтальной (временной) оси может быть любым.

Максимальная точность измерения будет в том случае, если растянуть график на всю длину экрана. В аналоговых осциллографах график сигнала для каждого канала будет иметь одну яркость и цвет. Чтобы отличить эти графики друг от друга, необходимо сделать для каждого свою амплитуду. И напряжение, которое подается на первый канал, важно делать максимально большим. При этом получится намного лучше удерживать синхронизацией изображение на экране. Вот как пользоваться осциллографом С1-112А. Другие приборы отличаются в эксплуатации незначительно.

Что такое цифровой осциллограф и как им пользоваться

Цифровой запоминающий осциллограф – прибор для измерения электрических сигналов. Благодаря определению формы и параметров колебаний удается мониторить корректность работы электронной части техники. Кроме измерения прибор записывает показания. Полученные данные можно анализировать в любое время

Применение цифровых осциллографов мультиметров

Приборы используются в мастерских по ремонту электронного оборудования. Они применяются для проектирования цифровых схем, которыми оснащаются все современные устройства. Используются в:

Электронике. С помощью появляющегося на экране изображения анализируется сигнал работающего элемента. Благодаря этому удается определить рабочую частоту, правильно выбрать детали, настроить корректную работу.

Ремонте бытовой техники. Применение этого прибора – один из способов выявить неисправность. Замеры сигнала в разных частях электронной начинки позволяют точно определить вышедший из строя электронный компонент.

Ремонте цифрового авто-оборудования. Операции по диагностике автомобилей производятся цифровыми планшетными осциллографами. Эти приборы компактны, что обеспечивает проверку даже в труднодоступных местах электронных компонентов систем:

• зажигание;
• впрыск горючего;
• диодный мост генератора;
• датчик подачи воздуха;
• положение коленчатого, распределительного валов и т.д.

Практических и научно-исследовательских целях. Для этого подходит обычный мультиметр. Однако осциллограф дает более полную картину, возможность увидеть даже незначительные изменения.

Настройке электронного оборудования. Например, если необходима регулировка телевизионного сигнала, используют устройство для получения осциллографического изображения.

Как работает цифровой осциллограф

Когда прибор запущен, происходит подача сигнала на вход канала вертикального направления. Он обладает высоким входным сопротивлением. Аналогично работает вольтметр, который позволяет измерять напряжение на печатной плате, электропроводке, коннекторах, электронных компонентах. Отличие осциллографа от вольтметра заключается в демонстрации временных колебаний напряжения в виде графика.

После поступления сигнала на вход, его усиливают до определенных значений. На экране он отображается в виде вертикальной оси. Цель усиления – обеспечение работы отклоняющей системы лучевой трубки. Также это требуется для функционирования преобразователя сигнала из «аналога» в «цифру». Путем усиления сигнала удается менять (повышать или понижать) масштаб колебаний на экране.

Типы цифровых осциллографов

Цифровые аппараты популярнее, чем аналоговые. Это объясняется более высокой точностью измерений в цифровых осциллографах. Конструкция последних включает аналого-цифровой преобразователь. Его наличие позволяет превращать «аналог» в «цифру». У электронного прибора есть память для сохранения захваченной выборки

Люминофорные (DPO)

Работают по принципу имитации изменения процессов. Выводят изменения модулированных сигналов на экран, подобно аналоговым моделям. Все получаемые ими сигналы анализируются и записываются в память.

Стробоскопические

Принцип работы – метод последовательного стробирования сигнала. За счет повторяющегося сигнала происходит выборка мгновенного значения в новой точке. Плюсы аппаратов – большая полоса пропускания. С их помощью проводятся процедуры по исследованию коротких периодических сигналов.

Цифровые USB осциллографы

У них масса плюсов:

• легкое подключение к ПК;
• сохранение информации на жесткий диск, работа с ней в текстовом виде;
• быстрая конвертация данных в цифровой текстовый формат;
• удобство использования по причине компактности;
• наличие в одном приборе нескольких: осциллографа, анализатора, генератора сигналов, генератора последовательностей.

Но у устройств отмечены недостатки. Среди них погрешности. Кроме того, хуже характеристики, чем у стационарного оборудования. У многих USB-приборов нет гальванической развязки. Если не соблюдать меры предосторожности, можно вывести из строя ПК.

Цифровые портативные осциллографы

Представлены модифицированными компактными приборами небольшого размера и веса. Потребляют минимум энергии. Используются для проведения научных исследований в сфере промышленности. Подходят для поиска неисправностей машин, а также электрооборудования.

Цифровые запоминающие

Оснащены носителем, способным хранить большие объемы данных. В приборах реализована система считывания информации на высоких скоростях. Они могут воспроизводить имеющиеся события в сигнале в замедленном темпе.

Схема цифрового осциллографа

У прибора есть лучевая трубка, которая обладает чувствительностью к электрическим импульсам. Уровень чувствительности зависит от частоты импульсов – чем выше, тем чувствительнее становится трубка. В ней содержится от 1 до 16 каналов ( зависит от модели). Каждый канал способен принимать электрические импульсы. Чем больше каналов, тем больше графиков одновременно может выводиться на экран.

Особенность прибора цифрового типа — наличие экрана и преобразователя, способного конвертировать аналоговый сигнал в цифровой. Преобразователь имеет память для сохранения данных о колебаниях в виде графиков. Часть информации подвергается анализу автоматически, а затем в обработанном виде отображается на экране.

Развертка – траектория движения луча. Он выполняет функцию улавливателя колебаний, которые выводятся на экран. Развертка может принимать эллиптическую или круговую форму. Регулируется в горизонтальной оси.

Получает энергию устройство от блока питания, подключаемого к бытовой сети 220 Вольт. Есть модели на аккумуляторах – функционируют в автономном режиме.

Измерения в цифровых осциллографах

Любой аппарат рассчитан на измерение электрического напряжения, из которого затем формируется амплитудный график электрических колебаний. Отображение последних производится на экране. Сам экран изготовлен в двухмерной системе координат. На нем есть две оси – вертикальная (для напряжения) и горизонтальная (для времени). Имеется также третий компонент – яркость (интенсивность сигнала).

Если на устройство не поступают входные импульсы, на экране видна лишь горизонтальная линия. Ее еще называют «нулевой». Это свидетельствует об отсутствии напряжения. При подаче на 1 или 2 канала цифрового осциллографа (каналов может быть больше) напряжения, на экране появятся графики (их число зависит от количества каналов).

Форма графиков электрических колебаний:

• синусоида;
• затухающую синусоида;
• прямоугольник;
• меандр;
• треугольник;
• «пила»;
• импульс;
• перепад;
• комплексный сигнал.

Чтобы обеспечить стабильность графика колебаний, внутрь прибора поместили блок синхронизации. Для получения цикличного отображения колебаний следует выставить значения синхронизации. Это значение будет считаться «стартовым» — отправной точкой графика.

Каналы цифрового осциллографа — для чего нужны

Как уже отмечалось, каналы – это измерители. Если их несколько, то можно одновременно анализировать несколько поступающих сигналов. Прием сигналов производится входными аналоговыми каналами, которые затем все оцифровывают. Внутри прибора находится анализатор. Его функция – исследование коррелированных цифровых и аналоговых каналов. Работает с множеством контрольных точек. Метод упрощает операции по декодированию многоразрядных параллельных шин.

Многоканальный прибор не всегда качественно диагностирует. Рассмотрим, для решения каких задач подходит один или несколько каналов:

• Цифровой осциллограф на 4 канала или на 6 хорошо справляется с измерениями и сравнениями временных характеристик сигналов, которые поступают от аналоговых устройств.
• С помощью 8 или 16 каналов удастся произвести отладку цифровой системы, работающей по принципу параллельного экспорта данных.
• Высокочастотные измерения проводятся с помощью комбинированных устройств, у которых есть дополнительные каналы и РЧ вход.
• Работа с гальванической развязкой оптимальна с помощью изолированных каналов.
• 20 каналов – решение для синхронизации регистрации, просмотра сигналов по времени.

Как пользоваться цифровым осциллографом

Если устройство новое и им еще ни разу не пользовались, необходимо его откалибровать. Для этого используют генератор прямоугольных импульсов, который находится на корпусе. Операция выполняется путем подключения щупа к калибровочному выходу. После этого на экране появляется линия в виде зигзагов, напоминающая зубья пилы. В таком состоянии рекомендуется проверка работы всех функций.

На экране осциллографа видны небольшие клетки – это деления. Величина квадратов зависит от типа прибора. Есть устройства с делениями, равными 5 единиц. Некоторые оснащаются ручками. С их помощью меняется масштаб графика. Это обеспечивает удобство использования, позволяет проводить измерения точнее.

Перед началом применения необходимо подсоединить осциллограф к бытовой электрической сети 220 Вольт. Подключение щупа производится на один из свободных каналов (если их более 1) или генератор импульсов (в случае его наличия). После этого на дисплее появятся изображения сигналов.

Если на экране сигнал обрывистого характера, значит следует проверить надежность подключения щупа. Для стабильности соединения в приборах предусмотрены миниатюрные ванты. В некотором оборудовании также предусмотрена функция автоматического позиционирования, которая решает проблему обрывистого сигнала.

Как измерять ток

Перед измерением тока цифровым каналом осциллографа необходимо определить вид тока, который будет наблюдаться. Аппараты рассчитаны на работу в двух режимах:

• Direct Current («DC») – для наблюдения за постоянным;
• Alternating Current («АС») – для наблюдения за переменным.

Для измерения постоянного тока необходимо активировать режим «DC». Затем нужно подключить щупы к линиям питания, учитывая полярность. Черный зажим подсоединяется к минусу, а красный – к плюсу. После этого экран прибора покажет прямую линию. Значение тока — это значение вертикальной оси. Сила тока вычисляется по закону Ома. Для этого потребуется разделить напряжение на сопротивление.

Переменный ток отобразится на экране в виде синусоиды. Измерение его значения возможно лишь в определенный отрезок времени. Сила вычисляется по тому же закону Ома.

Как измерить напряжение

При процедуре измерения напряжения не обойтись без вертикальной оси координат. Необходимо анализировать высоту осциллограммы. Перед этой операцией предстоит выполнить настройку дисплея, чтобы обеспечить удобство измерения. После этого перевести прибор в режим DC. Затем подсоединить щупы к контактам цепи. На дисплее отобразится прямая линия. Ее значение – есть напряжение.

Как измерить частоту

Для начала разберем, что такое период и как он связан с частотой электрического сигнала. Под одним периодом подразумевается наименьший промежуток времени, после прохождения которого происходит повтор амплитуды.

Чтобы облегчить наблюдение за периодом, можно воспользоваться горизонтальной осью. Она отвечает за координаты времени. Достаточно увидеть, спустя какое время линейному графику свойственно повторяться. За начало периода нужно брать точки, в которых происходит соприкосновение с размещенной горизонтально осью. Концом периода будет повторение этой же координаты. Для удобства измерения периода сигнала лучше уменьшить скорость развертки. Тогда погрешность измерения сводится к минимуму.

Частотой называют значение, которое обратно пропорционально анализируемому периоду. Если проще, то для измерения значения необходимо 1 секунду поделить на число периодов, проходящих за это время. Таким образом получается частота, измеряемая в Герцах.

Как измерить сдвиг фаз

Взаимное расположение 2-х колебательных процессов во времени называют сдвигом фазы. Измерение параметра проводится в долях периода сигнала. Делается это с целью получения общего значения одинаковых сдвигов фаз.

Перед процедурой нужно выяснить, у какого сигнала есть отставание от другого. После этого выяснить значение знака параметра. В случае движения тока впереди, сдвиг угла получится с отрицательным параметром. Если напряжение уйдет назад, знак значения станет положительным.

Для выполнения операции предстоит:

• умножить 360-и градусов на количество клеток, которые располагаются между началами периодов;
• полученную цифру поделить на количество делений, которое занимает один период сигнала;
• выполнить подбор отрицательного или положительного знака.

Проводить процедуры на аналоговом осциллографе некомфортно. Связано это с отображением на дисплее графиков одинакового цвета. Масштаб самих графиков тоже одинаковый. Цифровое устройство для таких операций – выход. Если взять осциллограф с двумя цифровыми каналами (для чего нужен такой прибор мы уже рассмотрели), то сделать это станет проще благодаря размещению амплитуд на отдельные каналы.

Различия между цифровым и аналоговым осциллографом

Цифровой прибор отличается от аналогового тем, что способен отображать на дисплее сигналы разной яркости. Аналоговым свойственно выполнение развертки сигнала. Они могут работать с физическими величинами, которым свойственно изменяться (напряжением и др.).

Цифровые работают по принципу выборки характеристик сигналов. Понимают дискретные двоичные числа, представляющие значение напряжения. В основе концепции системы запуска – мониторинг событий, происходящих в исследуемых процессах.

В основе аналоговой системы запуска – функционирование на усилителях. Усилители — источники линейных и нелинейных погрешностей. Это может быть задержка и колебания амплитуды. Их проявление отображается на дисплее. Вид — сдвиги положения запуска.

В основе цифровой системы запуска – функционирование без искажений. Может напрямую работать с отчетами АЦП, а также отображать на экране получаемый сигнал практически без изменений (полностью идентичный).

Особенности цифровых устройств:

• работа с полосой пропускания от 70 ГГц и больше;
• функционирование в режиме эквивалентного и реального времени;
• регистрация поступающих сигналов за счет модулей;
• пониженный уровень шума;
• повторяющийся характер работы (так обеспечиваются идеальные условия для мониторинга за параметрами сигналов).

Цифровое оборудование выдает информацию на экран в виде текста. Эти данные – точнее, чем графики, которые выводит на дисплей аналоговое оборудование. Обработка сигналов выполняется по методу Фурье. Вся поступающая информация сохраняется в памяти и может быть распечатана в любое время.

Обзор цифровых осциллографов

Tektronix TBS2000B

Цифровой запоминающий осциллограф TBS2000B позволяет решать основные задачи – отражать и измерять параметры сигналов. Оснащен увеличенным дисплеем, диагональ которого составляет 9 дюймов. Сам экран поделен на 15 делений по горизонтали. Длина записи в величине 5 миллионов точек – это способ захвата больших временных окон, более тщательный анализ.

Благодаря курсорам с ручным управлением и 32 автоматическим измерениям производительность повышается. Имеет порт 100-BaseT Ethernet и модуль Wi-Fi для соединения с сетью. Так можно добиться высокой скорости обмена данными. Цена аппарата невысока. Подходит для решения задач разной сложности.

TBS2000B отличается удобством и простой применения. За счет новой конструкции входов с высокой частотой дискретизации (2 Гвыб/с) увеличивается точность измерений. При измерениях прибор обеспечивает снижение уровня шумов, увеличение эффективной разрядности.

Наличие 32 автоматических измерений свидетельствует о быстроте, а также высокой точности измерений распространенных параметров. Анализ сигналов может проводиться с помощью экранных надписей новых курсоров, которые привязаны к сигналу.

Keysight U1600

При помощи осциллографа производятся операции по измерению формы и параметров сигналов. Модель рассчитана на работу в неблагоприятных условиях (на промышленных производствах). Это устройство — полноценный осциллограф. Подходит для применения в качестве цифрового-среднеквадратического мультиметра. Максимально отображаемое значение – 6000. Благодаря мультиметру возможны замеры постоянного и переменного напряжения, сопротивления по 2-проводной схеме, силы тока, температуры.

Kesight U1600 – прибор ручного типа. Имеет цветной жидкокристаллический дисплей на 4,5 дюймов. Способен отображать осциллограммы по двум каналам.

Серия U1600 представлена несколькими моделями:

• U1602A/U1602B – с полосой пропускания 20 МГц;
• U1604A/U1604B – с полосой пропускания 40 МГц.

Оборудование позволяет делать выборку данных в реальном времени. Работает на частоте до 200 Мвыб/с. В моделях U1604A и U1604B есть функция математической обработка 2-х каналов и БПФ. Благодаря этому удается быстро анализировать сигналы в области частоты и времени.

У каждого прибора есть цифровой истинно-среднеквадратический мультиметр. Выдает значения до 6000. У него также есть функция автоматического выбора диапазона. За счет этого выполняется гибкое и точное измерение напряжения, а также прочих параметров. Наличие функции регистрации данных позволяет анализировать значения в любое время.

Как подобрать цифровой осциллограф

На радиорынке представлены различные приборы. Среди них не последнее место занимают модели из Китая. При разработке и создании китайцы придерживаются одного правила – устройства должны быть универсальными. Речь идет об осциллографах, у которых имеется генератор сигналов.

Важно понимать, что покупка китайского оборудования связана с рисками. К примеру, частая проблема – шумность. Особенно это касается 1-го канала. Шумы бывают разных спектров — от инфранизких до мегагерцовых. Иногда в цепи питания не ставится развязка.

Другой недостаток осциллографа низкого качества – неприемлемая работа генератора, которому свойственно выдавать «свалку» частот. Это создает трудности при обнаружении основной частоты.

Чтобы выбрать хороший прибор, необходимо обращать внимание на достоверность снимаемых данных. От этого зависит успех поставленных задач. При выборе оборудования нужно руководствоваться:

• стоимостью;
• производителем;
• функциональностью;
• рабочими характеристиками.

Полоса пропускания цифрового осциллографа

От системной полосы пропускания зависит способность прибора измерять сигнал аналогового типа в определенном диапазоне. От величины последнего зависит точность измерений.

На что обратить внимание:

1. У устройств начального уровня, максимальная полоса пропускания составляет не более 100 МГц. Они способны показывать амплитуду синусоидальных сигналов частотой до 20 МГц.
2. Чтобы захватить цифровой сигнал, прибору необходимо захватывать основную, третью и пятую гармоники. В противном случае осциллограмма лишится важных деталей. Важно помнить правило пятикратного превышения. Достижение погрешности в пределах ±2 % можно добиться, если полоса пропускания с учетом пробника не менее чем в 5 раз превысит максимальную полосу сигнала.
3. Только так получится добиться точности в измерениях амплитуды.
4. Если планируется работать с высокоскоростными цифровыми сигналами, а также видеосигналами, лучше приобрести осциллограф, у которого полоса пропускания будет выше 500 МГц.

Питание

Прибор работает от аккумулятора, что очень удобно. Такие модели позволяют проводить операции вдали от источников питания. Мастер может совершать выезды на места, где происходит проверка оборудования. Если выезды редкие, лучше брать оборудование, которое работает от бытовой сети. Его преимущества – стабильность работы, а также надежность.

Частота дискретизации

От этого параметра зависят измерения однократных и переходных процессов. Большая величина частоты дискретизации дает более точное изображение на экран.

Что такое осциллограф и как им правильно пользоваться?

Осциллограф – это прибор для измерения и визуализации электрических сигналов. Он позволяет отображать изменения напряжения на графике, который называется осциллограммой. Осциллографы используются в различных областях, включая электронику, физику, медицину и связь. Они могут использоваться для анализа и отладки электрических цепей, измерения частоты, амплитуды и формы сигналов, а также для определения временных задержек и длительности импульсов. Приобрести качественный осциллограф можно в магазине Radio-Shop.

Устройство прибора

Для чего нужен этот прибор и как он устроен, можно описать несложными характеристиками. В устройство входят следующие элементы:

• блок питания;
• электронно-лучевая трубка;
• канал отклонения;
• канал луча модулятора;
• устройство запуска развертки и синхронизации.

Снизу или сбоку от экрана прибора есть регулирующие механизмы. Они помогают управлять данными сигнала и отображают его на графике. На изначальных моделях экран отсутствовал. Все графики отображались на фотоленте.

Как пользоваться цифровым осциллографом: основная информация

Пользоваться этим прибором может научиться каждый. Главный признак цифрового прибора – наличие дисплея и преобразователя сигнала. У прибора имеется память, куда он сохраняет графические данные колебаний. Некоторая часть данных подвергается автоматическому анализу и показывается в преобразованном виде.

Траектория, по которой двигается луч, – это и есть развертка. Она ловит колебания и транслирует график на дисплее. Развертка имеет эллиптическую и круговую формы. Значение развертки зависит от сигнала, который исследуется.

Как пользоваться цифровым осциллографом, может разобраться каждый человек.

Какие приборы бывают

По принципу действия представлены цифровые и аналоговые осциллографы. Бывают и смешанные аналого-цифровые приборы. Сейчас стали выпускать новинки – виртуальные устройства. В таких приборах экраном является дисплей компьютера или телевизора.

Осциллограф может осуществлять работу самостоятельно или быть приставкой к другим внешним приборам, например, компьютеру. В случаях, когда осциллограф служит в качестве дополнения к другому оборудованию, он стоит дешевле. В магазине Radio-Shop можно приобрести разные типы осциллографов.

Мультиметр пригодится для несложных измерений. А современные осциллографы используют в научных исследованиях и в практике разных специалистов. В большинстве случаев осциллограф незаменим. Если научиться работать с прибором, это сэкономит время получения нужных данных.

Данные приборы применяются при настройке и ремонте разной электроники. Можно пользоваться им при регулировке телевизора, ремонте блоков питания или диагностировании микросхем и разных плат.

Пользоваться прибором можно также во время ремонтных работ в автомобиле. Его диаграммы расскажут об импульсе на катушке, определят неисправные свечи и провода.

В медицине также приходится пользоваться осциллографом. Кардиографы работают именно по принципу осциллографирования. Отличие лишь в том, что они записывают электрические импульсы живого организма.

Как выбрать и купить прибор

Купить осциллограф можно в городе Киеве в нашем интернет-магазине. В первую очередь следует определить, для чего нужен этот инструмент, с какой периодичностью и в каких целях он будет использоваться. Портативный осциллограф оснащен батарей, и его можно переносить с собой. Такой карманный инструмент удобен при работе вне мастерской. Если поездок не планируется, то лучше покупать прибор, который работает от сети. Он более надежный и пользоваться им легче.

Как настроить

Так же, как токовые клещи и другие измерительные приборы, осциллограф требует правильной настройки. Чтобы начать пользоваться осциллографом, нужно провести его калибровку при помощи генератора прямоугольного импульса. Вот пошаговая инструкция, которую можно использовать для настройки осциллографа с помощью генератора прямоугольных импульсов:

1. Подключите генератор прямоугольных импульсов к входу осциллографа. Обычно это делается через коаксиальный кабель.
2. Установите генератор на нужную частоту. Обычно это можно сделать, вручную задав нужную частоту на панели управления генератора.
3. Установите амплитуду генератора на максимальное значение.
4. Поставьте осциллограф на режим AC coupling. Это позволит удалить любую постоянную составляющую сигнала и сосредоточиться на изменяющейся составляющей.
5. Установите горизонтальную шкалу осциллографа так, чтобы было возможно увидеть несколько импульсов на экране.
6. Установите вертикальную шкалу осциллографа так, чтобы амплитуда сигнала занимала большую часть вертикальной шкалы, но не выходила за ее пределы.
7. Убедитесь, что синхронизация осциллографа настроена на входной сигнал.
8. Настройте время снятия (sweep time) так, чтобы на экране было отображено несколько периодов сигнала.
9. Визуально проверьте форму сигнала на экране осциллографа. Должно быть видно, что ГПИ генерирует сигнал, который резко нарастает до максимального значения, а затем резко спадает до минимального.
10. Проверьте точность измерений, сравнивая отображаемое значение на осциллографе с фактическим значением, которое было задано на генераторе прямоугольных импульсов.

Что нужно для начала использования

Как пользоваться осциллографом, можно описать в упрощенной схеме.

1. Для прибора подбирают подходящее место, его ручкам задают нейтральное положение.
2. При наличии калибратора – калибруют, как написано в инструкции.
3. На «минус» сажают землю. Сигналом касаются по схеме.

На многих подобных шнурах имеются деления 1:0 или 1:100 со специальными тумблерами вкл/выкл. Это позволяет втыкать концы напрямую без риска сломать прибор.

На чем основан механизм действия осциллографа

Чтобы понять, как пользоваться осциллографом, нужно изучить принципы его работы. Прибор проводит измерения благодаря лучевой трубке. Исследуемый ток отображается на экране.

За наклон луча несут ответственность пластины. Все пластины, которые расположены вертикально, находятся под напряжением. Если притяжение положительное – они отклоняются в правую сторону, а отрицательное в левую сторону. Благодаря данным процессам линия, видимая на экране, двигается слева направо и имеет постоянную скорость.

Пластины, расположенные по горизонтали, тоже находятся под воздействием электрического тока. Заряд с положительным значением задает движение луча вверх, с отрицательным – вниз. Благодаря этому на дисплее регистрируется график, называемый осциллограммой.

Расстояние от левого и до правого края на экране названо разверткой. Существуют и другие графики – спиральные или круглые. Их используют в редких случаях.

Как выполнить измерение

Узнать, как научиться пользоваться осциллографом необходимо всем, кто планирует работать с ним. Экран прибора поделен на клеточки – деления. В каждом приборе клеточка имеет определенное значение, чаще всего 5 единиц.

Как пользоваться осциллографом и для чего он нужен, можно изучить и в прилагаемой к нему инструкции. Отдельные виды приборов требуют дополнительного изучения их особенностей. Например, USB-осциллограф – это современный прибор, который подключается к ПК и выполняет свои функции в этом виде. Как научиться пользоваться таким осциллографом, прописано в инструкции, которая прилагается к каждому экземпляру. Сложностей в использовании электронных приборов обычно не возникает. Сейчас осциллографы устроены просто и понятно. Любой современный человек сможет разобраться в работе устройства.

Как пользоваться осциллографом?

Радиолюбительское оборудование включает в себя оксциллограф. Это своеобразный мультиметр, который измеряет частоту сигналов, их искажения, пульсацию. Развертка позволяет обнаруживать малейшие изменения в показаниях. В отличии от советских анализаторов современные имеют больший функционал, сниженную погрешность. В отличии от вольтметров оксциллографы кажутся сложными: множество кнопок, регуляторов, разъемов.

Чтобы понять, как пользоваться прибором, необходимо разобраться в его устройстве.

• Лучевая трубка преобразует пучок электронов в светящийся на экране люминофор. Он двигается по экрану и отклоняется настолько, насколько это позволяет сила напряжения.
• Регулятор пластин Х увеличивает развертку.
• Регулятор пластин Y отражает излучаемое напряжение.
• Режим постоянного тока обозначается как DC, переменного – АС.
• Экран поделен на квадратики. Каждая клеточка имеет определенные показатели по горизонтали (время) и вертикали (сигнальные изменения, обычно 2 вольта на деление).
• Генератор развертки можно запускать вручную, увеличивая оксилограмму, либо установить автоматический запуск по достижении определенного уровня. Если задать слишком низкий уровень, то он может отреагировать на обычные помехи, если высокий, то он не обнаружит изменения.

Современные устройства позволяют не только выводить информацию на экран, но и записывать данные или распечатывать их.

Обслуживание осциллографа

Для того, чтобы прибор не вышел из строя, необходимо регулярное техническое обслуживание: как внешнего состояния, так и внутреннего.

• Контрольный осмотр необходимо проводить до и после использования прибора, после транспортировки и даже при длительном простое оборудования. Если измеритель долго не использовался, он должен подвергаться техосмотру один раз в квартал.
• Визуальный осмотр креплений внешних и внутренних разъёмов, наличия повреждений на корпусе, выявление отсутствия деталей.
• Лучше отдавать оборудование на поверку раз в год в специальный центр.
• Удалить пыль, грязь, следы коррозии. Провести антикоррозийные мероприятия.

Поверка заключается в следующем:

• опробование,
• проверка метрологических параметров: пропускание, сдвиг, вычисление, синхронизация,
• проверка калибровки: определить коэффициенты отклонения напрямую и с делителем на 100-400 кГц.
• переходная характеристика: измеряется время нарастания и выброса.

Некоторые повреждения радиолюбитель может отремонтировать самостоятельно, прочитав советы производителя, которые прописаны в инструкции.

Подготовка к использованию

После покупки нового оксциллографа важно изучить инструкцию по эксплуатации, которая входит в комплект. Это позволит избежать поломки прибора и травмирования.

Шаг 1 — Визуальный осмотр

Визуальный осмотр помогает своевременно обнаружить поломку, устранить ее, избежать проблем и получения некорректных данных. На что важно обратить внимание?

• Состояние переключателей, разъемов и креплений.
• Наличие полного комплекта ЗИП, а именно: делителя, щупа, насадки, изолятора, плавкой вставки, штепселя.
• Чистота гнезд, клемм, разъемов.
• Состояние кабелей.
• Слабо закрепленные детали, которые проверяются на слух. Есть ли шум?

При обнаружении проблем и невозможности из оперативного устранения пользоваться прибором нельзя.

Шаг 2 — Установка

Поставить оборудование необходимо таким образом, чтобы никакие предметы не заслоняли вентиляционные отверстия. Это позволяет избежать перегрева и нарушений в работе из-за этого. Также это соответствует правилам пожарной безопасности.

Шаг 3 — Подготовка к работе

Обязательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации. Освежите знания перед тем, как приступать к использованию. Это особенно важно после длительного перерыва в работе.

Убедитесь в том, что соблюдены меры безопасности:

• Проверьте заземление и наличие защитного кожуха, земляной шины и кабеля.
• Перед соединением с другими приборами выровняйте потенциалы корпусов всего оборудования. Для этого подсоедините клеммы. Предохранители меняются только после отсоединения от сети.
• Если в месте, где хранился оксциллограф, и месте, где он будет использоваться, была большая разница в температуре, то необходимо дать прибору постоять не меньше 4 часов.
• Если оборудование хранилось или транспортировалось в условиях повышенной влажности, оно должно быть выдержано в сухом помещении не меньше 8 часов.

Простые правила помогут сохранить схемотехнику в рабочем состоянии.

Рекомендации по уходу

Для того, чтобы избежать поломок оксциллографа, необходимо правильно за ним ухаживать. Вот несколько советов.

1. Не оставлять прибор в таком положении, чтобы на его жидкокристаллический экран длительное время воздействовали прямые солнечные лучи.
2. Не обрабатывайте прибор и пробники спреями и жидкостями.
3. Перед очисткой обязательно отключайте устройство от сети.
4. Для очистки необходимо использовать обычную воду или мягкие моющие средства.
5. Перед тем, как включать измеритель в сеть, убедитесь, что он высох.
6. Пяль выбирается мягкой тканью без ворса. Недопустимы царапины на корпусе и, особенно, на дисплее.
7. Запрещены химические и абразивные чистящие вещества.
8. Нельзя ставить прибор вниз экраном.
9. При включении яркость должна стоять на минимуме, что снизит риск выхода из строя лучевой трубки.
10. Прибор должен храниться в помещении с влажностью 60-85% и при температуре 20 (+/-5) градусов.
11. При хранении обеспечить защиту от попадания пыли.
12. Через каждые 1000 часов работы и не реже одного раза в 6 месяцев проводится калибровка, проверка триггеров, ручки смещения, резистора,

Устройство имеет прямоугольный корпус, который удобен в хранении и транспортировке.

Комментарии

На данный момент у статьи нет комментариев. Оставьте свой комментарий, чтобы стать первым!