Waarom heb ik een oscilloscoop nodig?

Vroeg of laat zal elke beginnende elektronica-ingenieur, als hij zijn experimenten niet opgeeft, uitgroeien tot circuits waar u niet alleen stromen en spanningen moet controleren, maar ook de werking van het circuit in dynamiek. Dit is vooral vaak nodig in verschillende generatoren en pulsapparaten. Er is niets te doen zonder een oscilloscoop!

Eng apparaat, hè? Een stel pennen, enkele knoppen en zelfs het scherm en de nifiga is niet duidelijk wat hier is en waarom. Niets, we zullen het nu oplossen. Nu zal ik je vertellen hoe je de oscilloscoop moet gebruiken.

In feite is alles hier eenvoudig - de oscilloscoop is, grof gezegd, gewoon ... voltmeter! Alleen sluw, in staat om een ​​verandering in de vorm van de gemeten spanning te laten zien.

Zoals altijd zal ik het uitleggen met een abstract voorbeeld

Stel je voor dat je voor een spoorweg staat en een eindeloze trein bestaande uit exact dezelfde auto's rent je voorbij met een razende snelheid. Als je alleen maar naar ze kijkt, zie je niets anders dan wazig afval.

En nu zetten we voor je een muur met een raam. En we beginnen het venster alleen te openen wanneer de volgende auto zich in dezelfde positie bevindt als de vorige. Omdat we dezelfde wagons hebben, is het volledig optioneel voor u om dezelfde wagen te zien. Als gevolg hiervan verschijnen foto's van verschillende maar identieke auto's voor uw ogen in dezelfde positie, wat betekent dat de foto als het ware stopt. Het belangrijkste is om de opening van het raam te synchroniseren met de snelheid van de trein, zodat wanneer u de positie van de auto opent niet verandert. Als de snelheid niet overeenkomt, zullen de auto's vooruit of achteruit "bewegen" met een snelheid afhankelijk van de mate van desynchronisatie.

Gebaseerd op hetzelfde principe stroboscoop licht - een apparaat waarmee u snel bewegende of roterende mierikswortel kunt onderzoeken. Ook daar gaat het gordijn snel en snel open en dicht.

De oscilloscoop is dus dezelfde flitser, alleen elektronisch. En hij toont geen auto's, maar periodieke veranderingen in spanning. Voor dezelfde sinusoïde is bijvoorbeeld elke volgende periode vergelijkbaar met de vorige, dus waarom zou u deze niet “stoppen” en één periode tegelijk weergeven.

Oscilloscoopontwerp

Dit is gedaan door straalbuisafbuigsysteem en sweep generator.

In een straalbuis laat een elektronenstraal die op het scherm valt de fosfor gloeien, en de platen van het afbuigsysteem laten toe dat deze straal over het gehele oppervlak van het scherm wordt achtervolgd. Hoe sterker de spanning die op de elektroden wordt aangelegd, hoe meer de straal afbuigt. Voeden op een plaat X zaagtandspanning we maak een scan. Dat wil zeggen, de balk beweegt van links naar rechts en keert vervolgens abrupt terug en gaat weer verder. En op de plaat Y passen we de bestudeerde spanning toe.

Het werkingsprincipe van de oscilloscoop

Dan is alles eenvoudig, als het begin van het verschijnen van de zaagperiode (de straal staat in de uiterste linkerpositie) en het begin van de signaalperiode samenvallen, dan worden in één beweging van de zwaai één of meerdere perioden van het gemeten signaal getekend en lijkt het beeld te stoppen. Door de sweepsnelheid te wijzigen, kan worden bereikt dat er slechts één periode op het scherm blijft staan, dat wil zeggen dat een periode van het gemeten signaal in één zaagperiode zal passeren.

synchronisatie

U kunt de zaag met het signaal handmatig synchroniseren door de snelheidsknop zo aan te passen dat de sinusgolf stopt, en mogelijk per niveau. Dat wil zeggen, we geven aan op welk spanningsniveau aan de ingang u de sweepgenerator wilt laten draaien. Zodra de ingangsspanning het niveau overschrijdt, start de sweepgenerator onmiddellijk en geeft ons een impuls.

Als gevolg hiervan geeft de sweepgenerator de zaag alleen uit wanneer dat nodig is. In dit geval is de synchronisatie volledig automatisch. Bij het kiezen van een niveau moet rekening worden gehouden met een factor zoals interferentie.Dus als u een te laag niveau kiest, kunnen kleine naalden van interferentie de generator starten wanneer u het niet nodig hebt, en als u een te hoog niveau neemt, kan het signaal eronder passeren en gebeurt er niets. Maar hier is het gemakkelijker om zelf aan de knop te draaien en meteen wordt alles duidelijk.

Het synchronisatiesignaal kan ook worden geleverd vanaf een externe bron.

Zie hier voor details over hoe de oscilloscopen zijn gerangschikt en werken: Elektronische oscilloscoop

Dus, in de oventheorie, wenden we ons tot de praktijk

Ik zal het laten zien door het voorbeeld van mijn oscilloscoop, ooit gestolen van de defensie-onderneming van het Rotor Design Bureau :). De gebruikelijke oscillatie, niet erg geavanceerd, maar betrouwbaar en eenvoudig als een voorhamer.

dus:

De helderheid, focus en verlichting van de schaal behoeven volgens mij geen uitleg. Dit zijn de interface-instellingen.

Versterker U en pijlen omhoog en omlaag. Met deze knop kunt u het signaalbeeld omhoog of omlaag sturen. Een extra offset toevoegen. Waarom? Ja, soms is er niet voldoende schermgrootte om het hele signaal op te vangen. We moeten het naar beneden duwen, niet voor het midden, maar voor de onderste grens.

Hieronder is een tuimelschakelaar die van direct naar capacitief schakelt. Deze tuimelschakelaar in een of andere vorm is op alle zonder uitzondering oscilloscopen. Het belangrijkste! Hiermee kunt u het signaal rechtstreeks of via een condensator op de versterker aansluiten. Indien direct verbonden, zullen de constante component en de variabele passeren. En alleen de variabele gaat door de conder.

We moeten bijvoorbeeld kijken naar het geluidsniveau van de stroomvoorziening van de computer. De spanning is daar 12 volt en de hoeveelheid interferentie kan niet meer zijn dan 0,3 volt. Tegen de achtergrond van 12 volt zullen deze ellendige 0,3 volt volledig onzichtbaar zijn. Je kunt natuurlijk de versterking langs Y verhogen, maar dan komt de grafiek uit het scherm en er zal niet genoeg verplaatsing langs Y zijn om de top te zien. Dan hoeven we alleen de condensator af te snijden en dan zullen die 12 volt constante stroom erop bezinken, en alleen een alternerend signaal zal de oscilloscoop passeren, dezelfde 0,3 volt interferentie. Die kan worden versterkt en in volle groei worden gezien.

Het volgende is de coaxiale connector voor het aansluiten van de sonde. Elke sonde bevat een signaal en aarde. De aarde wordt meestal op minus of op de gemeenschappelijke draad van het circuit geplant en het signaal wordt langs het circuit geprikt. De oscilloscoop toont de spanning op de sonde ten opzichte van de gemeenschappelijke draad. Om te begrijpen waar het signaal is en waar de aarde voldoende is om hun hand te nemen. Als u de generaal opneemt, blijft het scherm de pols van het lijk. En als u het signaal opneemt, ziet u een hoop srach op het scherm - gericht op uw lichaam, dat momenteel als antenne dient. Op sommige sondes, met name op moderne oscilloscopen, is een spanningsdeler van 1:10 of 1: 100 ingebouwd waarmee u de oscilloscoop zelfs in een stopcontact kunt steken, zonder het risico te verbranden. Het gaat aan en uit met de tuimelschakelaar op de sonde.

Bijna elke oscilloscoop heeft een kalibratie-uitgang. Waarop je altijd een rechthoekig signaal kunt vinden met een frequentie van 1 KHz en een spanning van ongeveer een halve volt. Afhankelijk van het model van de oscillatie. Het wordt gebruikt om de werking van de oscilloscoop zelf te controleren, soms is het handig voor testdoeleinden :)

Twee Hefty Twisters winst en duur

De versterking wordt gebruikt om het signaal langs de Y-as te schalen en laat ook zien hoeveel volt per divisie uiteindelijk zal tonen.

Stel, als u 2 volt per deling hebt en het signaal op het scherm een ​​hoogte van twee cellen van het dimensionale rooster bereikt, dan is de signaalamplitude 4 volt.

Duur bepaalt de sweep frequentie. Hoe korter het interval, hoe hoger de frequentie, hoe meer hoogfrequent signaal u kunt zien. Hier zijn de cellen gegradueerd in milli en microseconden. Dus door de breedte van het signaal kunt u berekenen hoeveel cellen het is en vermenigvuldiging met de schaal langs de X-as krijgt u de signaalduur in seconden. Je kunt ook de duur van een periode berekenen en als je de duur kent, kun je gemakkelijk de signaalfrequentie f = 1 / t vinden

Met de bovenste pipet op de wendingen kunt u de schaal soepel wijzigen. Meestal zit het op mijn klik, zodat ik altijd duidelijk weet wat mijn schaal is.

Er is ook een ingang X waarop u uw signaal kunt toepassen in plaats van een veegzaag. De oscilloscoop kan dus als tv of monitor dienen als u een circuit verzamelt dat een beeld vormt. Met een spinner met de woorden Sweep en pijlen naar links en naar rechts kunt u de kaart op het scherm naar links en rechts sturen. Het is soms handig om het gewenste gebied voor de verdeling van het raster te passen.

Synchronisatieblok

Niveauknop - stelt het niveau in vanaf waar de zaaggenerator zal starten.

Met de schakelaar van intern naar extern kunt u klokpulsen toepassen op een ingang van een externe bron.

Een schakelaar met het label +/- schakelt de polariteit van het niveau. Niet beschikbaar op alle oscilloscopen.

Handgreepstabiliteit - hiermee kunt u handmatig proberen de synchronisatiesnelheid te kiezen.

Snelle start

Dus je hebt de oscillatie aangezet. Het eerste wat u moet doen, is de signaalsonde sluiten voor uw eigen aarden krokodil. In dit geval moet "Puls van het lijk" op het scherm verschijnen. Als het niet verschijnt, draai dan aan de stabilisatieknoppen en offsets en niveau - misschien verstopte het zich gewoon achter het scherm of startte het niet vanwege onvoldoende niveau.

Zodra de strip verscheen, stel dan de draai in om deze naar nul te verplaatsen. Als jij analoge oscilloscoop, vooral als het oud is, laat het dan opwarmen. Na het inschakelen blijft de mijne nog een kwartier drijven.

Stel vervolgens de spanningsmeetlimiet in. Neem met een marge, als u iets vermindert. Als u nu de aarddraad van de oscilloscoop aansluit op de min van de batterij en het signaal op de plus, zult u zien hoe de grafiek met anderhalve volt springt. Trouwens, oude oscilloscopen beginnen vaak te wankelen, dus het is handig om naar de referentiespanningsbron te kijken om te zien hoe nauwkeurig deze de spanning weergeeft.

Selectie oscilloscoop

Als je net bent begonnen, zal iedereen het doen. Het is zeer wenselijk als het tweekanaals is. Dat wil zeggen, hij zal twee sondes en twee versterkingswendingen hebben voor het eerste en tweede kanaal, waarmee u tegelijkertijd twee grafieken kunt krijgen.

Het tweede belangrijkste criterium voor oscilloscopen is frequentie. De maximale frequentie van het signaal dat hij kan vangen. Tot nu toe was 1MHz genoeg om het niet te slingeren. Die oscilloscopen die in winkels worden verkocht, hebben al een frequentie van 10 MHz of hoger. De goedkoopste oscilloscoop die ik zag kostte 5000 roebel - OSU-10. De tweekanaals is al 10.000 waard, maar ik wilde een digitale RIGOL DS1042CD voor kilobax nemen. Verschillende verzoeken - verschillend speelgoed. Maar ik herhaal, 1 MHz is genoeg voor een start en lang genoeg. Dus vind jezelf op zijn minst een soort oscilloscoop. En daar zul je begrijpen wat je nodig hebt.

Zie ook over dit onderwerp: Hoe de oscilloscoop te gebruiken