¿Por qué necesito un osciloscopio?

Tarde o temprano, cualquier ingeniero electrónico novato, si no abandona sus experimentos, se convertirá en circuitos donde necesita monitorear no solo las corrientes y los voltajes, sino también el funcionamiento del circuito en dinámica. Esto es especialmente necesario en varios generadores y dispositivos de pulso. ¡No hay nada que hacer sin un osciloscopio!

Dispositivo de miedo, ¿eh? Un montón de bolígrafos, algunos botones e incluso la pantalla y la nifiga no tienen claro qué hay aquí y por qué. Nada, lo arreglaremos ahora. Ahora te diré cómo usar el osciloscopio.

De hecho, todo es simple aquí: el osciloscopio, en términos generales, es solo ... voltímetro! Solo astuto, capaz de mostrar un cambio en la forma del voltaje medido.

Como siempre, explicaré con un ejemplo abstracto

Imagine que está parado frente a un ferrocarril, y un tren interminable que consta de exactamente los mismos vagones pasa rápidamente a una velocidad frenética. Si solo te paras y los miras, entonces no verás nada más que basura borrosa.

Y ahora ponemos frente a ti una pared con una ventana. Y comenzamos a abrir la ventana solo cuando el próximo automóvil está en la misma posición que el anterior. Como tenemos los mismos vagones, es completamente opcional que veas el mismo vagón. Como resultado, aparecerán imágenes de autos diferentes pero idénticos frente a sus ojos en la misma posición, lo que significa que la imagen se detendrá por así decirlo. Lo principal es sincronizar la apertura de la ventana con la velocidad del tren, para que al abrir la posición del automóvil no cambie. Si la velocidad no coincide, entonces los autos se "moverán" hacia adelante o hacia atrás con una velocidad que depende del grado de desincronización.

Basado en el mismo principio luz estroboscópica - un dispositivo que le permite examinar el rábano picante rápido o giratorio. Allí, también, la cortina se abre y cierra rápida y rápidamente.

Entonces, el osciloscopio es el mismo estroboscopio, solo electrónico. Y no muestra autos, sino cambios periódicos en el voltaje. Para el mismo sinusoide, por ejemplo, cada período posterior es similar al anterior, entonces, ¿por qué no "detenerlo", mostrando un período a la vez.

Diseño de osciloscopio

Esto se hace a través de tubo de rayosSistema de desviación y generador de barrido.

En un tubo de haz, un haz de electrones que cae sobre la pantalla hace que el fósforo brille, y las placas del sistema de desviación permiten que este haz sea perseguido por toda la superficie de la pantalla. Cuanto más fuerte es el voltaje aplicado a los electrodos, más se desvía el haz. Alimentando en una placa X voltaje de diente de sierra nos crear un escaneo. Es decir, el rayo se mueve de izquierda a derecha, y luego regresa abruptamente y continúa nuevamente. Y en la placa Y aplicamos el voltaje estudiado.

El principio de funcionamiento del osciloscopio.

Entonces todo es simple, si el comienzo de la aparición del período de la sierra (el haz está en la posición extrema izquierda) y el comienzo del período de la señal coinciden, entonces, en una pasada del barrido, se dibujan uno o varios períodos de la señal medida y la imagen parece detenerse. Al cambiar la velocidad de barrido, es posible lograr que solo un período permanezca en la pantalla, es decir, un período de la señal medida pasará en un período de sierra.

Sincronización

Puede sincronizar la sierra con la señal manualmente, ajustando la perilla de velocidad para que la onda sinusoidal se detenga, y posible por nivel. Es decir, indicamos a qué nivel de voltaje en la entrada desea ejecutar el generador de barrido. Tan pronto como el voltaje de entrada exceda el nivel, el generador de barrido comenzará inmediatamente y nos dará un impulso.

Como resultado, el generador de barrido emite la sierra solo cuando es necesario. En este caso, la sincronización es completamente automática. Al elegir un nivel, se debe considerar un factor como la interferencia.Entonces, si toma un nivel demasiado bajo, entonces pequeñas agujas de interferencia pueden encender el generador cuando no lo necesita, y si toma un nivel demasiado alto, la señal puede pasar por debajo y no sucederá nada. Pero aquí es más fácil girar la perilla usted mismo e inmediatamente todo se aclarará.

Además, la señal de sincronización se puede suministrar desde una fuente externa.

Para obtener detalles sobre cómo están organizados y funcionan los osciloscopios, consulte aquí: Osciloscopio electronico

Entonces, en la teoría del horno, pasamos a la práctica

Lo mostraré con el ejemplo de mi osciloscopio, una vez robado de la empresa de defensa de Rotor Design Bureau :). La oscilación habitual, no muy sofisticada, pero confiable y simple como un mazo.

Entonces

El brillo, el enfoque y la iluminación de la escala, creo, no requieren explicación. Estas son las configuraciones de la interfaz.

Amplificador U y flechas arriba y abajo. Esta perilla le permite conducir la imagen de la señal hacia arriba o hacia abajo. Agregándole un desplazamiento extra. Por qué Sí, a veces no hay suficiente tamaño de pantalla para acomodar toda la señal. Tenemos que conducirlo hacia abajo, tomando por cero no el medio, sino el borde inferior.

A continuación se muestra una entrada de conmutación de interruptor de palanca de directa a capacitiva. Este interruptor de palanca de una forma u otra está activado sin osciloscopios de excepción. Lo importante! Le permite conectar la señal al amplificador directamente o a través de un condensador. Si está conectado directamente, el componente constante y la variable pasarán. Y solo la variable pasa por el conder.

Por ejemplo, debemos observar el nivel de ruido de la fuente de alimentación de la computadora. El voltaje allí es de 12 voltios, y la cantidad de interferencia no puede ser superior a 0,3 voltios. En el contexto de 12 voltios, estos miserables 0.3 voltios serán completamente invisibles. Por supuesto, puede aumentar la ganancia a lo largo de Y, pero luego el gráfico saldrá de la pantalla y no habrá suficiente desplazamiento a lo largo de Y para ver la parte superior. Entonces solo necesitamos cortar el condensador y luego esos 12 voltios de corriente constante se instalarán en él, y solo una señal alterna pasará al osciloscopio, los mismos 0.3 voltios de interferencia. Que se puede fortalecer y ver en pleno crecimiento.

El siguiente es el conector coaxial para conectar la sonda. Cada sonda contiene una señal y tierra. La tierra generalmente se planta en menos o en el cable común del circuito, y la señal se introduce a lo largo del circuito. El osciloscopio muestra el voltaje en la sonda en relación con el cable común. Para entender dónde está la señal, y dónde la tierra es suficiente para tomar su mano. Si toma el general, la pantalla seguirá siendo el pulso del cadáver. Y si toma la señal, verá un montón de fragmentos en la pantalla, apuntando a su cuerpo, que actualmente sirve como antena. En algunas sondas, especialmente en los osciloscopios modernos, se incorpora un divisor de voltaje de 1:10 o 1: 100, que le permite enchufar el osciloscopio incluso en un enchufe, sin riesgo de quemarlo. Se enciende y apaga con el interruptor de palanca en la sonda.

Casi todos los osciloscopios tienen una salida de calibración. En el que siempre puede encontrar una señal rectangular con una frecuencia de 1KHz y un voltaje de aproximadamente medio voltio. Dependiendo del modelo de la oscilación. Se utiliza para verificar el funcionamiento del osciloscopio en sí, bueno, a veces es útil para fines de prueba :)

Dos tormentosos fuertes de ganancia y duración

La ganancia se usa para escalar la señal a lo largo del eje Y. También muestra cuántos voltios por división se mostrarán finalmente.

Digamos, si tiene 2 voltios por división, y la señal en la pantalla alcanza una altura de dos celdas de la cuadrícula dimensional, entonces la amplitud de la señal es de 4 voltios.

La duración determina la frecuencia de barrido. Cuanto más corto es el intervalo, mayor es la frecuencia, más señal de alta frecuencia puede ver. Aquí las células se gradúan en mili y microsegundos. Entonces, por el ancho de la señal, puede calcular cuántas celdas es, y multiplicándola por la escala a lo largo del eje X obtendrá la duración de la señal en segundos. También puede calcular la duración de un período, y conociendo la duración es fácil encontrar la frecuencia de la señal f = 1 / t

La pipeta superior en los giros le permite cambiar la escala sin problemas. Por lo general, está en mi clic para que siempre sepa claramente cuál es mi escala.

También hay una entrada X a la que puede aplicar su señal, en lugar de una sierra de barrido. Por lo tanto, el osciloscopio puede servir como un televisor o monitor, si recolecta un circuito que formará una imagen. Una rueda giratoria con las palabras Barrido y flechas izquierda y derecha le permite conducir el gráfico en la pantalla hacia la izquierda y hacia la derecha. A veces es conveniente ajustar el área deseada para la división de la cuadrícula.

Bloque de sincronización

Perilla de nivel: establece el nivel desde el cual se iniciará el generador de sierra.

El cambio de interno a externo le permite aplicar pulsos de reloj a una entrada de una fuente externa.

Un interruptor con la etiqueta +/- alterna la polaridad del nivel. No disponible en todos los osciloscopios.

Manejar la estabilidad: le permite intentar elegir manualmente la velocidad de sincronización.

Inicio rápido

Entonces, activó la oscilación. Lo primero que debe hacer es cerrar la sonda de señal a su propio cocodrilo de tierra. En este caso, debería aparecer en la pantalla "Pulso del cadáver". Si no aparece, gire las perillas de estabilización y las compensaciones y nivele, tal vez solo se escondió detrás de la pantalla o no se inició debido a un nivel insuficiente.

Tan pronto como apareció la tira, luego gire para girarla a cero. Si tu osciloscopio analógico, especialmente si es antiguo, entonces déjalo calentar. Después de encender, la mina flota durante otros quince minutos.

Luego, establezca el límite de medición de voltaje. Tómelo con un margen, si reduce algo. Ahora, si conecta el cable de tierra del osciloscopio al menos de la batería y el cable de señal al más, verá cómo el gráfico salta en un voltio y medio. Por cierto, los osciloscopios antiguos a menudo comienzan a fallar, por lo que es útil ver con qué precisión muestra el voltaje utilizando una fuente de voltaje de referencia.

Selección de osciloscopio

Si acabas de empezar, entonces cualquiera lo hará. Es altamente deseable si es de doble canal. Es decir, tendrá dos sondas y dos giros de ganancia, para el primer y segundo canal, lo que le permite obtener simultáneamente dos gráficos.

El segundo criterio más importante del osciloscopio es la frecuencia. La frecuencia máxima de la señal que puede captar. Hasta ahora, 1MHz fue suficiente para que no lo balanceara. Esos osciloscopios que se venden en tiendas ya tienen una frecuencia de 10 MHz o superior. El osciloscopio más barato que vi cuesta 5 mil rublos: OSU-10. Dos canales ya son 10 mil, pero mi objetivo era tomar un RIGOL DS1042CD digital para kilobax. Diferentes solicitudes, diferentes juguetes. Pero, repito, 1MHz es suficiente para comenzar, y suficiente para mucho tiempo. Así que encuentra al menos algún tipo de osciloscopio. Y allí entenderás lo que necesitas.

Ver también sobre este tema: Cómo usar el osciloscopio