Λαμβάνοντας μέτρηση παλμογράφου

Ο ψηφιακός παλμογράφος είναι, φυσικά, πολύ πιο τέλειος από ένα συμβατικό ηλεκτρονικό, σας επιτρέπει να θυμάστε κυματομορφές, να συνδεθείτε με έναν προσωπικό υπολογιστή, να έχετε μαθηματική επεξεργασία των αποτελεσμάτων, δείκτες οθόνης και πολλά άλλα. Αλλά με όλα τα πλεονεκτήματα, αυτές οι συσκευές νέας γενιάς έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα - αυτή είναι μια υψηλή τιμή.

Είναι αυτή που κάνει τον ψηφιακό παλμογράφο ασύγκριτο για ερασιτεχνικούς σκοπούς, παρόλο που υπάρχουν "τσέπη" παλμογράφοι αξίας μόνο μερικών χιλιάδων ρούβλι, που πωλούνται στο Aliexpress, αλλά δεν είναι ιδιαίτερα βολικό να χρησιμοποιηθούν. Λοιπόν, απλώς ένα ενδιαφέρον παιχνίδι. Επομένως, ενώ θα μιλήσουμε για μετρήσεις χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρονικό παλμογράφο.

Σχετικά με το θέμα της επιλογής ενός παλμογράφου για χρήση σε ένα εργαστήριο στο σπίτι στο Διαδίκτυο, μπορείτε να βρείτε αρκετό αριθμό φόρουμ. Χωρίς να αρνείται τα πλεονεκτήματα των ψηφιακών παλμογράφοι, συνιστάται σε πολλά φόρουμ να επιλέξουν απλούς, μικρού μεγέθους και αξιόπιστους εγχώριους παλμογράφοι C1-73 και C1-101 και παρόμοιοι, τους οποίους συναντήσαμε προηγουμένως αυτό το άρθρο.

Σε μια αρκετά προσιτή τιμή, αυτές οι συσκευές θα σας επιτρέψουν να εκτελέσετε τα περισσότερα ραδιοερασιτεχνικά καθήκοντα. Εν τω μεταξύ, ας εξοικειωθούμε με τις γενικές αρχές των μετρήσεων χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο.

Σχήμα 1. Παλμογράφος S1-73

Τι μετράει ένας παλμογράφος

Το μετρηθέν σήμα τροφοδοτείται στην είσοδο του κατακόρυφου καναλιού εκτροπής Υ, το οποίο έχει μεγάλη αντίσταση εισόδου, συνήθως 1ΜΩ, και μικρή χωρητικότητα εισόδου, όχι μεγαλύτερη από 40pF, η οποία επιτρέπει την εισαγωγή ελάχιστης παραμόρφωσης στο μετρηθέν σήμα. Αυτές οι παράμετροι εμφανίζονται συχνά δίπλα στην είσοδο του κάθετου καναλιού εκτροπής.

Σχήμα 2. Ψηφιοσκόπιο C1-101

Η υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου είναι χαρακτηριστική των βολτόμετρων, οπότε είναι ασφαλές να πούμε ότι ο παλμογράφος μετρά τάση. Η χρήση εξωτερικών διαχωριστικών εισόδου σας επιτρέπει να μειώσετε την χωρητικότητα εισόδου και να αυξήσετε την αντίσταση εισόδου. Μειώνει επίσης την επίδραση του παλμογράφου στο υπό εξέταση σήμα.

Πρέπει να θυμόμαστε ότι υπάρχουν ειδικοί παλμογράφοι υψηλής συχνότητας, των οποίων η σύνθετη αντίσταση εισόδου είναι μόνο 50 Ohm. Στην ερασιτεχνική ραδιοφωνική πρακτική, τέτοιες συσκευές δεν βρίσκουν εφαρμογή. Ως εκ τούτου, θα επικεντρωθούμε περαιτέρω συμβατικούς γενικούς παλμογράφους.

Εύρος ζώνης καναλιού Y

Ο παλμογράφος μετρά τις τάσεις σε ένα πολύ ευρύ φάσμα: από τάσεις DC σε τάσεις αρκετά υψηλής συχνότητας. Η ταλάντωση της τάσης μπορεί να είναι αρκετά διαφορετική, από δεκάδες millivolts έως δεκάδες volts, και όταν χρησιμοποιείτε εξωτερικούς διαιρέτες μέχρι αρκετές εκατοντάδες βολτ.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το εύρος ζώνης του καναλιού της κάθετης απόκλισης Y db όχι λιγότερο από 5 φορές υψηλότερη από τη συχνότητα του προς μέτρηση σήματος. Δηλαδή, ο ενισχυτής της κάθετης απόκλισης πρέπει να περάσει τουλάχιστον την πέμπτη αρμονική του υπό μελέτη σήματος. Αυτό απαιτείται ιδιαίτερα όταν μελετάτε ορθογώνια παλμούς που περιέχουν πολλές αρμονικές, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3. Μόνο σε αυτή την περίπτωση, λαμβάνεται μια εικόνα με ελάχιστη παραμόρφωση στην οθόνη.

Σχήμα 3. Σύνθεση ορθογώνιου σήματος από αρμονικά συστατικά

Εκτός από τη θεμελιώδη συχνότητα, το σχήμα 3 δείχνει την τρίτη και την έβδομη αρμονική. Καθώς ο αριθμός αρμονικών αυξάνεται, η συχνότητά του αυξάνεται: η συχνότητα της τρίτης αρμονικής είναι τριπλάσια από τη θεμελιώδη, η πέμπτη αρμονική είναι πέντε φορές, η έβδομη είναι επτά, κλπ. Συνεπώς, το εύρος των υψηλότερων αρμονικών μειώνεται: όσο υψηλότερος είναι ο αρμονικός αριθμός, τόσο μικρότερο είναι το πλάτος του. Μόνο εάν ο ενισχυτής του κάθετου καναλιού χωρίς μεγάλη εξασθένηση μπορεί να χάσει τις υψηλότερες αρμονικές, η εικόνα του παλμού θα είναι ορθογώνια.

Το σχήμα 4 δείχνει την κυματομορφή μαιάνδρου με ανεπαρκές εύρος ζώνης καναλιού Υ.

Σχήμα 4

Ο μαιάνδρας με συχνότητα 500 KHz φαίνεται κάτι τέτοιο στην οθόνη ενός παλμογράφου OMSh-3M με εύρος ζώνης 0 ... 25 KHz. Σαν ορθογώνιοι παλμοί περνούσαν μέσω ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος RC. Ένας τέτοιος παλμογράφος παρήχθη από τη σοβιετική βιομηχανία για εργαστηριακή εργασία σε μαθήματα φυσικής στα σχολεία. Ακόμη και η τάση τροφοδοσίας αυτής της συσκευής για λόγους ασφαλείας δεν ήταν 220, αλλά μόνο 42V. Είναι απολύτως προφανές ότι ένας παλμογράφος με ένα τέτοιο εύρος ζώνης θα επιτρέπει την παρακολούθηση ενός σήματος με συχνότητες όχι μεγαλύτερες από 5 kHz χωρίς σχεδόν καμία παραμόρφωση.

Για ένα συμβατικό γενικό παλμογράφο, το εύρος ζώνης είναι συχνότερα 5 MHz. Ακόμη και με μια τέτοια μπάντα, μπορείτε να δείτε ένα σήμα μέχρι 10 MHz και μεγαλύτερο, αλλά η εικόνα που λαμβάνετε στην οθόνη σας επιτρέπει να κρίνετε μόνο την παρουσία ή την απουσία αυτού του σήματος. Θα είναι δύσκολο να πούμε τίποτα για το σχήμα του, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις το σχήμα δεν είναι τόσο σημαντικό: για παράδειγμα, υπάρχει μια γεννήτρια ημιτονοειδούς κύματος και αρκεί μόνο να βεβαιωθείτε ότι υπάρχει αυτό το ημιτονοειδές κύμα ή όχι. Ακριβώς μια τέτοια κατάσταση φαίνεται στο Σχήμα 4.

Τα σύγχρονα συστήματα υπολογιστών και οι γραμμές επικοινωνίας λειτουργούν σε πολύ υψηλές συχνότητες, της τάξης των εκατοντάδων μεγαχάρτς. Για να δει κανείς τέτοια σήματα υψηλής συχνότητας, το εύρος ζώνης του παλμογράφου πρέπει να είναι τουλάχιστον 500 MHz. Μια τέτοια ευρεία μπάντα πραγματικά "επεκτείνει" την τιμή του παλμογράφου.

Ένα παράδειγμα είναι ο ψηφιακός παλμογράφο U1610A, που δεν φαίνεται στο σχήμα 5. Το εύρος ζώνης του είναι 100 MHz και η τιμή είναι σχεδόν 200.000 ρούβλια. Συμφωνώ, δεν έχουν όλοι την οικονομική δυνατότητα να αγοράσουν μια τέτοια δαπανηρή συσκευή.

Σχήμα 5

Αφήστε τον αναγνώστη να μη θεωρήσει αυτή την εικόνα ως διαφήμιση, δεδομένου ότι όλες οι συντεταγμένες του πωλητή δεν είναι ζωγραφισμένες: οποιοδήποτε παρόμοιο στιγμιότυπο οθόνης θα μπορούσε να εμφανιστεί στη θέση αυτής της εικόνας.

Τύποι μελετημένων σημάτων και παραμέτρων τους

Ο συνηθέστερος τύπος ταλάντωσης στη φύση και την τεχνολογία είναι ένα ημιτονοειδές. Αυτή είναι η ίδια μακρόχρονη συνάρτηση Y = sinX, η οποία πραγματοποιήθηκε στο σχολείο στα μαθήματα τριγωνομετρίας. Πολλές ηλεκτρικές και μηχανικές διεργασίες έχουν ημιτονοειδή μορφή, αν και συχνά χρησιμοποιούνται άλλες μορφές σημάτων στην ηλεκτρονική τεχνολογία. Μερικά από αυτά φαίνονται στο Σχήμα 6.

Σχήμα 6. Μορφές ηλεκτρικών δονήσεων

Περιοδικά σήματα. Χαρακτηριστικά σήματος

Ένας γενικός ηλεκτρονικός παλμογράφος σας επιτρέπει να μελετάτε με ακρίβεια περιοδικά σήματα. Αν στην είσοδο Y στέλνετε ένα πραγματικό ηχητικό σήμα, για παράδειγμα, ένα μουσικό φωνογράφημα, τότε τυχαία αναβοσβήνει τυχαία στις οθόνες. Φυσικά, είναι αδύνατο να διερευνηθεί λεπτομερώς ένα τέτοιο σήμα. Σε αυτή την περίπτωση, θα σας βοηθήσει η χρήση ψηφιακού παλμογράφου αποθήκευσης, κάτι που σας επιτρέπει να αποθηκεύσετε την κυματομορφή.

Οι ταλαντώσεις που παρουσιάζονται στο σχήμα 6 είναι περιοδικές, επαναλαμβανόμενες μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα Τ. Αυτό μπορεί να εξετασθεί λεπτομερέστερα στο σχήμα 7.

Σχήμα 7. Περιοδικές διακυμάνσεις

Οι ταλαντώσεις απεικονίζονται σε ένα δισδιάστατο σύστημα συντεταγμένων: η τάση μετριέται κατά μήκος του άξονα των τεταγμένων και μετράται ο χρόνος κατά μήκος του άξονα των τετμημένων. Η τάση μετριέται σε volts, ώρα σε δευτερόλεπτα. Για ηλεκτρικούς κραδασμούς, ο χρόνος μετράται συχνά σε χιλιοστά του δευτερολέπτου ή σε μικροδευτερόλεπτα.

Εκτός από τα συστατικά Χ και Υ, η κυματομορφή περιέχει επίσης συστατικό Ζ - ένταση ή απλά φωτεινότητα (σχήμα 8). Είναι αυτή που γυρίζει τη δέσμη για το χρόνο της μπροστινής δέσμης και σβήνει για το χρόνο της διαδρομής επιστροφής. Ορισμένοι παλμογράφοι έχουν μια είσοδο για τον έλεγχο της φωτεινότητας, η οποία ονομάζεται είσοδος Z. Εάν εφαρμόσετε μια τάση παλμού από μια γεννήτρια αναφοράς σε αυτή την είσοδο, μπορείτε να δείτε τις ετικέτες συχνότητας στην οθόνη. Αυτό σας επιτρέπει να μετρήσετε με μεγαλύτερη ακρίβεια τη διάρκεια του σήματος κατά μήκος του άξονα Χ.

Εικόνα 8. Τρία στοιχεία του διερευνηθέντος σήματος

Οι σύγχρονοι παλμογράφοι έχουν, κατά κανόνα, χρονικά διαβαθμισμένα σκουπίδια που επιτρέπουν ακριβή χρονισμό. Επομένως, η χρήση μιας εξωτερικής γεννήτριας για τη δημιουργία ετικετών δεν είναι πρακτικά απαραίτητη.

Στην κορυφή του Σχήματος 7 είναι ένα ημιτονοειδές κύμα. Είναι εύκολο να δούμε ότι αρχίζει από την αρχή του συστήματος συντεταγμένων. Κατά τη διάρκεια του χρόνου T (περίοδος), εκτελείται μία πλήρης ταλάντωση. Τότε όλα επαναλαμβάνονται, την επόμενη περίοδο. Αυτά τα σήματα καλούνται περιοδικά.

Τα ορθογώνια σήματα εμφανίζονται κάτω από το ημιτονοειδές κύμα: μαιάνδρος και ορθογώνιος παλμός. Είναι επίσης περιοδικά με την περίοδο Τ. Η διάρκεια παλμού δηλώνεται ως τ (tau). Στην περίπτωση μαιάνδρου, η διάρκεια του παλμού τ είναι ίση με τη διάρκεια παύσης μεταξύ των παλμών, μόλις το ήμισυ της περιόδου Τ. Επομένως, ο μαιάνδρος είναι μια ειδική περίπτωση ενός τετραγωνικού κύματος.

Δασμός και δασμός

Για τον χαρακτηρισμό ορθογωνικών παλμών χρησιμοποιείται μια παράμετρος που ονομάζεται κύκλος λειτουργίας. Αυτός είναι ο λόγος της περιόδου επανάληψης παλμών Τ προς τη διάρκεια παλμού τ. Για το μαιάνδρος, ο κύκλος λειτουργίας είναι ίσος με δύο, - η τιμή είναι αδιάστατη: S = T / τ.

Στην αγγλική ορολογία, το ακριβώς αντίθετο είναι αλήθεια. Εκεί οι παλμοί χαρακτηρίζονται από τον κύκλο λειτουργίας, τον λόγο της διάρκειας του παλμού ως την περίοδο του κύκλου εργασίας: D = τ / Τ. Ο συντελεστής πληρώσεως εκφράζεται σε %%. Έτσι, για το μαιάνδρος, D = 50%. Αποδεικνύεται ότι ο D = 1 / S, ο κύκλος λειτουργίας και ο κύκλος λειτουργίας είναι αμοιβαία αντίστροφοι, αν και χαρακτηρίζουν την ίδια παράμετρο παλμού. Η κυματομορφή του μαιάνδρου παρουσιάζεται στο Σχήμα 9.

Σχήμα 9. Κυματομορφή του μαιάνδρου D = 50%

Εδώ, η είσοδος του παλμογράφου συνδέεται με την έξοδο της λειτουργικής γεννήτριας, η οποία εμφανίζεται αμέσως στην κάτω γωνία του σχήματος. Και εδώ ένας προσεκτικός αναγνώστης μπορεί να θέσει μια ερώτηση: "Το πλάτος του σήματος εξόδου από τη γεννήτρια 1V, η ευαισθησία της εισόδου του παλμογράφου είναι 1V / div. Και στην οθόνη εμφανίζονται ορθογώνιοι παλμοί μεγέθους 2V. Γιατί;

Το γεγονός είναι ότι η λειτουργική γεννήτρια παράγει διπολικά ορθογώνια παλμούς σε σχέση με το επίπεδο 0V, περίπου το ίδιο με ένα ημιτονοειδές, με θετικά και αρνητικά πλάτη. Συνεπώς, παρατηρούνται παλμοί με εύρος ± 1V στην οθόνη παλμογράφου. Στο παρακάτω σχήμα, αλλάζουμε τον κύκλο λειτουργίας, για παράδειγμα, στο 10%.

Σχήμα 10. Ορθογωνική ορμή D = 10%

Είναι εύκολο να δείτε ότι η περίοδος επανάληψης παλμών είναι 10 κελιά, ενώ η διάρκεια του παλμού είναι μόνο ένα κύτταρο. Επομένως, D = 1/10 = 0,1 ή 10%, όπως φαίνεται από τις ρυθμίσεις της γεννήτριας. Εάν χρησιμοποιείτε τον τύπο για τον υπολογισμό του κύκλου εργασίας, παίρνετε S = T / τ = 10/1 = 1 - η τιμή είναι αδιάστατη. Εδώ μπορούμε να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι ο κύκλος λειτουργίας χαρακτηρίζει την ώθηση σαφέστερα από τον κύκλο λειτουργίας.

Στην πραγματικότητα, το ίδιο το σήμα παραμένει το ίδιο όπως στο σχήμα 9: ένας ορθογώνιος παλμός πλάτους 1 V και συχνότητας 100 Hz. Μόνο ο παράγοντας πλήρωσης ή ο κύκλος εργασιών αλλάζει, είναι σαν κάποιος πιο εξοικειωμένος και βολικός. Για την ευκολία παρατήρησης στο Σχήμα 10, η διάρκεια σάρωσης μειώνεται κατά το ήμισυ σε σύγκριση με το Σχήμα 9 και είναι 1ms / div. Επομένως, η περίοδος σήματος διαρκεί 10 κελιά στην οθόνη, πράγμα που καθιστά αρκετά εύκολο να επιβεβαιωθεί ότι ο κύκλος λειτουργίας είναι 10%. Όταν χρησιμοποιείτε έναν πραγματικό παλμογράφο, η διάρκεια σάρωσης επιλέγεται περίπου η ίδια.

Ορθογώνια μέτρηση τάσης παλμού

Όπως αναφέρθηκε στην αρχή του άρθρου, ο παλμογράφος μετρά την τάση, δηλ. δυνητική διαφορά μεταξύ δύο σημείων. Τυπικά, λαμβάνονται μετρήσεις σε σχέση με ένα κοινό καλώδιο, το έδαφος (μηδέν βολτ), αν και αυτό δεν είναι απαραίτητο. Κατ 'αρχήν, είναι δυνατή η μέτρηση από τις ελάχιστες έως τις μέγιστες τιμές σήματος (τιμή κορυφής, κορυφή-κορυφή). Σε κάθε περίπτωση, τα βήματα μέτρησης είναι αρκετά απλά.

Οι ορθογώνιοι παλμοί είναι συνήθως μονοπολικοί, κάτι που είναι χαρακτηριστικό της ψηφιακής τεχνολογίας. Ο τρόπος μέτρησης της τάσης ενός ορθογώνιου παλμού φαίνεται στο σχήμα 11.

Εικόνα 11. Μέτρηση του πλάτους ενός ορθογώνιου παλμού

Αν η ευαισθησία του καναλιού κάθετης απόκλισης είναι 1V / div, τότε αποδεικνύεται ότι ο αριθμός δείχνει παλμό με τάση 5.5V. Με ευαισθησία 0.1V / div. Η τάση θα είναι μόνο 0.5V, αν και στην οθόνη και οι δύο παλμοί φαίνονται ακριβώς οι ίδιοι.

Τι άλλο μπορεί να δει σε μια ορθογώνια ώθηση

Οι ορθογώνιοι παλμοί που φαίνονται στα Σχήματα 9, 10 είναι απλά ιδανικοί επειδή συντίθενται από το Electronics WorkBench. Και η συχνότητα των παλμών είναι μόνο 100 Hz, επομένως, δεν μπορούν να προκύψουν προβλήματα με την "τετραγωνική διατομή" της εικόνας. Σε μια πραγματική συσκευή, με υψηλό ρυθμό επανάληψης, οι παλμοί είναι κάπως αλλοιωμένοι, πρώτα απ 'όλα, διάφορες διαταραχές και εκρήξεις εμφανίζονται λόγω της επαγωγής εγκατάστασης, όπως φαίνεται στο σχήμα 12.

Εικόνα 12. Πραγματική ορθογώνια ώθηση

Εάν δεν δίνετε προσοχή σε τέτοιες "μικρές", τότε η ορθογώνια ώθηση μοιάζει με αυτή που φαίνεται στο σχήμα 13.

Εικόνα 13. Παράμετροι ενός ορθογώνιου παλμού

Το σχήμα δείχνει ότι τα εμπρόσθια και τα τελικά άκρα του παλμού δεν εμφανίζονται αμέσως, αλλά έχουν κάποιους χρόνους ανόδου και πτώσης και είναι κάπως κεκλιμένα σε σχέση με την κάθετη γραμμή. Αυτή η κλίση οφείλεται στις ιδιότητες συχνότητας των μικροκυκλωμάτων και των τρανζίστορ: όσο υψηλότερο είναι το τρανζίστορ συχνότητας, τόσο λιγότερα «μέτωπα» των παλμών. Επομένως, η διάρκεια των παλμών προσδιορίζεται από το επίπεδο του 50% της πλήρους περιοχής.

Για τον ίδιο λόγο, το εύρος του παλμού καθορίζεται από το επίπεδο 10-90%. Η διάρκεια του παλμού, καθώς και η τάση, προσδιορίζεται πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των διαιρέσεων της οριζόντιας κλίμακας με την τιμή διαίρεσης, όπως φαίνεται στο σχήμα 14.

Εικόνα 14.

Το σχήμα δείχνει μία περίοδο ορθογώνιου παλμού, ελαφρώς διαφορετική από τον μαιάνδα: η διάρκεια ενός θετικού παλμού είναι 3,5 τμήματα της οριζόντιας κλίμακας και η διάρκεια παύσης είναι 3,8 διαιρέσεις. Η περίοδος επανάληψης παλμών είναι 7,3 διαιρέσεις. Μια τέτοια εικόνα μπορεί να ανήκει σε αρκετούς διαφορετικούς παλμούς με διαφορετικές συχνότητες. Όλα εξαρτώνται από τη διάρκεια της σάρωσης.

Υποθέστε διάρκεια σάρωσης 1ms / div. Στη συνέχεια, η περίοδος επανάληψης παλμού είναι 7,3 * 1 = 7,3ms, που αντιστοιχεί στη συχνότητα F = 1 / T = 1 / 7.3 = 0.1428KHz ή 143 Hz. Εάν η διάρκεια σάρωσης είναι 1 μs / div, τότε η συχνότητα θα είναι χίλιες φορές υψηλότερη, δηλαδή 143KHZ.

Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα στο σχήμα 14, δεν είναι δύσκολο να υπολογιστεί ο κύκλος λειτουργίας του παλμού: S = T / τ = 7.3 / 3.5 = 2.0857, φαίνεται σχεδόν σαν μαιάνδρος. Κύκλος λειτουργίας κύκλου λειτουργίας D = τ / Τ = 3,5 / 7,3 = 0,479 ή 47,9%. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτές οι παράμετροι δεν εξαρτώνται σε καμία περίπτωση από τη συχνότητα: ο κύκλος λειτουργίας και ο κύκλος λειτουργίας υπολογίστηκαν απλά με διαίρεση στην κυματομορφή.

Με ορθογώνια ώθηση, όλα φαίνονται σαφή και απλά. Αλλά ξεχάσαμε εντελώς το ημιτονοειδές κύμα. Στην πραγματικότητα, το ίδιο πράγμα υπάρχει: μπορείτε να μετρήσετε τις τάσεις και τις παραμέτρους του χρόνου. Μια περίοδο ημιτονοειδούς κύματος φαίνεται στο σχήμα 15.

Εικόνα 15. Παράμετροι κυματοειδούς κύματος

Προφανώς, για το ημιτονοειδές που φαίνεται στο σχήμα, η ευαισθησία του κάθετου καναλιού εκτροπής είναι 0,5 V / div. Οι υπόλοιπες παράμετροι μπορούν εύκολα να προσδιοριστούν πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των διαιρέσεων κατά 0,5V / div.

Το ημιτονοειδές κύμα μπορεί να είναι άλλο, το οποίο θα πρέπει να μετρηθεί με ευαισθησία, για παράδειγμα, 5V / div. Στη συνέχεια αντί για 1V παίρνετε 10V. Ωστόσο, στην οθόνη, η εικόνα και των δύο ημιτονοειδών φαίνεται ακριβώς η ίδια.

Ο συγχρονισμός του εμφανιζόμενου ημιτονοειδούς δεν είναι γνωστός. Αν υποθέσουμε ότι η διάρκεια σάρωσης είναι 5ms / div, η περίοδος θα είναι 20ms, η οποία αντιστοιχεί σε συχνότητα 50Hz. Οι αριθμοί σε μοίρες στον χρονικό άξονα υποδεικνύουν τη φάση του ημιτονοειδούς, αν και αυτό δεν είναι ιδιαίτερα σημαντικό για ένα μόνο ημιτονοειδές. Πιο συχνά είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η μετατόπιση φάσης (απευθείας σε χιλιοστά του δευτερολέπτου ή σε μικροδευτερόλεπτα) τουλάχιστον μεταξύ δύο σημάτων. Αυτό γίνεται καλύτερα με ένα παλμογράφο με δύο ακτίνες. Ο τρόπος με τον οποίο θα γίνει αυτό θα εμφανιστεί παρακάτω.

Πώς να μετρήσετε το ρεύμα με έναν παλμογράφο

Σε ορισμένες περιπτώσεις, απαιτείται μέτρηση του μεγέθους και του σχήματος του ρεύματος. Για παράδειγμα, το εναλλασσόμενο ρεύμα που ρέει μέσω ενός πυκνωτή είναι μπροστά από την τάση κατά ¼ περιόδου. Στη συνέχεια, ένας αγωγός με μικρή αντίσταση (δέκατα ενός Ohm) περιλαμβάνεται στο ανοικτό κύκλωμα. Η αντίσταση αυτή δεν επηρεάζει τη λειτουργία του κυκλώματος. Η πτώση τάσης σε αυτή την αντίσταση θα δείξει το σχήμα και το μέγεθος του ρεύματος που ρέει μέσω του πυκνωτή.

Ένα παρόμοιο μετρητή μέτρησης είναι διατεταγμένο περίπου με τον ίδιο τρόπο, το οποίο θα περιλαμβάνεται στη θραύση του ηλεκτρικού κυκλώματος. Στην περίπτωση αυτή, η αντίσταση μέτρησης βρίσκεται μέσα στο ίδιο το αμπερόμετρο.

Το κύκλωμα για τη μέτρηση του ρεύματος μέσω του πυκνωτή φαίνεται στο σχήμα 16.

Εικόνα 16. Τρέχουσα μέτρηση μέσω πυκνωτή

Μία ημιτονοειδής τάση 50 Hz με πλάτος 220 V από τη γεννήτρια XFG1 (κόκκινη δέσμη στην οθόνη παλμογράφου) τροφοδοτείται στο σειριακό κύκλωμα από τον πυκνωτή C1 και την αντίσταση μέτρησης R1. Η πτώση τάσης σε αυτή την αντίσταση θα δείξει το σχήμα, τη φάση και το μέγεθος του ρεύματος μέσω του πυκνωτή (μπλε δέσμη). Το πώς φαίνεται στην οθόνη του παλμογράφου φαίνεται στο σχήμα 17.

Σχήμα 17. Το ρεύμα μέσω του πυκνωτή βρίσκεται μπροστά από την τάση κατά ¼ περιόδου

Σε συχνότητα ημιτονοειδούς κύματος 50 Hz και χρόνο σάρωσης 5 ms / Div, μία περίοδο ημιτονοειδούς κύματος διαρκεί 4 διαχωριστικά κατά μήκος του άξονα Χ, πράγμα που είναι πολύ βολικό για παρατήρηση. Είναι εύκολο να δούμε ότι η μπλε ακτίνα είναι μπροστά από τον κόκκινο ακριβώς με 1 διαίρεση κατά μήκος του άξονα Χ, που αντιστοιχεί σε ¼ περίοδο. Με άλλα λόγια, το ρεύμα μέσω του πυκνωτή βρίσκεται μπροστά από την τάση φάσης, η οποία είναι πλήρως συνεπής με τη θεωρία.

Για να υπολογίσετε το ρεύμα μέσω του πυκνωτή, αρκεί να χρησιμοποιήσετε τον νόμο του Ohm: I = U / R. Όταν η αντίσταση της αντίστασης μέτρησης είναι 0,1 Ohm, η πτώση τάσης απέναντι είναι 7 mV. Αυτή είναι η τιμή πλάτους. Στη συνέχεια, το μέγιστο ρεύμα μέσω του πυκνωτή θα είναι 7 / 0,1 = 70mA.

Η μέτρηση της μορφής του ρεύματος μέσω του πυκνωτή δεν είναι κάτι πολύ επείγον, όλα είναι καθαρά και χωρίς μετρήσεις. Αντί ενός πυκνωτή, μπορεί να υπάρξει οποιοδήποτε φορτίο: επαγωγέα, τύλιγμα κινητήρα, στάδιο ενισχυτή τρανζίστορ και πολλά άλλα. Είναι σημαντικό ότι αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη του ρεύματος, το οποίο σε ορισμένες περιπτώσεις διαφέρει σημαντικά σε μορφή από την τάση.

Μπόρις Αλαντίσκιν