Как пользоваться осциллографом

СОДЕРЖАНИЕ:

Что такое осциллограф и как им пользоваться

Начинающим подробно о осциллографе, о том что это за измерительный прибор, как он работает и как используется в радиоэлектронике.

Как работает осциллограф

Осциллограф, в прямом смысле слова, является глазами радиолюбителя. Он позволяет не только оценить какие-то основные физические характеристики сигнала (напряжение, частота, сила тока), но и буквально увидеть график функции исследуемого сигнала, увидеть какие-то отклонения сигнала от нормы, искажения его формы, наличие помех и паразитных импульсов или сигналов.

Экран осциллографа представляет собой координатную плоскость с осями X и Y, а поступающие на его вход сигналы отображаются на этой плоскости как алгебраические функции.

В настоящее время существует множество типов осциллографов, как обычных аналоговых, отображающих сигналы на экране электронно-лучевой трубки, так и цифровые и компьютерные.

Как бы не был устроен осциллограф, и каким бы способом, электронным аналоговым или цифровым, программным не происходило построение функции, всегда одно и тоже, — на экране отображается зависимость сигнала Y от сигнала X, или от сигнала Y от шкалы времени, выложенной на ось X.

Рис. 1. Схематическое изображение электронно-лучевой трубки.

В основе обычного осциллографа лежит электронно-лучевая трубка, — вакуумный прибор, состоящий из экрана, покрытого слоем люминофора и электронной пушки, создающей электронный луч, направленный на этот экран. В месте попадания луча на экран люминофор светится, и мы видим светящуюся точку. Еще есть пластины горизонтального и вертикального отклонения. Ма рисунке 1 изображена схематически электронно-лучевая трубка, направленная экраном на вас, уважаемый читатель.

Рис. 2. Как отклоняется луч, если подать напряжение на пластины Y.

Круг -это корпус трубки, прямоугольник — экран, покрытый люминофором, а четыре черточки, обозначенные Х1, Х2, Y1, Y2 — это пластины горизонтального (X) и вертикального отклонения (Y). Точка в центре — «отпечаток» электронного луча на люминофоре.

Как уже было сказано, пушка электроннолучевой трубки создает поток электронов (электронный луч), который направлен в сторону экрана. Когда на этот луч не воздействуют никакие электрические или магнитные поля он летит себе в центр экрана.

Отколоняющие платины расположены с четырех сторон от луча, и если на них подать какое-то напряжение луч отклонится в сторону пластины под положительным потенциалом. Величина этого отклонения будет пропорциональна величине этого потенциала.

Рис. 3. Как отклоняется луч, если подать напряжение на пластины Х.

На рисунке 2 показано как отклоняется луч, если подать напряжение на пластины Y, причем, на Y2 — отрицательный полюс, а на Y1 — положительный. Если сменить полярность, — отклонение будет в другую сторону от среднего положения. Аналогичным образом отклоняется луч и при подаче напряжения на пластины X (рис. 3). А вот на рис. 4 показано что будет, если под напряжением будут и горизонтальные (X) и вертикальные (Y) пластины.

Так, изменяя напряжение на пластинах вертикального и горизонтального отклонения можно «гонять» луч как угодно по экрану, и вырисовывать им любые фигуры. При быстром перемещении луча, благодаря известному свойству человеческого зрения, и послесвечению люминофора электроннолучевой трубки, точка превратится в линию, и на экране появится геометрическая фигура.

Рис. 4. Что будет если под напряжением горизонтальные (X) и вертикальные (Y) пластины.

Теперь понятно, что изменяя напряжение между пластинами X можно перемещать луч по горизонтали, а изменяя напряжение между пластинами Y -по вертикали.

Для подачи сигналов на каналы вертикального и горизонтального отклонения у осциллографа есть входы «У» и «X». Но, обычно, необходимо видеть не зависимость одного сигнала от другого, а зависимость сигнала, поданного на вход «У» от шкалы времени, выложенного на ось X.

Чтобы это было возможно в осциллографе есть генератор горизонтальной развертки, который вырабатывает напряжение, изменяющееся по «пилообразному» закону (рис. 5). Это напряжение подается на пластины горизонтального отклонения (X).

Рис. 5. Напряжение, изменяющееся по пилообразному закону.

Пилообразное напряжение плавно и равномерно возрастает, перемещая луч по горизонтали от одного края экрана до другого, а затем резко возвращает луч обратно. При обратном перемещении специальная схема гасит луч. В результате, на экране луч постоянно перемещается слева — направо, а быстрота перемещения луча зависит от степени «наклона» пилообразного напряжения (то есть, от его частоты).

При частоте развертки более 20 Гц мы уже видим на экране не перемещающийся луч, а горизонтальную линию (рис. 6). Причем положение этой линии по вертикали зависит от напряжения, поданного на вход У (на вертикальные пластины).

Например, если масштаб оси У установить 1V на деление (на экране осциллографа обычно нанесена масштабная сетка), то при подаче на вход У постоянного напряжения величиной, например, +2V, линия переместится вверх на два деления (рис. 7).

Рис. 6. Горизонтальная линия на экране осциллографа.

Рис. 7. Горизонтальная линия на экране осциллографа смещенная вверх.

Рис. 8. График функции напряжения от времени на экране осциллографа — синусоида.

Рис. 9. График функции напряжения от времени на экране осциллографа — прямоугольные импульсы.

Если на вход У подать переменное напряжение или импульсы, горизонтальная линия изогнется, нарисовав на экране график функции этого напряжения от времени (рис.8 и рис.9.). По масштабной сетке по вертикали можно определить амплитуду сигнала, а по горизонтальной — его период.

Промышленный осциллограф

А сейчас перейдем к изучению конкретного прибора, — осциллографа С1-65. Это довольно старый и громоздкий прибор, в недавнем прошлом модель С1-65 (и С1-65А), можно сказать, была «хитом» радиоэлектронной промышленности. Ими оснащались практически все советские предприятия, производящие электронную технику военного и гражданского назначения.

Затем, после модернизации или закрытия, перепрофилирования, переоборудования предприятий, а так же, по истечении установленного срока эксплуатации, осциллографы С1-65 списывались и попадали к радиолюбителям или на радиорынки самым разными путями. Как бы там ни было, но С1-65 стал одним из самых распространенных осциллографов, доступных радиолюбителям. Следующим, в «списке популярности», был сервисный осциллограф С1-94, а далее «игрушки» -ОМ Л-2 и Н-313.

Обладателем какого бы осциллографа вы не являлись, все сказанное далее в отношении С1-65 будет в значительной степени справедливо и для вашего прибора.

На рисунке в тексте приводится схематическое изображение фронтальной панели С1-65. Панель осциллографа — светло-серого цвета зонирована по функциям синими тонкими линиями (на рисунке эти линии черные).

Для регулировки параметров луча есть ручки регулировки яркости и фокуса. Регулятором яркости регулируется не яркость всего экрана (как в телевизоре), а яркость только луча, или линии которую он выресовывает. Луч зеленого цвета. Регулятором фокуса добиваются чтобы линия (или точка) была наиболее тонкой.

Регулятор подсветки управляет яркостью лампочки, которая подсвечивает координатную сетку, расположенную перед экраном. Питание включается тумблером в нижнем правом углу.

Включив осциллограф первый раз вы можете не обнаружить на экране луча. Это может быть из-за того, что луч находится в зоне за пределами экрана или включен ждущий режим.

Чтобы выключить ждущий режим переключатель ждущего режима должен быть в крайне верхнем положении. «Поймать» луч и установить в центр экрана можно регулятором баланса (в других осциллографах он может быть обозначен как регулятор сдвига по вертикали) и регуляторами сдвига по горизонтали. Для регулировки луча по горизонтали есть две ручки — «грубо» (верхняя) и «точно» (нижняя). Этими ручками можно сдвигать влево или вправо путь, по которому движется луч.

Скорость, с которой движется луч по экрану зависит от положения ручки регулировки развертки («время/деление»). Ручка сделана в виде пирамидки из двух ручек, — большой, изменяющей период развертки скачкообразно, и маленькой для плавной регулировки.

Если вы обе эти ручки повернете налево в крайние положения период развертки будет минимальным и на экране будет видна перемещающаяся слева направо точка (но это при условии, что переключатель развертки, распложенный над эими ручками переключен в крайне левое положение). Поворачивая эти ручки направо уменьшаем период развертки и скорость движения луча увеличивается. На отметке «5mS» (5 миллисекунд) точка превращается в линию.

Регулируя развертку нужно учесть, что значения, подписанные на шкале вокруг ручки скачкообразной регулировки развертки верны только тогда, когда ручка плавной регулировки находится в крайне правом положении.

Уменьшить период развертки в десять раз можно переключив переключатель, расположенный над ручками регулировки развертки, в среднее положение. А если его переключить в правое положение, перемещением луча по горизонтали будет управлять не блок развертки осциллографа, а внешний сигнал, поданный на вход X.

Обычно требуется видеть функцию зависимости напряжения от времени. В этом случае развертка должна быть включена, а входной сигнал подают на вход Y, который может иметь три состояния, переключаемых переключателем входа Y.

В его крайне левом положении переключателя входа Y, вход непосредственно соединен с разъемом «вход Y». Так осциллограф будет показывать как постоянную, так и переменную составляющую исследуемого сигнала. В среднем положении вход Y выключен, а в крайне правом — он подключен через конденсатор, поэтому постоянную составляющую прибор, в этом положении переключателя, не показывает.

Рис. 1. Схематическое изображение фронтальной панели осциллографа С1-65.

Усиление усилителя вертикального отклонения регулируют двумя ручками, -переключателем V/деление и регулятором чувствительности Y, которые расположены одна на другой «пирамидкой». Например, если мы установим переключатель в положение «1V/дел.», а ручку регулировки повернем в крайне правое положение, то при подаче на вход Y напряжения 1V луч переместится вверх на одно деление.

Теперь, когда все работает, давайте попробуем посмотреть наводки в вашем теле. Установите переключатель «время/деление» на «5 mS», переключатель «V/деление» — на «2V». Подключите к входу Y щуп (или просто всуньте в разъем кусок проволоки) и прикоснитесь к нему пальцами.

На экране появится синусоида, возможно искаженная (её форма зависит от того, какие наводки есть в вашем теле). Если синусоида будет смещаться по горизонтали или будет иметь вид нескольких хаотически движущихся синусоид, нужно повернуть ручку «уровень» так, чтобы изображение стабилизировалось.

По клеткам на экране, зная сколько вольт на деление приходится по вертикали, и сколько миллисекунд на деление приходится по горизонтали, можно примерно вычислить амплитуду и период сигнала, частоту.

В правой части фронтальной панели, вверху, расположены органы управления синхронизацией. Синхронизация может быть внутренней (то есть, от входного сигнала, поданного на вход Y), от электросети или от внешнего источника, поступающего на вход X. Выбор — переключателем вида синхронизации.

В нашем случае, переключатель в верхнем положении (внутренняя). Ниже расположен калибратор, он представляет собой источник импульсов частотой 1 кГц или постоянного напряжения строго заданного уровня. Хотите увидеть как выглядят прямоугольные импульсы, — включите щуп, подключенный к входу Y в гнездо калибратора (переключатель калибратора должен быть в положении «1кГц»).

Переключите «время/деления» развертки так, чтобы были видны отдельные импульсы (например, в положение 0,2mS). Затем, поворотом ручки «уровень» добейтесь неподвижности изображения. Если нужно, измените масштаб по вертикали (V/деление).

Амплитуду импульсов калибратора можно регулировать от 20mV до 50V переключателем калибратора.

Литература: 1. РК-07-2003, РК-08-2007.

Практические упражнения по работе с осциллографом

Инструкция по эксплуатации осциллографа

Кратко об управлении

Выглядит модель с1-49 так, как на фото:

Тумблер включения устройства, находится с правой стороны с надписью «Сеть», после перевода тумблера в положение включено должен засветиться индикатор красного света, находящийся над ним.

Рукоятка «Фокус» изменяет толщину луча — поскольку устройство не снабжено узлом компенсации температуры, и в процессе нагрева осциллографа диаметр изменяется.

Регулятор с надписью «Яркость» регулирует яркость точки на экране, можно индивидуально подстроить под рабочее окружение.

«Освещение шкалы», опять же индивидуальный подход к подсветке измерительной сетки, при ярком дневном освещении придется сделать ярче, чтобы рассмотреть сетку.

Ручка с надписью «Усиление Y», по своей сути грубая регулировка усиления вертикального размаха луча. При измерении сигналов высокого уровня, придется уменьшить уровень чувствительности, для того чтобы он вместился в экране осциллографа. При поиске слабых сигналов, нужно произвести увеличение чувствительности усилителя.

Ниже расположился тумблер с помощью которого производится подключение на вход измерительной емкости. Это сделано для отсечения постоянного тока от измерения. На усилитель попадает только переменная составляющая сигнала.

Под ним расположен измерительный входной разъем байонет, под специальный переходник. Прибор снабжается специальными щупами, для проведения измерений, экранированными проводами, с делителем напряжения. Щуп для измерений не вносит искажений в исследуемый сигнал, и воздействие на тестируемое устройство сведено к минимуму. Обычно с осциллографом поставляется несколько видов щупов, под разные виды измерений. Активный щуп — с собственным усилителем. Пассивный без каких либо дополнительных элементов, кроме цепочки согласования, для уменьшения влияния длины кабеля на входной сигнал. И щупы с делителем, в которых отдельным тумблером имеется возможность уменьшить амплитуду напряжения 1:10 ; 1:100 ; 1:1000.

Ниже байонета расположен выход со встроенного генератора прямоугольных импульсов. С его помощью можно проверить интересующее устройство, а также произвести стартовую калибровку измерителя.

Под экраном осциллографа расположились регуляторы со шкалой:

  • Переключателем «Усиление» выбирается диапазон напряжений — вольт/деление. Выбирается, сколько вольт поместится в деление измерительной сетки экрана, и визуально можно определить величину напряжения, зная диапазон на переключателе.
  • Второй переключатель со шкалой измеряет длительность импульса. Проще говоря, частоту измерения. Длительность сигнала на одно деление измерительной сетки.
  • Регулятор « Развертка» смещает начало импульса по горизонтали. Им нужно пользоваться для смещения исследуемого сигнала по шкале, в случае, когда начало импульса получается за пределами шкалы.
  • Вход «Х» позволяет применять внешние генераторы для управления горизонтальной разверткой. В том случае, когда встроенного не достаточно, или не стабилен, то есть частота плавает. В таком положении можно наблюдать фигуры Лиссажу. Сложные геометрические узоры.

Ниже расположены ручки управления синхронизацией:

  • Тумблером «Внутренний — Внешний» происходит выбор, от какого источника будет синхронизироваться развертка. Одновременно с исследуемым сигналом или же от внутреннего.
  • Регулятор «Уровень» изменяет чувствительность, от него зависит, по какому фронту сигнала произойдет запуск развертки, нарастающему или спадающему фронту внешнего сигнала.
  • Тумблер «-/

» переключает режим одиночный или автоколебательный запуск развертки. Этот режим удобен для исследования цифровых логических устройств, где сигналы следуют не периодично, как в генераторах.

  • Ручка подстройки «Стабильность» то же, что синхронизация. С помощью данного резистора производится подстройка синхронизации сигнала с разверткой. Синусоида луча перестает бежать по экрану и застывает статичной картинкой, которую теперь можно изучить детальнее.
  • Инструкция по эксплуатации

    Осциллограф перед началом работы нуждается в калибровке. После включения в сеть, необходимо чтобы прибор прогрелся и стабилизировался. Как правило, это занимает 5 минут времени. Регуляторами «усилитель Y» и «Развертка» устанавливается луч по центру экрана. После этого настраиваются яркость и фокус.

    Если измерительным щупом прикоснутся к выходу генератора, то станем наблюдать на экране прямоугольные импульсы частотой 1 кГц и 500 мВ. При положении регулятора «Длительность» в положении 1мс (миллисекунда). Если все в порядке, значит наш прибор готов к работе.

    При измерении сигнала переключатели «Усиление» и «Длительность» устанавливают в крайние левые положения. Усилением поднимают диапазон измерения до явных, максимально различимых сигналов на экране, а регулятором «Длительность» выясняется, какая частота входного сигнала.

    Для справки в 1 кГц (1000 Гц) — 1 мс, 1Гц это 1000 мс.

    Когда сигнал зафиксирован на экране, с помощью измерительной сетки производится измерение напряжения сигнала, периода (частоты). Современный цифровые измерители данную информацию выводят непосредственно на дисплей прибора, и оператор знает о сигнале все: напряжение, длительность, скважность, период. На этом наше краткое объяснение заканчивается. Надеемся, теперь вы знаете, как пользоваться осциллографом и для чего нужен данный измерительный прибор. Напоследок рекомендуем просмотреть предоставленные ниже видео инструкции, на которых показано, как работать с наиболее популярными моделями осциллографов.

    Как пользоваться осциллографом?

    Здесь можно немножко помяукать 🙂

    При поддержке компании ПРИСТ

    Re: Как пользоваться осциллографом?

    Ср сен 27, 2020 18:48:59

    Re: Как пользоваться осциллографом?

    Ср сен 27, 2020 19:51:37

    Re: Как пользоваться осциллографом?

    Ср сен 27, 2020 20:51:25

    Re: Как пользоваться осциллографом?

    Ср сен 27, 2020 21:54:21

    Что произойдет, если соотношение частоты и напряжения сигнала выйдет за указанную в даташите к пробнику кривую; например сигнал имея определенное напряжение в пределах допустимого будет иметь при этом более высокую частоту, чем это допускается по даташиту? Эта кривая указана как-то не конкретно — глядя в таблицу во многих случаях не получается понять точное значение максимального напряжения для определенной частоты. Вот например для напряжения 600VAC понятно только, что его частота может несколько превышать 100KHz и гораздо больше не дотягивает до 1MHz. Не нравятся мне графики из которых трудно вытащить значения. Кроме того не ясно, что там за напряжение (VAC) указанно; то ли это среднеквадратичное напряжение, то ли амплитудное?

    Re: Как пользоваться осциллографом?

    Ср сен 27, 2020 22:47:30

    Re: Как пользоваться осциллографом?

    Пт окт 06, 2020 04:53:08

    Преодолел я наконец в себе некий психологический барьер и забрался с осциллографом в горячую часть ИБП (в данном случае это был БП от компа), точнее в его инвертор и посмотрел форму сигналов на коллекторах и базазах верхнего и нижнего транзистора. В итоге у меня осталось чувство некоторого недоумения. Я ожидал столкнуться там с напряжением превышающим 500V, но в реале оно оказалось на много ниже и не превышало амплитудного в электросети; кстати, сразу скажу, что ИБП запитывался не от 230V, а от 190V . Полученная осциллограмма с нижнего транзистора инвертора выглядит так:

    Желтая осциллограмма снята с коллектора, а синяя с базы. По мимо неожиданно низкого напряжения, удивляет еще и осциллограмма снятая с базы. Что это там за отрицательные импульсы? Есть у меня смутные подозрения, что они соответствуют импульсам подаваемым на базу верхнего транзистора (а если это так, то зачем нужен осциллограф с изолированными каналами для отдельного слежения за верхним и нижним транзисторами, если все видно и на нижнем транзисторе?). Осциллограмма снятая с коллектора тоже не совсем понятна — там ожидалось переменное напряжение, а по факту нижняя часть размаха синусоиды поднята до уровня нуля постоянной составляющей. Если убрать постоянную составляющую, то там будет напряжение около 86Vrms. Чрезмерную пульсации на базе я вижу, и если буду использовать этот БП для чего-либо, то гляну что там с кондером стоящим между шимкой и базой нижнего транзистора или по питанию шимки. Добавлю еще, что вроде бы ничего подозрительного на осциллограмме не увидел, хотя и ожидал этого после просмотра видеоролика касавшегося сложной осциллографии. По крайней мере разница напряжения между базой и эмиттером при открытом транзисторе была в районе ожидаемой — 700mV. Вот к примеру подробная осциллограмма фронтов сигналов с базы и коллектора:

    Все представленные здесь осциллограммы сделаны при частоте дискретизации 200MS/sec на каждый канал, а частота исследуемого сигнала чуть-чуть превышала 30KHz. В итоге получается, что даже в условиях довольно низкой частоты дискретизации (200MS/sec на каждый канал), получается 80 выборок на фронт длительностью около 400ns, что совсем не плохо. Звон на синей осциллограмме скорее всего от того, что земляной конец пробника не был подключен к плате — земля бралась с пробника соответствующего желтому лучу. Кстати, получается, что достаточно сделать так, чтобы развязывающий транс выдавал несколько пониженное напряжение, например 190V вместо 230V, и при исследовании горячей части компьютерного БП можно обойтись делителем x10 и не покупать пробник с делителем x100; это при условии, что без использования делителя на канал осциллографа можно подать сигнал с напряжением до 30V.

    Re: Как пользоваться осциллографом?

    Сб окт 07, 2020 00:37:30

    Re: Как пользоваться осциллографом?

    Сб окт 07, 2020 17:16:53

    Нарыл у себя еще один ИБП, вытащенный когда-то из принтера, выдающий на выходе только одно напряжение 18V (реально 19V с хвостиком) и нагрузив его электродвигателем сделал несколько осциллограм на единственном имеющемся в его горячей части (в инверторе) N-канальном мосфете K2750. Несмотря на то, что нагрузка оставалась одной и той же осциллограмма не отличалась стабильностью ни по размаху, ни по периоду между импульсами подаваемыми на затвор — осциллограмма постоянно плясала причем не слабо так (не остановив захват осциллограммы разглядеть что-либо было не реально). Зная что некоторые люди ищут примеры осциллограмм снятых в ИБП приведу тут несколько примеров (синяя осциллограмма снята с GATE, а желтая с DRAIN), уточнив предварительно, что ИБП запитан от 190V:

    Далее, захотел я посмотреть есть ли пульсации на выходе ИБП и их уровень и увидел там следующую картину:

    Какие-то странные пульсации, которые не всегда присутствуют и имеются только в определенной части периода. Интересно это нормально? Первый раз такое вижу.

    Сообщества › Автоэлектрика › Блог › Простой 4х канальный осциллограф для диагностики автомобиля.

    Вот потребовался мне автомобильный осциллограф, посмотрел цены, удивился… Цены как на крыло самолета. Кстати, не понятно почему, ведь параметры осциллографа для тестирования авто крайне низки, как по частотам так и по напряжению. По сему решил сам себе сделать.

    1. Вид осциллографа – USB приставка к ноутбуку, ибо на большом экране смотреть удобно, можно сохранять для последующего анализа ну и т.д. и т.п.
    2. Тип сигнала – Переменный, Постоянный, Положительная полярность. Работа с отрицательными напряжениями не нужна.
    3. Кол-во каналов – 4, больше смысла не вижу, но с возможностью расширения до 8.
    4. Максимальное входное напряжение — вольт 50, выше смысла нет.
    5. Чувствительность — 1 милливольт, больше тоже не надо 🙂
    6. Частота — до 20Кгц, для миллисекундных сигналов за глаза хватит, а других там нет 🙂
    7. Удобная программная оболочка.

    Начну с самого важного – Оболочки для автомобильного осциллографа. Да да, именно с оболочки. Ибо железо не сложно любое сделать, а вот удобная оболочка это реальный дефицит. Оболочки которые просто тупо показывают сигнал в реальном времени для автомобильного осциллографа крайне не удобны, ибо часто нужно анализировать сигнал продолжительное время и иметь возможность «отмотать» назад. По сему нужна оболочка типа Самописец-Осциллограф. И что б каналов было не менее 4х…

    Долго лопатил просторы интернета на наличие удобной оболочки и в итоге нашел! Называется PowerGraph. Разработала эту прекрасную программу ООО «ДИСофт». На сайте у них есть платная и бесплатная версия. В принципе это софт для промышленного использования но он на все 100% подходит для моего осциллографа, работает в режиме самописца и в режиме чистого осциллографа. Эта программа предназначена для:
    1. Сбор данных с различных измерительных устройств и приборов.
    2. Регистрация, визуализация и обработка сигналов в режиме реального времени.
    3. Редактирование, математическая обработка и анализ данных.
    4. Хранение, импорт и экспорт данных.
    Это малая часть того что она умеет 🙂 И самое главное есть бесплатная версия. Остановился на ней, в сравнении с другими, а я перепробовал более десятка, это просто идеал для автомобильного осциллографа.

    Вот она какая, на мой взгляд, самая лучшая. Это не реклама, это факт 🙂 ИМХО конечно.

    Ну вот, с софтом определился, теперь надо определится с интерфейсом, не буду грузить вас своими муками выбора, я остановился на СОМ порте. С ним работать просто, пропускной способности для поставленных задач с избытком, в выбранном софте есть драйвер вывода информации с СОМ пора.

    Теперь железо, а точнее что использовать в роли АЦП. Железо должно быть доступное, стабильное, не дорогое и легко программироваться. Долго не думал, остановился на микроконтроллере АТмега 328р. Программируются эти микроконтроллеры банально на С++, точнее на упрощенном С++.
    Очень удобно то что этот микроконтроллер можно купить уже распаянным на плате с минимально нужной обвязкой., Ардуино сее называется 🙂 То есть не надо самому плату разводить и паять, удобно. Всем параметрам, из моего ТЗ, АТмега 328р отвечает полностью, по сему использовать буду ее.

    Для миниатюризации я вот такую взял. Она имеет 8 аналоговых входов, отвечающих всем требованиям ТЗ, имеет на борту эмулятор СОМ порта на СН340, питание берет напрямую с USB порта. В общем то что нужно. Ардуинку можно любую использовать на 328р

    Вот схема этой платы. На ней стоит сам микроконтроллер АТмега 328р, банальный эмулятор СОМ порта на СН340, кварц и стабилизатор питания на ЛМке для запитки от внешнего источника, если надо, вот и все, ну пара лампочек и фильтров не в счет 🙂 То есть все то что нам нужно и ничего лишнего! Не зря говорят — Совершенство в простоте.

    Теперь надо написать программку для микроконтроллера. Нам нужно что б постоянно опрашивался аналоговый вход и данные о величине напряжения постоянно, онлайн так сказать, шли в СОМ порт. Если каналов несколько, то опрашиваются по кругу все нужные входы и данные идут на СОМ порт с разделителем табуляция. Вот так все просто.

    Вот скриншот того что должен выдавать микроконтроллер в СОМ порт для нашей программы PowerGraph.

    Осциллограф у меня будет работать в 4х режимах — 1канал, 2канала, 3канала и 4 канала.
    Переключение между каналами будет осуществляться по кругу нажатием на кнопку.
    При включении канала будет загораться светодиод индикации работы канала.
    Вот написал программку. Сам я не программист, по сему написал как смог, сильно не критикуйте, расстроюсь 🙂 Программа полностью рабочая и проверена не однократно в деле. Как заливать программу в плату рассказывать не буду, в инете на каждом углу это с картинками рассказано 🙂

    Вот сама программа.

    int regim=1;
    int flag=0;
    void setup()
    <
    digitalWrite(07,HIGH);
    Serial.begin(128000);//скорость СОМ порта должна совпатать со скорость в драйвере
    pinMode(2,OUTPUT);
    pinMode(3,OUTPUT);
    pinMode(4,OUTPUT);
    pinMode(5,OUTPUT);
    >
    void loop()
    <
    if(digitalRead(07)==HIGH&&flag==0)//если кнопка нажата
    // и перемення flag равна 0 , то …
    <
    regim++;
    flag=1;
    if(regim>4)//ограничим количество режимов
    <
    regim=1;//так как мы используем только одну кнопку,
    // то переключать режимы будем циклично
    >
    >
    if(digitalRead(07)==LOW&&flag==1)//если кнопка НЕ нажата
    //и переменная flag равна — 1 , то …
    <
    flag=0;//обнуляем переменную «knopka»
    >
    if(regim==1)//первый режим
    <
    digitalWrite(2,HIGH);//включение светодиода
    digitalWrite(3,LOW);
    digitalWrite(4,LOW);
    digitalWrite(5,LOW);
    // читаем аналоговый вход pin 0:
    int port0 = analogRead(A0);
    //Преобразовываем аналоговые показания (которые идут от 0 до 1023) в напряжение (0 — 5 В)
    float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);//4.745 опорное напряжение, замеряется при калибровке на плате
    // выводим значение напряжения в порт
    Serial.println(voltageport0,3);// печатаем значение в порт и жмем энтер
    //задержка для стабильности
    delay(1);
    >
    if(regim==2)//второй режим
    <
    digitalWrite(2,HIGH);//включение светодиодов
    digitalWrite(3,HIGH);
    digitalWrite(4,LOW);
    digitalWrite(5,LOW);
    int port0 = analogRead(A0);
    int port1 = analogRead(A1);
    float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);
    float voltageport1 = port1 * (4.745 / 1023.000);
    Serial.print(voltageport0,3);// печатаем значение в порт
    Serial.print(» «);// печатаем таб
    Serial.println(voltageport1,3);// печатаем значение в порт и жмем энтер
    delay(1);
    >
    if(regim==3)//Третий режим
    <
    digitalWrite(2,HIGH);
    digitalWrite(3,HIGH);
    digitalWrite(4,HIGH);
    digitalWrite(5,LOW);
    int port0 = analogRead(A0);
    int port1 = analogRead(A1);
    int port2 = analogRead(A2);
    float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);
    float voltageport1 = port1 * (4.745 / 1023.000);
    float voltageport2 = port2 * (4.745 / 1023.000);
    Serial.print(voltageport0,3);
    Serial.print(» «);
    Serial.print(voltageport1,3);
    Serial.print(» «);
    Serial.println(voltageport2,3);
    delay(1);
    >
    if(regim==4)//Четвертый режим
    <
    digitalWrite(2,HIGH);
    digitalWrite(3,HIGH);
    digitalWrite(4,HIGH);
    digitalWrite(5,HIGH);
    int port0 = analogRead(A0);
    int port1 = analogRead(A1);
    int port2 = analogRead(A2);
    int port3 = analogRead(A3);
    float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);
    float voltageport1 = port1 * (4.745 / 1023.000);
    float voltageport2 = port2 * (4.745 / 1023.000);
    float voltageport3 = port3 * (4.745 / 1023.000);
    Serial.print(voltageport0,3);
    Serial.print(» «);
    Serial.print(voltageport1,3);
    Serial.print(» «);
    Serial.print(voltageport2,3);
    Serial.print(» «);
    Serial.println(voltageport3,3);
    delay(1);
    >
    >

    Программа закончена и отлажена.
    Приступим к электронной части.

    Схему приводил выше. Из нее видно что плата имеет 8 аналоговых входов, 14 цифровых входов/выходов. Вот и будем работать с ними.

    Аналоговые № 0,1, 2, 3 будем использовать как входы осциллографа. Сделаем для них защиту и дополнительный вход через делитель 1х10, так как подавать на микроконтроллер максимум можно всего 5.2 вольта. С делителем можно будет работать с напряжениями до 50 вольт, что полностью перекрывает наши потребности.
    Цифровые № 2,3,4,5 будем использовать для светодиодов, они будут индицировать включенные аналоговые входы.
    Цифровой №7 будет подключен к кнопке которая будет переключать режимы моего осциллографа.
    Еще будет кнопка Бут режима. Плата по умолчанию в бут режиме, но для работы это не удобно, ибо управление идет через RESET. При обращении к СОМ порту идет инициализация СОМ порта и чип эмулятор посылает резет на микроконтроллер. То есть при запуске программы плата ребутится и сбрасывает настройки которые выставили кнопкой, это не удобно. Для того что бы этого безобразия не было, я сее отключаю с помощью кнопки. Она подключает вход микроконтроллера «RESET» к электролитическому конденсатору 10Мкф, конденсатор сглаживает посылку на перезагрузку. Эта же цепь используется при заливке прошивки, по сему на момент программирования надо конденсатор отключать. Назвал эту кнопку Бут кнопкой 🙂

    Ну вот, как подключать понятно, осталось воплотить в железе.

    Начнем с защиты и делителя.
    Защиту будет обеспечивать стабилитрон на 5.1в. А делитель будет обычный на резисторах.
    Так как сигналы у нас будут низкочастотные, это сильно упрощает жизнь. В расчетах делителя не надо учитывать внутреннее сопротивление приемника, не надо согласовывать вход с делителем, не надо учитывать волновое сопротивление кабеля и разъемов.
    Надо просто посмотреть в даташите на микроконтроллер на какое сопротивление выхода оптимизирован его АЦП, и сделать делитель с таким выходным сопротивлением. Так мы добьемся максимальной точности в 0.005 вольта. В даташите написано что он оптимизирован под 10Ком выходного сопротивления нагрузки. Внутреннее сопротивление АЦП 100Мом…

    Как работать с осциллографом для начинающих

    Начинающие радиолюбители и электронщики в самом начале пути должны уметь пользоваться измерительными приборами.

    Одним из главных измерительных приборов является осциллограф.

    Осциллограф предназначен для наблюдения различных сигналов. С его помощью можно измерить не только амплитуду сигнала, но и длительность, период и частоту сигнала.

    Посмотрите это видео и вы научитесь работать с осциллографом быстро и без проблем сможете не просто наблюдать сигналы на экране осцилографа, но и ремонтировать аппаратуру с помощю этого прибора.

    ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

    Как пользоваться современным цифровым осциллографом — часть 1.

    Как пользоваться современным цифровым осциллографом.

    На примере Siglent CML 1102

    Часть 1 — введение

    Каждый радиолюбитель мечтает о таком полезном приборе как осциллограф. Мне не нужно вдаваться в подробности о его полезности и значимости, но я скажу пару слов о его назначении.

    Осциллограф предназначен для визуального наблюдения за сигналами в схеме. Как и что происходит с сигналом после прохождения различных узлов схемы, какую форму приобретает сигнал, как он изменяется со временем.

    На этапе освоения радио и электроники, на первых шагах познания радиотехники осциллограф, как ни что другое, поможет более качественно и глубоко освоить азы науки. Как известно, прежде чем выучить что-нибудь сложное, нам необходимо знать элементарные законы, правила, на которых держится вся остальная наука – это фундамент любой дисциплины и знаний. Недаром эти знания определили в отдельную группу знаний и назвали их – фундаментальными. Поэтому очень важно на начальном этапе изучения сформировать этот фундамент, на котором в процессе последующих изучений будет «строиться дом» знаний.

    Согласитесь не всегда удобно разрабатывать или конструировать устройство без наблюдения процессов происходящих в нем. Это называется делать устройство вслепую. Гораздо удобнее и интереснее следить за изменениями сигнала во времени и более четко видеть всю картину процессов целиком.

    Согласно исследованиям одна и та же информация в зависимости от ее формы подачи может восприниматься по-разному.
    [tip] Текст на экране монитора компьютера — 9%

    Текст на экране монитора компьютера — 3%

    Аудиозапись (1-кратное прослушивание) — 17,5%

    Графическая информация (фото, рисунки, графики, диаграммы) — 22%

    Синхронное звуковое сопровождение графической информации — 28%

    Видеозапись (1-кратный просмотр без звука) — 32%

    Видеозапись (1-кратный просмотр со звуком) — 51%
    [/tip]

    Поэтому наглядное восприятие того, как ведет себя сигнал в элементарных цепях, какие процессы происходят – позволит вам на начальных порах овладеть фундаментальными знаниями более качественно чем простое зубрение материала. А если вы уже профессиональный радиолюбитель, то осциллограф станет вашим незаменимым другом и помощником!

    Поэтому каждый из радиолюбителей мечтает о таком приборе. Если у вас есть возможность приобрести его и ознакомиться с его работой, то мир электроники будет для вас открыт в новом свете.

    В прошлом году под новый год я решил сделать себе подарок и приобрести современный цифровой осциллограф – CML 1102 фирмы Siglent. Уже давно собирался, но никак не мог собраться с мыслью.

    Как и все потребители, я искал магазин, где можно приобрести дешевле и качественней. Так мной был найден сайт фирмы, занимающейся поставкой измерительного оборудования и осуществляющей гарантийное обслуживание приборов на территории Украины — general-test. Цена меня порадовала, если учесть что аналогичная модель в других интернет магазинах и сайтах стоила на 20-30% дороже, что очень существенно с учетом стоимости прибора 400$. Сделав заказ и оплатив, прибор я ждал 2 дня. Мне пришла вот такая коробка:

    Открыв коробку, я обнаружил, что прибор достаточно надежно упакован. Такой вид упаковки очень хорош, учитывая нашу почту и компании экспресс доставки то это очень кстати:

    Так выглядит прибор с защитным пенопластом:

    Вот он красавец в чистом виде, пару фото:

    Вид сзади. Мы видим порты RS-232 и USB, а также вход BNC. Все эти порты и их назначение подробно описаны в инструкции по эксплуатации, которую мы разберем как в видео так и текстовом режиме чуть позже:

    Справа от передней части располагается панель управления:

    Большой дисплей – очень удобен при наблюдении за параметрами и вызовом справки меню – потрясающая вещь!

    И вот такой вот маленький набор сопутствующей рекламной макулатуры и мануалов + щупы, диск с программным обеспечением, кабель питания и кабель для подключения к USB:

    Единственное что не было в упаковке так это инструкции на русском языке. По запросу на почту продавца мне выслали ее в электронном виде.

    Вот в такой вот комплектации мне и пришел прибор. В целом хочу сказать, что элементы управления выполнены очень качественно и удобно. Порадовал тот факт, что есть русское меню – «+» в сторону производителя. Прибор очень компактен и как сейчас принято говорить – эргономичен. Приятно брать его и нажимать на кнопки. Если сравнить его и советские чемоданы – небо и земля.

    В пределах одной статьи очень сложно описать все его достоинства и недостатки, поэтому я постараюсь опубликовать ряд статей, чтобы более детально и подробно описать его работу. Заодно вместе с вами буду осваивать совершенно новый для меня прибор. На этом вводная статья заканчивается. Ждите новых статей с пошаговыми инструкциями!

    Как пользоваться осциллографом

    Осциллограф относится к группе измерительных приборов, без которого не может обойтись ни один уважающий себя радиолюбитель. С помощью этого электронного устройства (аналогового и цифрового) удаётся не только наблюдать протекающие в схемах процессы, но и измерять целый ряд электрических параметров.

    Для того чтобы воспользоваться всеми перечисленными достоинствами осциллографа, прежде всего, следует научиться пользоваться им.

    Органы управления

    О том, как пользоваться осциллографом при проведении измерений, проще всего рассказать на примере аналоговых приборов, которые до сих пор не потеряли своей актуальности и которым в отдельных случаях даже отдаётся предпочтение. Знакомство с этим относительно сложным электронным устройством следует начать с изучения его лицевой панели, на которую выводятся все необходимые органы управления.

    На ней можно различить несколько зон, ответственных за определённую функцию из полного набора возможностей этого прибора. Прежде всего, обращает на себя внимание экран устройства, на котором отображаются все параметры измеряемого сигнала (его форма, размах и длительность).

    Помимо этого, на лицевой панели выделяются следующие функциональные зоны:

    • Модуль развёртки, задающий режимы измерения сигнала по его частотной характеристике (обозначается как «Длительность»);
    • Усилительный блок, ответственный за чувствительность измерения («Усиление»);
    • Органы управления положением отображения сигнала на экране устройства, позволяющие перемещать его как по вертикали, так и по горизонтали (вращающиеся ручки с соответствующими стрелками);
    • Модуль синхронизации, задающий способ запуска развёртки, которая может быть автоматической, ручной или принудительной.

    К основному функциональному набору следует отнести дополнительные регуляторы и переключатели, расширяющие возможности осциллографа до требуемого в каждом конкретном случае уровня. Знакомство с их назначением поможет определиться с тем, как работать с осциллографом в тех или иных ситуациях.

    Обратите внимание! В различных моделях набор вспомогательных опций может иметь заметные отличия.

    Отличаться может и их состав: более «скромный» для простых и дешёвых образцов изделий и значительно расширенный – для моделей профессионального уровня.

    Соединительные шнуры и входы

    Работа с осциллографом невозможна без специальных соединительных шнуров, используемых для снятия сигнала с заданной точки контролируемой электронной схемы. Каждый из них необходим для подключения к тому или иному входному гнезду, имеющему определённое функциональное назначение. В комплекте современного осциллографа может быть несколько таких соединителей, рассчитанных на работу с различными схемами. С ответной стороны они подключаются к специальному коаксиальному гнезду, расположенному в нижней части панели управления.

    Дополнительная информация. В различных моделях электронных устройств усилитель и развёртка способны обрабатывать сигналы с частотами, начиная от единицы и кончая сотнями мегагерц.

    Для их обработки в любом случае потребуются ВЧ шнуры (их иногда ещё называют «концами»). Исключение составляют лишь низкочастотные приборы (НЧ), предназначенные для обработки сигналов с частотами до 1 МГц, в которых могут использоваться простые провода (без экранной оплётки).

    Понятно, что двухлучевой осциллограф должен содержать в своём комплекте пару таких шнуров, подсоединяемых к двум различным гнёздам (они обозначаются как «Вход 1» и «Вход 2»). Иногда для внешней синхронизации развёртки к прибору может прикладываться ещё один «конец», подключаемый к входному разъёму под обозначением «Синхронизация».

    Порядок проведения измерений

    Настройка

    Для начинающих пользователей обращение с осциллографом в первое время вызывает определённые трудности, поскольку у этого прибора имеется множество всевозможных регуляторов и настроек. Для того чтобы разобраться с функционалом измерительного прибора, следует сначала отстроить его, придерживаясь при этом следующих правил:

    • После включения прибора, прежде всего, следует убедиться в наличии на его экране горизонтальной полосы развёртки;

    Важно! Если полоса плохо видна и сильно размыта, ручками «Фокусировка» и «Яркость» следует привести её к требуемому виду (она должна быть чёткой, тонкой и хорошо различимой на тёмном фоне).

    • При её отсутствии необходимо сначала увеличить яркость луча, а затем попытаться найти его след на экране, вращая ручки перемещения вправо и влево (вверх или вниз);
    • Если это не помогает, вращением ручек синхронизации («Уровень», «Стабильность») следует добиться появления устойчивого изображения;
    • После этого необходимо отстроить его по масштабной сетке (выставить его по центру), а затем прикоснуться к измерительному острию шнура пальцами и убедиться, что на нём появляются небольшие шумовые всплески.

    На этом настройку прибора можно считать законченной.

    Измерение

    Для того чтобы получить на экране искомое изображение, сначала следует определиться с примерными значениями частоты и амплитуды действующего в цепи напряжения (если это возможно). После этого выполняются следующие операции.

    Сначала ручки переключателей «Амплитуда» («Усиление») и «Длительность» выставляются в положение, соответствующее предполагаемому размаху и частоте измеряемого сигнала.

    Так, если он имеет ожидаемую амплитуду в пределах единиц Вольта и частоту порядка одного МГц, носик ручки «Усиление» устанавливается напротив деления 1 Вольт (или чуть больше).

    Одновременно с этим ручку развёртки устанавливают у отметки 1 Мкс, что соответствует одному мегагерцу (F=1/T = 1/ <1/1000000 сек>= 1 МГц).

    Дополнительная информация. Выставленные вручную значения амплитуды и частоты определяют «цену» одного деления имеющейся на экране графической разметки (по вертикали и горизонтали, соответственно). При амплитуде исследуемого сигнала 3 Вольта, например, на экране он будет занимать по вертикали 3 клетки.

    В том случае, когда эти значения заранее неизвестны, при измерении может появиться «сплошной» сигнал, форму которого сразу определить не удаётся. Для устранения этой неопределённости следует сделать несколько переключений ручкой «Развёртка», после чего в определённом положении сигнал должен будет приобрести удобный для восприятия вид.

    Это может быть синусоида, импульс или сложная, но хорошо различимая по форме кривая.

    Измерение параметров сигнала

    После того, как прибор настроен и откалиброван по разметочной сетке, с полученным изображением можно обращаться как с обычным графическим представлением сигнала. Это значит, что его можно изучать на предмет соответствия формы заданным параметрам (искажение синусоиды, например), а также измерять приблизительные значения его амплитуды и частоты.

    Измерение параметров импульсного сигнала

    В качестве примера возьмём уже рассмотренный ранее режим, когда предел измерений по уровню выбран 1 Вольт, а по частоте он соответствует 1 микросекунде. В этом случае амплитуда сигнала определяются следующим образом:

    • Сначала полученное изображение выставляется строго по центру графической сетки;
    • Потом регулятор «Усиление» переводится в крайне правое положение, соответствующее точному значению выбранного масштаба (1 Вольт);
    • Вслед за этим по шкале отмеряется количество клеток, которые занимает изображение сигнала, после чего оно умножается на цену одного деления.

    Так, если изображение по вертикали заняло 3 клетки, то можно сказать, что амплитуда измеряемого сигнала равна трём вольтам.

    Обратите внимание! Такие же манипуляции проделываются и с частотой измеряемого синусоидального напряжения, но только в этом случае за масштаб отсчёта по горизонтали берутся показания его развёртки (1 МГц).

    При измерении частоты изображение приводится к удобному для восприятия виду, так, чтобы в одной клетке масштаба уместилось заданное количество полных колебаний (при выведенной в правое положение ручке «Развёртка»). Если таких периодов насчитывается три штуки, например, частота сигнала равна трём мегагерцам.

    В заключение отметим, что с помощью двухлучевого осциллографа можно определиться с таким показателем, как фаза сигнала, измеренная по отношению ко второму колебательному процессу. Для этого достаточно совместить начальные точки обоих исследуемых процессов и измерить отставание одного из них по горизонтальной шкале разметки.

    Краткое описание как пользоваться осциллографом: 5 правил

    Осциллограф — важное устройство, которое применяется в электротехнике Осциллограф, считается одним из важнейших устройств, которое применяется в электротехнике. С его помощью производятся замеры различных важных параметров любых устройств. Многие устройства, работают в качестве составных частей различного оборудования, которое требует точности в работе. Осциллограф, при помощи которого проведены измерительные работы, позволяет не допустить использование некачественных элементов в различных электронных схемах.

    Для чего нужен осциллограф: применение и виды

    Работа данного устройства основывается на тестировании различных электронных схем. Осциллограф, способен отображать формы любых электрических сигналов, при этом отображает изменения напряжений во времени, согласно чему можно узнать, что происходит в работающей схеме.

    Принцип работы, заложенный во всех осциллографах, одинаковый. Но данные устройства, отличаются по способу, согласно которому производится обработка сигнала.

    Основные виды осциллографов:

    С появлением данных устройств, аналоговыми были все. Обращая внимание на название устройства, можно понять, что аналоговым, является способ выведения изображения на экран. Для этого в аналоговых осциллографах используется электронно-лучевая трубка, где подаваемое на оси (X и Y) напряжение, двигает по экрану точку.

    Горизонталь, указывает на время прохождения сигнала, а вертикаль пропорциональна сигналу на входе. Работа производиться следующим образом. Усиленный сигнал, проходит через электроды устройства, при этом согласно аналоговой технологии, по оси Y электроны отклоняются.

    Работа данного устройства основывается на тестировании различных электронных схем

    Обратите внимание! Измерения проводимые данным устройством, невозможно получить используя, например мультиметр.

    Работа электронного устройства осуществляется посредством преобразования сигнала в цифровой формат, после чего, данные обрабатываются в цифровой форме. Стоит отметить, что цифровые осциллографы могут быть различных модификаций. С цифровым люминофором, стробоскопический и комбинированный.

    Существует много различных модификаций осциллографов: 65 а, Н313, 1 112 а, ф 4372.

    Осциллограф с 1 49: характеристики

    Данное устройство, позволяет вести наблюдение и исследовать формы процессов (электрических). Диапазон частоты варьируется от 0 до 5 мГц. Каждое устройство, обладает отличными друг от друга характеристиками.

    Характеристики с 1 49:

    • Осциллограф однолучевой;
    • Напряжения которые измеряет устройство от 20 мВ до 200 В;
    • Интервалы времени от 8 мкс до 0,5 секунды;
    • Пропускание (полоса) от 0 до 5,5 мГц;
    • Погрешность временных интервалов до 10%;
    • Погрешность амплитуды сигнала до 10%;
    • Ширина луча 0,6 мм;
    • Рабочее напряжение 220 Вольт при 50 Гц и 115 Вольт при 400 Гц;
    • Мощность устройства 38 ВА;
    • Экран 36 на 60 мм;
    • Рабочая температура воздуха от – 30 до + 50 0 С.

    Осциллограф С1-49 позволяет вести наблюдение и исследовать формы процессов

    К параметрам канала Y можно отнести следующие. Его чувствительность составляет от 10 до 20 В/дел. Сопротивление канала на входе достигает 1 мОм. Емкость на входе составляет 50 пикофарад.

    К параметрам канала Х относят. Минимальная длительность развертки 0,2 мкс. Максимальная длительность 10 мкс. Сигналы синхронизации внешней от 0,5 до 30 В. Частоты внешней синхронизации от 1 Гц до 5 мГц. Сопротивление на входе 1 мОм.

    Обратите внимание! Различные виды осциллографов, имеют незначительное содержание драгметаллов.

    Канал Z и его основные параметры. Частоты канала от 30 Гц до 1 мГц. Входное напряжение от 10 до 60 Вольт. Сопротивление на входе 1 мОм. К каждому устройству, прилагается принципиальная схема.

    С 1 49: инструкция по эксплуатации для начинающих

    На корпусе осциллографа, располагаются большое количество переключателей и регуляторов. Для того чтобы не запутаться во всех, следует изучить назначение каждого.

    Регуляторы устройства:

    • Тумблер для включения;
    • Регуляторы фокус и яркость;
    • Поворотная ручка – усиление Y;
    • Переключатель усиление;
    • Регулировка развертки;
    • Тумблер – внутренний и внешний;
    • Регулировка уровня;
    • Регулятор подстройки стабильности.

    Включение устройства производиться тумблером (сеть), который располагается с правой стороны экрана.

    Изменение толщины луча на экране, можно произвести регулятором с маркировкой (фокус). Яркость экрана настраивается регулятором (яркость).

    Обратите внимание! Яркость экрана настраивается в зависимости от внешних условий освещенности.

    Размах луча по вертикали регулируется при помощи поворотной ручки (усиление Y). Уровень чувствительности настраивается в зависимости от силы сигнала.

    Устройство оснащено специальным разъемом (байонетом), для специального переходника.

    Для того чтобы выбрать нужный диапазон измеряемого напряжения, следует вращать поворотную ручку с надписью (усиление).

    Прежде чем начать пользоваться прибором, необходимо ознакомиться с инструкцией

    Сместить по горизонтали начальную точку импульса, необходимо в том случае, если она находится за пределами измерительной шкалы. Для этого используют рукоятку (развертка).

    Для применения внешних генераторов, используется специальный разъем с маркировкой (вход Х).

    Выбор источника, от которого буде производиться развертка, осуществляется при помощи тумблера (внутренний и внешний).

    Для изменения чувствительности сигнала, используют регулятор с маркировкой (уровень).

    Синхронизация сигнала с разверткой производится регулировкой рукоятки (стабильность).

    Как пользоваться осциллографом: проводим измерения

    Перед началом измерительных работ, следует подключить осциллограф к сети. После того, как подключение произведено, при помощи тумблера с маркировкой (сеть), подаем питание на устройство.

    Порядок проведения работ:

    • Прогрев осциллографа;
    • Проверка работоспособности;
    • Измерительные работы.

    После включения устройства в сеть, необходимо его «прогреть». Делается это для стабилизации всех параметров, для всех составных элементов устройства. Прогрев устройства осуществляется в течение пяти минут.

    Затем, используя регуляторы с маркировкой (усиление Y и развертка), необходимо установить измерительный луч в центре экрана устройства.

    Далее, прикасаемся щупом устройства к разъему (выход) генератора, то на экране появятся импульсы прямоугольной формы, частота которых будет равна 1 кГц, а напряжение 500 мВольт.

    Обратите внимание! Калибровка данным способом проводится при условии, что регулятор (длительность), находиться на делении одна миллисекунда.

    Измерение сигнала, осуществляется посредством регулировки рукояток (длительность и усиление), установив их в крайнее левое положение.

    Усиление, поднимает измерительный диапазон до того момента, пока на экране не появятся максимально различимые сигналы. Длительностью, узнается частота сигнала.

    После того, как все регуляторы выставлены, и на экране стабильный сигнал, производится расчет напряжения и частоты.

    Как пользоваться осциллографом (видео)

    Теперь у вас есть примерное представление о том, как работает и где применяется осциллограф. Важно понимать, что данное устройства относится к сложному электротехническому оборудованию, и полное его изучение занимает некоторое время.

    Как правильно пользоваться осциллографом

    В статье «Электронный осциллограф — устройство, принцип работы» вкратце было рассказано об этом универсальном приборе. Приведенных сведений достаточно для того, чтобы сделать процесс измерений осознанным, но в случае ремонта столь сложного прибора понадобятся более глубокие знания, ведь схемотехника электронных осциллографов весьма разнообразна и достаточно сложна.

    Чаще всего в распоряжении начинающего радиолюбителя оказывается однолучевой осциллограф, но освоив приемы пользования таким прибором, не составит труда перейти на двухлучевой или цифровой осциллограф.

    На рисунке 1 показан достаточно простой и надежный осциллограф С1-101, имеющий настолько малое количество ручек, что запутаться в них абсолютно невозможно. Обратите внимание, что это не какой-нибудь осциллограф для школьных уроков физики, именно таким пользовались на производстве всего лишь лет двадцать назад.

    Питание осциллографа не только 220В. Возможно питание от источника постоянного тока 12В, например автомобильного аккумулятора, что позволяет пользоваться прибором в полевых условиях.

    Рисунок 1. Осциллограф С1-101

    Вспомогательные регулировки

    На верхней панели осциллографа расположены ручки регулирования яркости и фокусировки луча. Их назначение понятно без объяснений. На передней панели находятся все остальные органы управления.

    Два регулятора, обозначенные стрелками, позволяют регулировать положение луча по вертикали и горизонтали. Это позволяет более точно совмещать изображение сигнала на экране с координатной сеткой для улучшения отсчета делений.

    Нулевой уровень напряжения находится на центральной линии вертикальной шкалы, что позволяет наблюдать двухполярный сигнал без постоянной составляющей.

    Для исследования однополярного сигнала, например цифровых схем, луч лучше переместить на нижнее деление шкалы: получится одна вертикальная шкала из шести делений.

    На передней панели находятся также тумблер включения питания и индикатор включения.

    Усиление сигнала

    Переключателем «V/дел» устанавливается чувствительность канала вертикального отклонения. Усиление канала Y калиброванное, изменяется с шагом 1, 2, 5, плавной регулировки чувствительности нет.

    Вращением этого переключателя следует добиться, чтобы размах исследуемого импульса был не менее 1 деления вертикальной шкалы. Только тогда можно добиться устойчивой синхронизации сигнала. Вообще следует стремиться, получить размах сигнала по возможности больше, до тех пор, пока он не вышел за пределы координатной сетки. В таком случае точность измерений возрастает.

    В общем случае рекомендация по выбору усиления может быть такой: выкрутить переключатель против часовой стрелки до положения 5V/дел, после чего вращать ручку по часовой стрелке до тех пор, пока размах сигнала на экране не станет таким, как было рекомендовано в предыдущем абзаце. Это как в случае с мультиметром: если величина измеряемого напряжения неизвестна начинать измерения с самого высоковольтного диапазона.

    Самое последнее по часовой стрелке положение переключателя чувствительности по вертикали обозначено черным треугольником с надписью «5ДЕЛ». В этом положении на экране возникают прямоугольные импульсы размахом 5 делений, частота импульсов 1 КГц. Назначение этих импульсов – проверка и калибровка осциллографа. В связи с этими импульсами вспоминается несколько комичный случай, который можно рассказать в качестве анекдота.

    Пришел как-то к нам в мастерскую один товарищ и попросил воспользоваться осциллографом для налаживания какой-то самопальной конструкции. После нескольких дней творческих мучений слышим от него такой возглас: «Эх ты, и питание выключил, а импульсы-то какие хорошие!». Оказалось, что по незнанию он просто включил калибровочные импульсы, которые никакими ручками на передней панели не управляются.

    Открытый и закрытый вход

    Непосредственно под переключателем чувствительности находится трехпозиционный переключатель режимов работы, которые часто называют «открытый вход» и «закрытый». В крайнем левом положении этого переключателя возможно измерение постоянного и переменного напряжений с постоянной составляющей.

    В правом положении вход усилителя вертикального отклонения включается через конденсатор, который не пропускает постоянную составляющую, зато можно увидеть переменную, даже если постоянная составляющая находится далеко от 0В.

    В качестве примера использования закрытого входа можно привести такую распространенную практическую задачу, как измерение пульсаций источника питания: выходное напряжение источника 24В, а пульсации не должны превышать 0,25В.

    Если предположить, что напряжение 24В при чувствительности канала вертикального отклонения 5В/дел. займет почти пять делений шкалы (ноль придется устанавливать на самую нижнюю линию вертикальной шкалы), то луч взлетит под самый верх, и пульсации в десятые доли вольта будут практически незаметны.

    Чтобы точно измерить эти пульсации достаточно перевести осциллограф в режим закрытого входа, поместить луч в центр вертикальной шкалы и выбрать чувствительность 0,05 или 0,1В/дел. В таком режиме замер пульсаций будет достаточно точным. Следует заметить, что постоянная составляющая может быть достаточно большой: закрытый вход рассчитан на работу с постоянным напряжением до 300В.

    В среднем положении переключателя измерительный щуп просто ОТКЛЮЧАЕТСЯ от входа усилителя Y, что дает возможность выставить положение луча, не отключая щуп от источника сигнала.

    В некоторых ситуациях это свойство достаточно полезно. Самое интересное, что это положение отмечено на панели осциллографа значком общего провода, земли. Создается впечатление, что измерительный щуп соединяется с общим проводом. И что будет тогда?

    В некоторых моделях осциллографов переключатель режима входа не имеет третьего положения, это просто кнопка или тумблер, переключающий режимы открытый/закрытый вход. Важно, что в любом случае такой переключатель есть.

    Чтобы предварительно оценить работоспособность осциллографа достаточно коснуться пальцем сигнального (иногда говорят горячего) конца измерительного щупа: на экране должна появиться сетевая наводка в виде размытого луча. Если частота развертки близка к частоте сети, появится размытая, рваная и лохматая синусоида. При касании пальцем «земляного» конца наводок на экране, естественно, не будет.

    Вот тут можно вспомнить один из способов проверки конденсаторов на обрыв: если взять в руку исправный конденсатор и коснуться им горячего конца, то на экране появится та же лохматая синусоида. Если конденсатор в обрыве, то никаких изменений на экране не произойдет.

    Управление разверткой

    Переключателем «Время/дел.» устанавливается длительность развертки. При наблюдении периодического сигнала вращением этого переключателя следует добиться, чтобы на экране показывался один или два периода сигнала.

    Ручка синхронизации развертки осциллографа С1-101 обозначена всего одним словом «Уровень». У осциллографа С1-73 дополнительно к этой ручке имеется ручка «стабильность» (некоторая особенность схемы развертки), у некоторых осциллографов эта же ручка называется просто «СИНХР». О пользовании этой ручкой следует рассказать несколько подробней.

    Как добиться устойчивого изображения сигнала

    При подключении к исследуемой цепи на экране чаще всего может появиться картинка, показанная на рисунке 3.

    Для того, чтобы получить устойчивое изображение следует покрутить ручку «Синхронизация», которая на лицевой панели осциллографа С1-101 обозначена как «Уровень». На разных осциллографах почему-то встречаются разные обозначения органов управления, но по сути дела это одна и та же ручка.

    Рисунок 4. Синхронизация изображения

    Чтобы из размытого изображения, показанного на рисунке 19 получить устойчивый сигнал достаточно покрутить ручку «СИНХР.» или в нашем случае «уровень». При вращении против часовой стрелки до знака «минус» на экране появится изображение сигнала, в данном случае синусоиды, показанное на рисунке 20а. Синхронизация начинается по падающему фронту сигнала.

    При вращении той же ручки до знака «плюс» та же самая синусоида будет иметь вид, как на рисунке 4б: развертка запускается по восходящему фронту. Первый период синусоиды начинается чуть выше нулевой линии, это сказывается время запуска развертки.

    Если осциллограф имеет линию задержки, то подобного пропадания не будет. Для синусоиды это, может быть, не особо заметно, а вот при исследовании прямоугольного импульса можно лишиться на изображении всего фронта импульса, что в ряде случаев достаточно важно. Особенно при работе с внешней разверткой.

    Работа с внешней разверткой

    Рядом с регулятором «УРОВЕНЬ» находится тумблер, обозначенный как «ВНЕШ/ВНУТР». В положении «ВНУТР» развертка запускается от исследуемого сигнала. Достаточно на вход Y подать исследуемый сигнал и покрутить ручку «УРОВЕНЬ» как на экране появится устойчивое изображение, как было показано на рисунке 4.

    Если упомянутый тумблер установить в положение «ВНЕШ», то получить устойчивое изображение не удастся никаким вращением ручки «УРОВЕНЬ». Для этого надо подать сигнал, по которому будет синхронизироваться изображение на вход внешней синхронизации. Этот вход расположен на белой пластмассовой панели, расположенной справа от входа Y.

    Там же расположены гнезда выхода пилообразного напряжения развертки (используется для управления различными ГКЧ), выход калибровочного напряжения (может использоваться в качестве генератора импульсов) и гнездо общего провода.

    В качестве примера, где может потребоваться работа с внешней разверткой может послужить схема задержки импульса, показанная на рисунке 5.

    Рисунок 5. Схема задержки импульса на таймере 555

    При подаче на вход устройства положительного импульса выходной импульс появляется с задержкой, определяемой параметрами RC цепочки, время задержки определяется по формуле, показанной на рисунке. Но по формуле значение определяется весьма приблизительно.

    При наличии двухлучевого осциллографа определить время очень просто: достаточно оба сигнала подать на разные входы и измерить время задержки импульса. А если двухлучевого осциллографа в наличии нет? Вот тут-то и придет на помощь режим внешней развертки.

    Первое, что надо сделать это подать входной сигнал схемы (рис. 5) на вход внешней синхронизации и сюда же подключить вход Y. Затем вращением ручки «УРОВЕНЬ» добиться устойчивого изображения входного импульса, как показано на рисунке 5б. При этом должны соблюдаться два условия: тумблер «ВНЕШ/ВНУТР» установлен в положение «ВНЕШ», а исследуемый сигнал д.б. периодическим, а не однократным, как показано на рис.5.

    После этого надо запомнить положение на экране входного сигнала и подать на вход Y выходной сигнал. Остается только подсчитать требуемую задержку по делениям шкалы. Естественно, что это не единственная схема, где может потребоваться определение времени задержки между двумя импульсами, таких схем великое множество.

    В следующей статье будет рассказано про виды исследуемых сигналов и их параметры, а также про то, как проводить различные измерения с помощью осциллографа.

    Кратко об управлении

    Выглядит модель с1-49 так, как на фото:

    Тумблер включения устройства, находится с правой стороны с надписью «Сеть», после перевода тумблера в положение включено должен засветиться индикатор красного света, находящийся над ним.

    Рукоятка «Фокус» изменяет толщину луча — поскольку устройство не снабжено узлом компенсации температуры, и в процессе нагрева осциллографа диаметр изменяется.

    Регулятор с надписью «Яркость» регулирует яркость точки на экране, можно индивидуально подстроить под рабочее окружение.

    «Освещение шкалы», опять же индивидуальный подход к подсветке измерительной сетки, при ярком дневном освещении придется сделать ярче, чтобы рассмотреть сетку.

    Ручка с надписью «Усиление Y», по своей сути грубая регулировка усиления вертикального размаха луча. При измерении сигналов высокого уровня, придется уменьшить уровень чувствительности, для того чтобы он вместился в экране осциллографа. При поиске слабых сигналов, нужно произвести увеличение чувствительности усилителя.

    Ниже расположился тумблер с помощью которого производится подключение на вход измерительной емкости. Это сделано для отсечения постоянного тока от измерения. На усилитель попадает только переменная составляющая сигнала.

    Под ним расположен измерительный входной разъем байонет, под специальный переходник. Прибор снабжается специальными щупами, для проведения измерений, экранированными проводами, с делителем напряжения. Щуп для измерений не вносит искажений в исследуемый сигнал, и воздействие на тестируемое устройство сведено к минимуму. Обычно с осциллографом поставляется несколько видов щупов, под разные виды измерений. Активный щуп — с собственным усилителем. Пассивный без каких либо дополнительных элементов, кроме цепочки согласования, для уменьшения влияния длины кабеля на входной сигнал. И щупы с делителем, в которых отдельным тумблером имеется возможность уменьшить амплитуду напряжения 1:10 ; 1:100 ; 1:1000.

    Ниже байонета расположен выход со встроенного генератора прямоугольных импульсов. С его помощью можно проверить интересующее устройство, а также произвести стартовую калибровку измерителя.

    Под экраном осциллографа расположились регуляторы со шкалой:

    • Переключателем «Усиление» выбирается диапазон напряжений — вольт/деление. Выбирается, сколько вольт поместится в деление измерительной сетки экрана, и визуально можно определить величину напряжения, зная диапазон на переключателе.
    • Второй переключатель со шкалой измеряет длительность импульса. Проще говоря, частоту измерения. Длительность сигнала на одно деление измерительной сетки.
    • Регулятор « Развертка» смещает начало импульса по горизонтали. Им нужно пользоваться для смещения исследуемого сигнала по шкале, в случае, когда начало импульса получается за пределами шкалы.
    • Вход «Х» позволяет применять внешние генераторы для управления горизонтальной разверткой. В том случае, когда встроенного не достаточно, или не стабилен, то есть частота плавает. В таком положении можно наблюдать фигуры Лиссажу. Сложные геометрические узоры.

    Ниже расположены ручки управления синхронизацией:

    • Тумблером «Внутренний — Внешний» происходит выбор, от какого источника будет синхронизироваться развертка. Одновременно с исследуемым сигналом или же от внутреннего.
    • Регулятор «Уровень» изменяет чувствительность, от него зависит, по какому фронту сигнала произойдет запуск развертки, нарастающему или спадающему фронту внешнего сигнала.
    • Тумблер «-/

    » переключает режим одиночный или автоколебательный запуск развертки. Этот режим удобен для исследования цифровых логических устройств, где сигналы следуют не периодично, как в генераторах.

    Ручка подстройки «Стабильность» то же, что синхронизация. С помощью данного резистора производится подстройка синхронизации сигнала с разверткой. Синусоида луча перестает бежать по экрану и застывает статичной картинкой, которую теперь можно изучить детальнее.

    Инструкция по эксплуатации

    Осциллограф перед началом работы нуждается в калибровке. После включения в сеть, необходимо чтобы прибор прогрелся и стабилизировался. Как правило, это занимает 5 минут времени. Регуляторами «усилитель Y» и «Развертка» устанавливается луч по центру экрана. После этого настраиваются яркость и фокус.

    Если измерительным щупом прикоснутся к выходу генератора, то станем наблюдать на экране прямоугольные импульсы частотой 1 кГц и 500 мВ. При положении регулятора «Длительность» в положении 1мс (миллисекунда). Если все в порядке, значит наш прибор готов к работе.

    При измерении сигнала переключатели «Усиление» и «Длительность» устанавливают в крайние левые положения. Усилением поднимают диапазон измерения до явных, максимально различимых сигналов на экране, а регулятором «Длительность» выясняется, какая частота входного сигнала.

    Для справки в 1 кГц (1000 Гц) — 1 мс, 1Гц это 1000 мс.

    Когда сигнал зафиксирован на экране, с помощью измерительной сетки производится измерение напряжения сигнала, периода (частоты). Современный цифровые измерители данную информацию выводят непосредственно на дисплей прибора, и оператор знает о сигнале все: напряжение, длительность, скважность, период. На этом наше краткое объяснение заканчивается. Надеемся, теперь вы знаете, как пользоваться осциллографом и для чего нужен данный измерительный прибор. Напоследок рекомендуем просмотреть предоставленные ниже видео инструкции, на которых показано, как работать с наиболее популярными моделями осциллографов.

    Будет интересно прочитать:

    По распространенности и востребованности осциллограф — следующий по популярности после мультиметра прибор, применяющийся в электрике и радиоэлектронике. По своей сути, это модифицированный вольтметр, посредством которого можно не только произвести замер напряжения, но и подвергнуть анализу его форму, обнаружить неисправности в схеме и определить меры по их устранению. В статье расскажем, как пользоваться осциллографом, рассмотрим принцип работы устройства.

    Устройство и общий принцип работы

    Не рассматривая подробности устройства прибора, которые кроме разработчиков, в принципе, пользователям не нужны, можно обойтись описанием его элементов и их функционального предназначения.

    Современные осциллографы — высокоточные измерительные приборы, позволяющие определить множество параметров сигнала

    Основной элемент осциллографа — дисплей, отображающий импульсы. Экран разделен на прямоугольники, масштаб которых можно задать посредством специальных регуляторов. Отображающиеся на дисплее импульсы подлежат прочтению таким образом. Клетки, размещенные вертикально между нижней и верхней границами импульсов показывают в заданном масштабе напряжение измеренного сигнала. Клетки по горизонтали передают параметры времени. Зная период одного импульсного колебания, можно без проблем вычислить его частоту. Само же отображение сигнала на экране прибора получило название «осциллограмма».

    Производится множество моделей осциллографов, от простых, использующихся в быту, до самых сложных. Простейшие устройства обладают одним каналом, с единственным сигнальным щупом заземления. Приборы более сложные имеют два канала, самые «продвинутые» осциллографы могут иметь до 6 каналов. Количество каналов свидетельствует о способности прибора выполнять анализ соответствующего числа сигналов, проводить их сравнение между собой.

    Совет #1. Если щупы не подсоединены, дисплей осциллографа показывает лишь единственную, проходящую по горизонтали, «нулевую» линию, которая свидетельствует о 0 В на входе прибора.

    При подключении щупа к какому либо источнику питания, линия обязательно покажет имеющееся напряжения, подскочив в соответствии с заданным масштабом на определенное количество клеток. Если щуп подключается к «+», то линия поднимается вверх, а если к «-», то на такое же число клеток вниз. Читайте также статью: → «Осциллограф для ремонта бытовой техники: критерии выбора ».

    Сфера применения осциллографа

    Область использования устройств очень широка. Просмотр поведения сигнала электротока позволяет за короткое время диагностировать и произвести своевременный ремонт любого электрического прибора.

    Посредством осциллографа возможно:

    • определить параметры времени и напряжения сигнала, выполнить расчет частоты;
    • отслеживать изменения формы сигнала и анализировать его природу;
    • выявлять искажения на нужных участках цепи;
    • определять сдвиг фаз;
    • определять отношение шумов к полезному сигналу, выявлять характер шума.

    Для определения всех параметров при помощи мультиметра работа может затянуться на несколько часов, тогда как посредством осциллографа все измерения можно выполнить за несколько минут. Помимо этого, многие неисправности можно определить только при помощи осциллографа. Прибор способен измерять в секунду порядка миллиона измерений, потому даже кратковременные нарушения нормального функционирования оборудования им буду зафиксированы.

    Осциллографы применяются практически во всех сферах деятельности человека, в том числе:

    • в радиоэлектронике;
    • автомобилестроении;
    • судостроении;
    • авиации;
    • ремонтных мастерских различного назначения;
    • быту и хозяйственных целях.

    Как правильно настроить осциллограф?

    Способы усиления сигнала

    Осциллографы любого типа и марки оснащены регулятором сигнала, посредством которого изменяется масштаб выводящегося на экран изображения. Например, если задать масштаб напряжения 1 В на 1 клетку и выстроить экран высотой в 10 клеток, то сигнал, передающий напряжение в 30 В будет не заметен. И в обратном случае — для того, чтобы просмотреть осциллограмму низкого напряжения, требуется увеличение масштаба.

    Совет #2. Для устранения «невидимости» сигнала необходимо выстроить масштаб в соответствии с измеряемыми величинами.

    Принцип работы регулятора развертки

    Принцип работы регулятора развертки аналогичен функции регулятора напряжения, только действия он производит с горизонтальной осью — осью времени, изменяя число миллисекунд, приходящихся на одну клетку. При уменьшении значения развертки имеется возможность более подробного изучения малых участков выведенного на экран сигнала.

    Для анализа цикличности сигнала величину развертки необходимо увеличить. Сигнал на экране «развернется» и теперь появится возможность с его помощью определить значения частоты, типа и других параметров.

    Блок управления параметрами синхронизации

    Осциллограмма выводится на экран до тех пор, пока последний не закончится, после картинка начинается по новой. Так как график показывается с высокой скоростью, то экран показывает изображение в движении либо что-то непонятное. Причина этого достаточно просто: новые линии накладываются на уже показанные старые с неизбежным смещением и по вертикальной, и по горизонтальной оси.

    Для устранения непонятных входных сигналов и служит блок управления параметрами синхронизации. Таким образом, если принять напряжение синхронизации за 0 В при изучении синусоидального сигнала, то его отрисовка будет представлена, начиная именно с этого значения напряжения, а закончится только тогда, когда закончится экран. После этого отрисовка будет повторять прошедший путь только с очередного «нуля», показывая стабильную и ровную картинку. При этом все изменения напряжения станут четкими и сразу заметными.

    В простейшем виде блок синхронизации оснащен двумя регулирующими элементами. Первый из них служит для изменения настроек стартового напряжения, второй — для выбора типа запуска. Посредством второго переключателя имеется возможность задания важнейшего параметра: будет ли картинка начинаться при падении синусоиды до 0 В, либо наоборот, при ее возрастании до нуля. В большинстве типов отечественных осциллографов позиции регуляторов называются «Фронт» и «Спад».

    В моделях более сложного типа имеются и иные параметры синхронизации. Например, прибор может синхронизироваться не подлежащим измерению сигналом, с иными внешними сигналами, а также сигналом, поступающим из электросети. Стабилизация по таким параметрам важна при измерении специфических сигналов, измерять цикличность которых другими способами невозможно. Читайте также статью: → «Способы проверки напряжения в розетке при помощи различных приборов ».

    Какой осциллограф выбрать?

    В наши дни существует огромный выбор моделей и типов осциллографов, но однозначно отдать предпочтение какому-либо прибору невозможно. В первую очередь устройства разделяются на два огромных семейства:

    «Дедушка» современных цифровых осциллографов — советский высокоточный аналоговый прибор С1-99

    Все модели, выпускавшиеся в Советском Союзе (многие из которых «здравствуют» до сих пор), выпущены на базе электронно-лучевой трубки. Их особенностью является более высокая точность измерений по сравнению с цифровыми. Однако, и габариты их, как и всей советской электроники, крайне неудобны: осциллографы обладают значительным весом и габаритами, в связи с чем и мобильность их оставляет желать лучшего.

    Осциллографы цифровые, оснащенные ЖК-экраном, легки и компактны, отличаются большими возможностями в плане настроек. У многих моделей имеется возможность сохранения данных, полученных в результате измерений, а также вывода на экран только того момента, который указывает именно на сбой.

    Помимо этого, осциллографы различны между собой количеством каналов: как правило, большинство моделей имеют их от 1 до 6. Но есть и профессиональные приборы, число каналов у которых значительно выше. В большинстве случаев для проведения несложных измерений вполне хватит и двухканального прибора, но для работы со сложным оборудованием каналов потребуется больше.

    Также выпускаются осциллографы, совмещенные в едином корпусе с другими электроизмерительными приборами. Такая комбинация позволяет эффективно, быстро и с высокой точностью получить множество данных о сигнале.

    Последней разработкой являются компьютерные программы, выполняющие функцию осциллографа. Щуп при этом подключается непосредственно к звуковой карте компьютера. При выполнении нечастых и несложных измерений программное обеспечение «Осциллограф» будет лучшим решением.

    Осциллограф Rocktech 40M 200M, подключенный к ноутбуку, дает гарантию высокой точности измерений

    Анализ марок и производителей осциллографов: цена

    В мире производством осциллографов занимается большое количество компаний, выпускающих приборы различной степени точности, сложности и стоимости. Выбирая прибор, в первую очередь следует ориентироваться на его предназначение и тип измерений, которые будут при помощи него производиться.

    Осциллограф TBS1032B от компании Tektronix — современная и компактная модель

    Обзор наиболее популярных марок осциллографов с указанием их примерной стоимости в нашей стране представлен в таблице.

    Модель осциллографа Производитель Основные характеристики Ориентировочная стоимость, руб
    TBS1032B Tektronix 2 канала х 34 МГц 41000
    4122/2V АКИП 2 канала x 100МГц 47000
    190-062 Fluke портативный

    2 канала x 60МГц

    140000 XDS3102A TS Owon 2кан 100МГц 1Гв/с 12bit Touch Screen WiFi 60000 ОСУ-10A Shanghai MCP аналоговый

    1 канал x 10МГц

    13000

    Часто задаваемые вопросы

    Вопрос №1. При выборе осциллографа какая полоса пропускания считается оптимальной?

    Полоса пропускания прибора должна немного превышать максимальную частоту сигналов, подлежащих измерению. Например: при максимальной частоте сигнала 80 МГц рекомендуется подобрать модель с полосой 100 МГц.

    Вопрос №2. Является ли стоимость осциллографа гарантией более высоких его технических показателей?

    Не всегда. При выборе следует задуматься в первую очередь о том, нужна ли дорогая модель именно для ваших измерений. Ведь многие технические функции и «навороты» могут просто «простаивать» из-за ненадобности.

    Вопрос №3. Прибор больше не может выполнять поставленные задачи в связи с их усложнением. Что делать? Покупать новый?

    Некоторые серии осциллографов от известных производителей позволяют увеличить в будущем полосу пропускания, то есть выполнить апгрейд. Для этого не требуется куда-то отвозить прибор, достаточно просто купить цифровой ключ и ввести код в соответствующем меню.

    Вопрос №4. Иногда случаются настолько кратковременные аномалии, которые осциллограф не может воспроизвести на экране. Как их обнаружить?

    С обнаружением суперкратковременных аномалий отлично справляется функция цифровой подсветки (люминофор), отображающая на экране иным цветом редко происходящие события. Благодаря этому они хорошо видны на экране.

    Вопрос №5. Может ли недорогой прибор, исправно работающий в лабораторных условиях, использоваться для решения более серьезных задач для более сложного оборудования?

    Вряд ли. Цена все же во многом зависит от технических параметров осциллографа. Для решения более сложных задач придется либо апгрейдить имеющийся прибор (если это возможно), либо приобретать новый. Профессиональные осциллографы не могут стоить дешевле 1500 тысяч долларов. Читайте также статью: → «Способы измерения сопротивления заземления, используемые приборы ».

    Пример работы с осциллографом

    Вскоре любой начинающий электронщик, если не бросит свои эксперименты, то дорастет до схем, где нужно отслеживать не просто токи и напряжения, а работу схемы в динамике. Особенно это часто нужно в различных генераторах и импульсных устройствах. Вот тут без осциллографа делать нечего!

    Страшный прибор, да? Куча ручек, каких то кнопочек, да еще экран и ничего не понятно, что тут да зачем. Ничего, сейчас исправим. Сейчас я тебе расскажу как пользоваться осциллографом.

    На самом деле тут все просто — осциллограф, грубо говоря, это всего лишь… вольтметр! Только хитрый, способный показывать изменение формы замеряемого напряжения.

    Как всегда, поясню на отвлеченном примере.

    Представь, что ты стоишь перед железной дорогой, а мимо тебя с бешеной скоростью мчится бесконечный поезд состоящий из совершенно одинаковых вагонов. Если просто на них стоять и смотреть, то ничего кроме размытой фигни ты не увидишь.

    А теперь ставим перед тобой стенку с окошком. И начинаем открывать окошко только тогда, когда очередной вагон будет в том же положении, что и предыдущий. Так как у нас вагоны все одинаковые, то тебе совершенно необязательно видеть один и тот же вагон. В результате картинки разных, но идентичных вагонов будут выскакивать перед твоими глазами в одном и том же положении, а значит картинка как бы остановится. Главное это синхронизировать открытие окошка со скоростью поезда, чтобы при открытии положение вагона не менялось. Если скорость не совпадет, то вагоны будут “двигаться” либо вперед, либо назад со скоростью, зависящую от степени рассинхронизации.

    На этом же принципе построен стробоскоп — девайс, позволяющий разглядывать быстро движущиеся или вращающиеся хреновины. Там тоже шторка быстро-быстро открывается и закрывается.

    Так вот, осциллограф это тот же стробоскоп, только электронный. А показывает он не вагоны, а периодические изменения напряжения. У той же синусоиды, например, каждый следующий период похож на предыдущий, так почему бы не “остановить” его, показывая в один момент времени один период.

    Конструкция осциллографа

    Делается это посредством лучевой трубки, отклоняющей системы и генератора развертки.

    В лучевой трубке пучок электронов попадая на экран заставляет светится люминофор, а пластины отклоняющей системы позволяют гонять этот пучок по всей поверхности экрана. Чем сильней напряжение, приложенное к электродам, тем больше отклоняется пучок. Подавая на пластины Х пилообразное напряжение мы создаем развертку. То есть луч у нас движется слева-направо, а потом резко возвращается обратно и продолжает снова. А на пластины Y мы подаем изучаемое напряжение.

    Принцип работы осциллографа

    Дальше все просто, если начало появления периода пилы (луч в крайне левом положении) и начало периода сигнала совпадают, то за один проход развертки нарисуется один или несколько периодов измеряемого сигнала и картинка как бы остановится. Меняя скорость развертки можно добиться того, что на экране вообще останется только один период — то есть за один период пилы пройдет один период измеряемого сигнала.

    Синхронизация

    Синхронизировать пилу с сигналом можно либо вручную, подстраивая ручкой скорость так, чтобы синусоида остановилась, а можно по уровню. То есть мы указываем при каком уровне напряжения на входе нужно запустить генератор развертки. Как только напряжение на входе превысит уровень, так сразу же запустится генератор развертки и выдаст нам импульс.

    В итоге, генератор развертки выдает пилу только тогда, когда надо. В этом случае синхронизация получается полностью автоматической. При выборе уровня следует учитывать такой фактор, как помехи. Так что если взять слишком низкий уровень, то мелкие иголки помех могут запустить генератор когда не нужно, а если взять уровень слишком большой, то сигнал может под ним пройти и ничего не случится. Но тут проще покрутить ручку самому и сразу же все станет понятно.

    Также сигнал синхронизации можно подать и с внешнего источника.

    Итак, в топку теорию, переходим к практике.

    Показывать буду на примере своего осциллогра фа, спертого когда то давно с оборонного предприятия КБ “Ротор” :). Обычный осциллограф, не шибко навороченный, но надежный и простой как кувалда.

    Яркость, фокус и освещение шкалы думаю не требуют пояснений. Это настройки интерфейса.

    Усилитель У и стрелочки вверх вниз. Эта ручка позволяет гонять изображение сигнала вверх или вниз. Добавляя ему дополнительное смещение. Зачем? Да иногда не хватает размера экрана, чтобы вместить весь сигнал. Приходится его загонять вниз, принимая за ноль не середину, а нижнюю границу.

    Ниже идет тумблер переключающий ввод с прямого, на емкостный. Этот тумблер в том или ином виде есть на всех без исключения осциллографах. Важная вещь! Позволяет подключать сигнал к усилителю либо напрямую, либо через конденсатор. Если подключить напрямую, то пройдет и постоянная составляющая и переменная. А через кондер проходит только переменная.

    Например, надо нам посмотреть на уровень помех блока питания компа. Напряжение там 12 вольт, а величина помех может быть не более 0.3 вольт. На фоне 12 вольт эти жалкие 0.3 вольт будут совсем незаметны. Можно, конечно увеличивать коэффициент усиления по Y, но тогда график вылезет за экран, а смещения по Y не хватит, чтобы увидеть вершину. Тогда нам нужно лишь врубить конденсатор и тогда те 12 вольт постоянки осядут на нем, а в осциллограф пройдет только переменный сигнал, те самые 0.3 вольта помехи. Которые можно усилить и разглядеть в полный рост.

    Далее идет коаксиальный разъем подключения щупа. Каждый щуп содержит в себе сигнал и землю. Землю обычно сажают на минус или на общий провод схемы, а сигнальным тычут по схеме. Осциллограф показывает напряжение на щупе относительно общего провода. Чтобы понять где сигнальный, а где земля достаточно взять за них рукой по очереди. Если возьмешься за общий, то на экране по прежнему будет пульс трупа. А если взяться за сигнальный, то увидишь кучу срача на экране — наводки на твое тело, служащее в данный момент антенной. На некоторых щупах, особенно на современных осциллографах, внутри встроен делитель напряжения 1:10 или 1:100, который позволяет воткнуть осциллограф хоть в розетку, без риска его спалить. Включается и выключается он тумблером на щупе.

    Еще почти на каждом осциллографе есть калибровочный выход. На котором ты всегда можешь найти прямоугольный сигнал частотой 1Кгц и напряжением около полувольта. В зависимости от модели осцила. Используется для проверки работы самого осциллографа, ну иногда и в тестовых целях пригождается ��

    Две здоровенные крутилки Усиление и Длительность

    Усиление служит для масштабирования сигнала по оси Y. Там же показано сколько вольт на деление в итоге покажет.

    Скажем, если у тебя стоит 2 вольта на деление, а сигнал на экране достигает высоты две клеточки размерной сетки, значит амплитуда сигнала равна 4 вольта.

    Длительность определяет частоту развертки. Чем короче интервал, чем больше частота, тем более высокочастотный сигнал ты сможешь разглядеть. Тут клеточки проградуированы уже в милли и микросекундах. Так что по ширине сигнала ты можешь посчитать сколько он клеток, а умножив его на масштаб по оси Х получишь длительность сигнала в секундах. Также можно посчитать длительность одного периода, а зная длительность легко найти частоту сигнала f=1/t

    Верхняя пипка на крутилках позволяет менять масштаб плавно. Обычно у меня она стоит на щелчке, чтобы я всегда четко знал какой у меня масштаб.

    Также там есть вход Х на который можно подать свой сигнал, вместо пилы развертки. Таким образом осциллограф может послужить телевизором или монитором, если собрать схему которая будет формировать изображение. Крутилка с надписью Развертка и стрелочками влево и вправо позволяет гонять график по экрану влево и вправо. Удобно иногда бывает, чтобы подогнать нужный участок под деления сетки.

    Блок синхронизации

    • Ручка уровня — задает уровень от которого будет стартовать генератор пилы.
    • Переключатель со внутренней на внешнюю, позволяет подать на вход синхроимпульсы с внешнего источника.
    • Переключатель с надписью +/- переключает полярность уровня. Есть не на всех осциллографах.
    • Ручка стабильность — позволяет вручную попытаться подобрать скорость синхронизации.

    Быстрый старт

    Итак, включил ты осциллограф. Первое что нужно сделать это замкнуть сигнальный щуп на свой же земляной крокодил. При этом на экране должен появится “Пульс трупа”. Если не появился, то покрути ручки стабилизации и смещений и уровня — возможно он просто спрятался за экран или не запустился из-за недостаточного уровня.

    Как только появилась полоса, то выстави крутилками смещения её на ноль. Если у тебя аналоговый осциллограф, особенно если древний, то дай ему прогреться. У моего после включения ноль плавает еще минут пятнадцать.

    Дальше выстави предел измерений по напряжению. Бери с запасом, если что уменьшишь. Теперь если земляной провод осциллографа приложишь к минусу батарейки, а сигнальный к плюсу, то увидишь как график скакнет на полтора вольта. Кстати, старые осциллографы зачастую начинают подбирать, поэтому по эталонному источнику напряжения полезно посмотреть насколько точно он отображает напряжение.

    Выбор осциллографа

    Если ты только начал, то тебе подойдет любой. Крайне желательно если он будет двухканальным. То есть у него будет два щупа и две крутилки Усиления, для первого и второго канала, что позволяет одновременно получить два графика.

    Вторым по важности критерием осциллографа является частота. Максимальная частота сигнала которую он может уловить. Мне пока хватало 1МГц на большее не замахивался. Те осциллографы, что продаются в магазинах уже имеют частоту от 10МГц и выше. Самый дешевый осциллограф который я видел стоил 5 тысяч рублей — ОСУ-10. Двухканальный стоит уже 10 тысяч, ну а я нацелился взял себе цифровой RIGOL DS1042CD за килобакс. Разные запросы — разные игрушки. Но, повторюсь, для начала хватит и 1МГц, и хватит надолго. Так что найди себе хоть какой нибудь осциллограф. А там поймешь что тебе надо.

    Каждый электрик должен знать:  Как соединять провода и кабели разного сечения
    Добавить комментарий