Cómo usar el osciloscopio

En el articulo "Osciloscopio electrónico - dispositivo, principio de funcionamiento" Este aparato universal se describió brevemente. La información dada es suficiente para hacer que el proceso de medición sea consciente, pero en el caso de la reparación de un dispositivo tan complejo, se necesitará un conocimiento más profundo, porque la circuitería de los osciloscopios electrónicos es muy diversa y bastante complicada.

Muy a menudo, un radioaficionado principiante tiene a su disposición un osciloscopio de un solo haz, pero habiendo dominado los métodos de uso de dicho instrumento, no será difícil cambiar a un osciloscopio de dos haces o digital.

La Figura 1 muestra un osciloscopio C1-101 bastante simple y confiable con tan pocos mangos que es absolutamente imposible confundirse. Tenga en cuenta que este no es un tipo de osciloscopio para las clases de física escolar, sino que se usó en la producción hace solo veinte años.

Potencia del osciloscopio no solo 220V. Puede ser alimentado por una fuente de 12 V CC, como una batería de automóvil, que le permite usar el dispositivo en el campo.

Figura 1. Osciloscopio C1-101

Ajustes auxiliares

En el panel superior del osciloscopio hay perillas para ajustar el brillo y el enfoque del haz. Su propósito es claro sin explicación. En el panel frontal se encuentran todos los demás controles.

Dos perillas, indicadas por flechas, le permiten ajustar la posición del haz vertical y horizontalmente. Esto le permite combinar con mayor precisión la imagen de la señal en la pantalla con la cuadrícula para mejorar la lectura de las divisiones.

El nivel de voltaje cero se encuentra en la línea central de la escala vertical, lo que le permite observar una señal bipolar sin un componente constante.

Para estudiar una señal unipolar, por ejemplo, circuitos digitales, es mejor mover el haz a la división inferior de la escala: obtendrá una escala vertical de seis divisiones.

En el panel frontal también hay un interruptor de encendido y un indicador de encendido.

Ganancia de señal

El interruptor "V / div" establece la sensibilidad del canal de desviación vertical. La ganancia del canal Y está calibrada, cambia en incrementos de 1, 2, 5, no hay un ajuste suave de la sensibilidad.

La rotación de este interruptor debe garantizar que la amplitud del pulso en estudio sea al menos 1 división de la escala vertical. Solo entonces se puede lograr una sincronización de señal estable. En general, debe esforzarse por conseguir que el alcance de la señal sea lo más grande posible, hasta que vaya más allá de la red. En este caso, la precisión de las mediciones aumenta.

En general, la recomendación para elegir la ganancia puede ser la siguiente: desenrosque el interruptor en sentido antihorario a la posición 5V / div, y luego gire la perilla en sentido horario hasta que la amplitud de la señal en la pantalla sea la recomendada en el párrafo anterior. Es como en el caso de un multímetro: si se desconoce la magnitud del voltaje medido, comience la medición desde el rango de voltaje más alto.

La posición más reciente en sentido horario del interruptor de sensibilidad en la dirección vertical se indica mediante un triángulo negro con la inscripción "5DEL". En esta posición, aparecen pulsos rectangulares con un lapso de 5 divisiones en la pantalla, la frecuencia de pulso es de 1 KHz. El propósito de estos pulsos es verificar y calibrar el osciloscopio. En relación con estos impulsos, se recuerda un caso un tanto cómico, que puede contarse como una broma.

Una vez, un compañero vino a nuestro taller y pidió usar un osciloscopio para establecer algún tipo de estructura hecha a sí misma.Después de varios días de tormento creativo, escuchamos de él una exclamación: "¡Oh, apagaste el poder, pero qué impulsos son tan buenos!" Resultó que, por ignorancia, simplemente activó los pulsos de calibración, que no están controlados por ninguna perilla en el panel frontal.

Entrada abierta y cerrada.

Directamente debajo del interruptor de sensibilidad hay un interruptor de tres posiciones de modos de funcionamiento, que a menudo se denomina "entrada abierta" y "cerrado". En la posición extrema izquierda de este interruptor, es posible medir voltajes directos y alternos con un componente constante.

En la posición correcta, la entrada del amplificador de desviación vertical se activa a través del condensador, que no pasa el componente constante, pero puede ver la variable, incluso si el componente constante está lejos de 0V.

Como ejemplo del uso de una entrada cerrada, se puede citar un problema práctico tan extendido como medir la ondulación de una fuente de energía: el voltaje de salida de la fuente es de 24 V, y la ondulación no debe exceder los 0.25 V.

Si suponemos que el voltaje es de 24 V con una sensibilidad del canal de desviación vertical de 5 V / div. ocupando casi cinco divisiones de la escala (el cero tendrá que establecerse en la línea más baja de la escala vertical), el rayo volará hasta la parte superior y las pulsaciones en décimas de voltio serán casi invisibles.

Para medir con precisión estas pulsaciones, es suficiente poner el osciloscopio en modo de entrada cerrado, colocar el haz en el centro de la escala vertical y seleccionar una sensibilidad de 0.05 o 0.1 V / div. En este modo, la medición de la ondulación será bastante precisa. Cabe señalar que el componente constante puede ser bastante grande: la entrada cerrada está diseñada para funcionar con un voltaje constante de hasta 300V.

En la posición central del interruptor, la sonda de medición simplemente se DESCONECTA de la entrada del amplificador Y, lo que hace posible establecer la posición del haz sin desconectar la sonda de la fuente de señal.

En algunas situaciones, esta propiedad es bastante útil. Lo más interesante es que esta posición se indica en el panel del osciloscopio mediante el icono de un cable común, tierra. Parece que la sonda está conectada a un cable común. ¿Y luego qué pasará?

En algunos modelos de osciloscopio, el interruptor de modo de entrada no tiene una tercera posición, es solo un botón o un interruptor de palanca que cambia entre los modos de entrada abierto / cerrado. Es importante que, en cualquier caso, haya tal cambio.

Para evaluar preliminarmente el rendimiento del osciloscopio, simplemente toque el extremo de la sonda (a veces caliente) de la sonda con el dedo: debe aparecer en la pantalla una punta de red en forma de un haz borroso. Si la frecuencia de barrido está cerca de la frecuencia de la red, aparecerá una onda sinusoidal borrosa, desgarrada y peluda. Cuando un dedo toca el extremo "de tierra" de las pastillas en la pantalla, naturalmente, no habrá.

Aquí puede recordar una de las formas de comprobar si los condensadores tienen una interrupción: si toma un condensador útil en su mano y lo toca con el extremo caliente, aparece la misma sinusoide peluda en la pantalla. Si el condensador está abierto, no se producirán cambios en la pantalla.

Manejo de barrido

Cambie "Tiempo / div." establecer la duración del barrido. Al observar una señal periódica girando este interruptor, asegúrese de que se muestren uno o dos períodos de señal en la pantalla.

Figura 2

El botón de sincronización de barrido C1-101 se indica con una sola palabra, "Nivel". Además de este lápiz, el osciloscopio C1-73 tiene una perilla de "estabilidad" (alguna característica del circuito de barrido), para algunos osciloscopios el mismo lápiz simplemente se llama "SINCRONIZACIÓN". El uso de esta pluma debe describirse con más detalle.

Cómo lograr una imagen de señal estable

Cuando se conecta al circuito bajo investigación, la pantalla con mayor frecuencia puede mostrar la imagen que se muestra en la Figura 3.

Figura 3

Para obtener una imagen estable, gire la perilla "Sincronización", que está etiquetada como "Nivel" en el panel frontal del osciloscopio C1-101. En varios osciloscopios, por alguna razón, se encuentran diferentes designaciones de elementos de control, pero de hecho es la misma pluma.

Figura 4. Sincronización de imagen

Para obtener una señal estable de la imagen borrosa que se muestra en la Figura 19, simplemente gire la perilla "SYNCHR". o en nuestro caso "nivel". Al girar en sentido antihorario hasta el signo menos, aparecerá una imagen de señal en la pantalla, en este caso una sinusoide, que se muestra en la Figura 20a. La sincronización comienza en el borde descendente de la señal.

Cuando gire la misma perilla al signo más, la misma onda sinusoidal se verá como en la Figura 4b: el escaneo comienza en un borde ascendente. El primer período de onda sinusoidal comienza justo por encima de la línea cero, esto afecta el tiempo de inicio del barrido.

Si el osciloscopio tiene una línea de retardo, entonces no habrá tal pérdida. Para una sinusoide, esto puede no ser particularmente notable, pero al estudiar un pulso rectangular, puede perder todo el frente del pulso en la imagen, lo que en algunos casos es bastante importante. Especialmente cuando se trabaja con escaneo externo.

Trabajando con escaneo externo

Al lado del control "LEVEL" hay un interruptor de palanca, designado como "EXT / IN". En la posición "VNUTR", el barrido comienza desde la señal que se está estudiando. Es suficiente aplicar la señal bajo prueba a la entrada Y y girar la perilla "NIVEL" hasta que aparezca una imagen estable en la pantalla, como se muestra en la Figura 4.

Si dicho interruptor de palanca está en la posición "OUT", entonces no se puede obtener una imagen estable mediante la rotación de la perilla "LEVEL". Para hacer esto, debe enviar una señal a través de la cual la imagen se sincronizará con la entrada de sincronización externa. Esta entrada está ubicada en un panel de plástico blanco ubicado a la derecha de la entrada Y.

Las tomas de salida de voltaje de rampa (usadas para controlar varios GKCh), la salida de voltaje de calibración (puede usarse como un generador de pulso) y el enchufe de cable común también se encuentran allí.

Como ejemplo, donde puede ser necesario trabajar con una exploración externa, el circuito de retardo de pulso que se muestra en la Figura 5 puede servir.

Figura 5. Circuito de retardo de pulso en el temporizador 555

Cuando se aplica un pulso positivo a la entrada del dispositivo, el pulso de salida aparece con un retraso determinado por los parámetros de la cadena RC, el tiempo de retraso está determinado por la fórmula que se muestra en la figura. Pero según la fórmula, el valor se determina muy aproximadamente.

En presencia de un osciloscopio de dos haces, es muy fácil determinar el tiempo: es suficiente aplicar ambas señales a diferentes entradas y medir el tiempo de retraso del pulso. ¿Y si no hay osciloscopio de doble haz? Aquí es donde el modo de escaneo externo viene al rescate.

Lo primero que debe hacer es aplicar la señal de entrada del circuito (Fig. 5) a la entrada de sincronización externa y conectar aquí la entrada Y. Luego, gire la perilla LEVEL para lograr una imagen estable del pulso de entrada, como se muestra en la Fig. 5b. En este caso, se deben cumplir dos condiciones: el interruptor de palanca VNESH / VNUTR está en la posición VNESh y la señal bajo investigación debe estar en funcionamiento. periódica, y no única, como se muestra en la figura 5.

Después de eso, debe recordar la posición en la pantalla de la señal de entrada y aplicar la señal de salida a la entrada Y. Solo queda calcular el retraso requerido en las divisiones de la escala. Naturalmente, este no es el único circuito donde puede ser necesario determinar el tiempo de retraso entre dos pulsos; hay una gran cantidad de tales circuitos.

El siguiente artículo hablará sobre los tipos de señales en estudio y sus parámetros, así como también sobre cómo realizar diversas mediciones con un osciloscopio.

Continuación del artículo: Tomar una medición de osciloscopio

Boris Aladyshkin