Hoe de oscilloscoop te gebruiken

In het artikel "Elektronische oscilloscoop - apparaat, werkingsprincipe" dit universele apparaat werd kort beschreven. De gegeven informatie is voldoende om het meetproces bewust te maken, maar in het geval van reparatie van een dergelijk complex apparaat is diepere kennis nodig, omdat het circuit van elektronische oscilloscopen zeer divers en vrij ingewikkeld is.

Meestal beschikt een beginnende radioamateur over een single-beam oscilloscoop, maar na het beheersen van de methoden om een ​​dergelijk instrument te gebruiken, zal het niet moeilijk zijn om over te schakelen naar een twee-beam of digitale oscilloscoop.

Figuur 1 toont een vrij eenvoudige en betrouwbare C1-101-oscilloscoop met zo'n klein aantal handgrepen dat het absoluut onmogelijk is om erin te verwarren. Houd er rekening mee dat dit niet een soort oscilloscoop is voor lessen natuurkunde op school, maar dat het slechts twintig jaar geleden in de productie werd gebruikt.

Oscilloscoopvermogen niet alleen 220V. Het kan worden gevoed door een 12V DC-bron, zoals een autobatterij, waarmee u het apparaat in het veld kunt gebruiken.

Figuur 1. Oscilloscoop C1-101

Extra aanpassingen

Op het bovenste paneel van de oscilloscoop bevinden zich knoppen voor het aanpassen van de helderheid en het focussen van de straal. Hun doel is duidelijk zonder uitleg. Op het voorpaneel bevinden zich alle andere bedieningselementen.

Met twee knoppen, aangegeven door pijlen, kunt u de straalpositie verticaal en horizontaal aanpassen. Hiermee kunt u het beeld van het signaal op het scherm nauwkeuriger combineren met het raster om de aflezingen van de divisies te verbeteren.

Het nulspanningsniveau bevindt zich op de middellijn van de verticale schaal, waardoor u een bipolair signaal kunt observeren zonder een constante component.

Om een ​​unipolair signaal te bestuderen, bijvoorbeeld digitale schakelingen, is het beter om de straal naar de onderste schaalverdeling te verplaatsen: u krijgt één verticale schaal van zes divisies.

Op het voorpaneel bevinden zich ook een stroomschakelaar en een stroomindicator.

Signaalversterking

De schakelaar "V / div" stelt de gevoeligheid van het verticale afbuigkanaal in. De versterking van kanaal Y is gekalibreerd, deze verandert in stappen van 1, 2, 5, er is geen soepele aanpassing van de gevoeligheid.

Rotatie van deze schakelaar moet ervoor zorgen dat de amplitude van de puls die wordt bestudeerd ten minste 1 verdeling van de verticale schaal is. Alleen dan kan stabiele signaalsynchronisatie worden bereikt. Over het algemeen moet u ernaar streven om de signaaloverspanning zo groot mogelijk te krijgen, totdat deze het raster overschrijdt. In dit geval neemt de nauwkeurigheid van de metingen toe.

Over het algemeen kan de aanbeveling voor het kiezen van de versterking de volgende zijn: draai de schakelaar linksom naar de positie 5V / div en draai de knop vervolgens met de klok mee totdat de signaalamplitude op het scherm wordt zoals aanbevolen in de vorige paragraaf. Het is alsof in het geval van een multimeter: start de meting vanaf het hoogste spanningsbereik als de gemeten spanning niet bekend is.

De meest recente positie met de klok mee van de gevoeligheidsschakelaar in verticale richting wordt aangegeven door een zwarte driehoek met het opschrift "5DEL". In deze positie verschijnen rechthoekige pulsen met een bereik van 5 divisies op het scherm, de pulsfrequentie is 1 KHz. Het doel van deze pulsen is om de oscilloscoop te controleren en te kalibreren. In verband met deze impulsen wordt een enigszins komisch geval opgeroepen, dat als een grap kan worden verteld.

Een keer kwam een ​​vriend naar onze werkplaats en vroeg om een ​​oscilloscoop te gebruiken om een ​​soort zelfgemaakte structuur op te zetten.Na enkele dagen van creatieve kwelling, horen we van hem zo'n uitroep: "Oh, je hebt de stroom uitgeschakeld, maar welke impulsen zijn zo goed!" Het bleek dat hij uit onwetendheid gewoon de kalibratiepulsen had ingeschakeld, die niet worden bediend door knoppen op het voorpaneel.

Open en gesloten ingang

Direct onder de gevoeligheidsschakelaar bevindt zich een schakelaar met drie standen, die vaak "open ingang" en "gesloten" worden genoemd. In de uiterste linker positie van deze schakelaar is het mogelijk om directe en wisselspanningen te meten met een constante component.

In de juiste positie wordt de ingang van de verticale afwijkingsversterker ingeschakeld via de condensator, die de constante component niet passeert, maar u kunt de variabele zien, zelfs als de constante component verre van 0V is.

Als een voorbeeld van het gebruik van een gesloten ingang, kan men zo'n wijdverbreid praktisch probleem noemen als het meten van de rimpel van een stroombron: de uitgangsspanning van de bron is 24V en de rimpel mag niet groter zijn dan 0,25V.

Als we aannemen dat de spanning 24 V is met een gevoeligheid van het verticale afwijkingskanaal van 5 V / div. bezet bijna vijf divisies van de schaal (nul moet worden ingesteld op de laagste lijn van de verticale schaal), de straal vliegt naar de top en pulsaties in tienden van een volt zijn bijna onzichtbaar.

Om deze pulsaties nauwkeurig te meten, volstaat het om de oscilloscoop in de gesloten invoermodus te plaatsen, de straal in het midden van de verticale schaal te plaatsen en een gevoeligheid van 0,05 of 0,1 V / div te selecteren. In deze modus zal de rimpelmeting vrij nauwkeurig zijn. Opgemerkt moet worden dat de constante component vrij groot kan zijn: de gesloten ingang is ontworpen om te werken met een constante spanning tot 300V.

In de middelste stand van de schakelaar wordt de meetsonde eenvoudig losgekoppeld van de ingang van versterker Y, waardoor de positie van de bundel kan worden ingesteld zonder de sonde los te koppelen van de signaalbron.

In sommige situaties is deze eigenschap behoorlijk nuttig. Het meest interessante is dat deze positie op het oscilloscooppaneel wordt aangegeven door het pictogram van een gemeenschappelijke draad, aarde. Het lijkt erop dat de sonde is verbonden met een gemeenschappelijke draad. En wat gebeurt er dan?

Op sommige oscilloscoopmodellen heeft de ingangsmodusschakelaar geen derde positie, het is gewoon een knop of een tuimelschakelaar die schakelt tussen open / gesloten ingangsmodi. Het is belangrijk dat er in elk geval een dergelijke schakelaar is.

Om de prestaties van de oscilloscoop voorlopig te evalueren, raakt u het signaal (soms heet) uiteinde van de sonde met uw vinger aan: een netwerktip in de vorm van een wazige straal moet op het scherm verschijnen. Als de sweepfrequentie dicht bij de netwerkfrequentie ligt, verschijnt een wazige, gescheurde en ruige sinusgolf. Wanneer de vinger het 'aarden' uiteinde van de elementen op het scherm raakt, is er natuurlijk geen.

Hier kunt u een van de manieren oproepen om condensatoren op een pauze te controleren: als u een bruikbare condensator in uw hand neemt en deze met het hete uiteinde aanraakt, verschijnt dezelfde shaggy sinusoïde op het scherm. Als de condensator open is, zullen er geen veranderingen op het scherm plaatsvinden.

Sweep Management

Schakelaar "Tijd / div." stel de duur van de sweep in. Wanneer u een periodiek signaal waarneemt door deze schakelaar te draaien, zorg er dan voor dat een of twee signaalperioden op het scherm worden weergegeven.

Figuur 2

De sweep-synchronisatieknop C1-101 wordt aangegeven door slechts één woord, "Level". Naast deze pen heeft de C1-73 oscilloscoop een "stabiliteits" knop (een kenmerk van het sweepcircuit), voor sommige oscilloscopen wordt dezelfde pen eenvoudigweg "SYNCHR" genoemd. Het gebruik van deze pen moet in meer detail worden beschreven.

Hoe een stabiel signaalbeeld te bereiken

Bij aansluiting op het onderzochte circuit, geeft het scherm meestal de afbeelding in afbeelding 3 weer.

Figuur 3

Om een ​​stabiel beeld te krijgen, draait u aan de knop "Sync". Deze wordt op het voorpaneel van de C1-101-oscilloscoop aangeduid met "Level". Op verschillende oscilloscopen worden om de een of andere reden verschillende aanduidingen van bedieningselementen gevonden, maar in feite is het dezelfde pen.

Figuur 4. Beeldsynchronisatie

Om een ​​stabiel signaal te krijgen van de wazige afbeelding in Afbeelding 19, draait u gewoon aan de knop "SYNCHR" of in ons geval "niveau". Als u tegen de klok in naar het minteken draait, verschijnt er een signaalbeeld op het scherm, in dit geval een sinusoïde, weergegeven in figuur 20a. Synchronisatie begint op de dalende flank van het signaal.

Wanneer u dezelfde knop naar het plusteken draait, ziet dezelfde sinusgolf eruit als in figuur 4b: de scan begint op een oplopende rand. De eerste sinusgolfperiode begint net boven de nullijn, dit heeft invloed op de starttijd van de sweep.

Als de oscilloscoop een vertragingslijn heeft, is er geen dergelijk verlies. Voor een sinusoïde is dit misschien niet bijzonder merkbaar, maar bij het bestuderen van een rechthoekige puls, kun je de hele voorkant van de puls in het beeld verliezen, wat in sommige gevallen vrij belangrijk is. Vooral bij het werken met externe scan.

Werken met externe scan

Naast de "NIVEAU" -regeling bevindt zich een tuimelschakelaar, aangeduid als "EXT / IN". In de "VNUTR" -positie begint de sweep vanaf het signaal dat wordt bestudeerd. Het is voldoende om het te testen signaal op ingang Y toe te passen en aan de knop “LEVEL” te draaien totdat een stabiel beeld op het scherm verschijnt, zoals weergegeven in figuur 4.

Als de genoemde tuimelschakelaar in de positie "OUT" staat, kan geen stabiele afbeelding worden verkregen door een rotatie van de "LEVEL" -knop. Hiertoe moet u een signaal verzenden waardoor de afbeelding wordt gesynchroniseerd met de externe synchronisatie-ingang. Deze ingang bevindt zich op een wit kunststof paneel rechts van ingang Y.

De uitgangsaansluitingen van de hellingspanning (gebruikt om verschillende GKCh te besturen), de uitgang van de kalibratiespanning (kan worden gebruikt als een pulsgenerator) en de gemeenschappelijke draadaansluiting bevinden zich daar ook.

Als een voorbeeld, waar het nodig kan zijn om met een externe scan te werken, kan het in figuur 5 getoonde pulsvertragingscircuit dienen.

Figuur 5. Pulsvertragingsschakeling op timer 555

Wanneer een positieve puls wordt gegeven aan de ingang van het apparaat, verschijnt de uitgangspuls met een vertraging die wordt bepaald door de parameters van de RC-keten, de vertragingstijd wordt bepaald door de formule in de afbeelding. Maar volgens de formule wordt de waarde zeer ongeveer bepaald.

In de aanwezigheid van een oscilloscoop met twee bundels is het heel eenvoudig om de tijd te bepalen: het is voldoende om beide signalen op verschillende ingangen toe te passen en de pulsvertragingstijd te meten. En als er geen dubbele bundeloscilloscoop is? Hier komt de externe scanmodus te hulp.

Het eerste wat u moet doen, is het ingangssignaal van het circuit (afb. 5) op de externe synchronisatie-ingang toepassen en hier de ingang Y aansluiten. Draai vervolgens aan de NIVEAU-knop om een ​​stabiel beeld van de ingangspuls te krijgen, zoals weergegeven in figuur 5b. In dit geval moet aan twee voorwaarden worden voldaan: de VNESH / VNUTR-tuimelschakelaar is ingesteld op de VNESh-positie en het te onderzoeken signaal moet actief zijn. periodiek, en niet single, zoals getoond in Fig. 5.

Daarna moet u de positie op het scherm van het ingangssignaal onthouden en het uitgangssignaal toepassen op ingang Y. Het blijft alleen om de vereiste vertraging op de divisies van de schaal te berekenen. Natuurlijk is dit niet het enige circuit waar het nodig kan zijn om de vertragingstijd tussen twee pulsen te bepalen; er zijn veel van dergelijke circuits.

In het volgende artikel zullen we het hebben over de soorten signalen die worden bestudeerd en hun parameters, evenals hoe verschillende metingen kunnen worden uitgevoerd met behulp van een oscilloscoop.

Vervolg van het artikel: Een oscilloscoopmeting uitvoeren

Boris Aladyshkin