Как пользоваться осциллографом при диагностике электроники

Осциллограф может применяться для диагностики двигателя, датчиков электронной системы управления, генератора, стартера, аккумулятора и других систем и устройств автомобиля. При комплексной автомобильной диагностике осциллограф дополняет проверку сканером, но в некоторых случаях может дать более подробную информацию о неисправностях в электрических и электронных системах.

При использовании осциллографа необходимо знать места подключения его щупов к диагностируемому элементу, а также форму осциллограммы для номинального режима работы этого элемента. Впрочем, методика использования осциллографа, как правило, подробно описана в инструкциях, прилагаемых к прибору.

Диагностирование датчиков осциллографом

Этот датчик служит для синхронизации времени подачи искры и срабатывания форсунок по такту сжатия в цилиндрах. В общем случае датчик сообщает блоку управления (ЭБУ) о положении поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке при такте сжатия. Для различных марок автомобилей ДПКВ может располагаться рядом с задающим диском у шкива коленчатого вала или маховика.

Сигнал датчика положения коленчатого вала в номинальном рабочем режиме имеет синусоидальную форму с разрывом. Форма сигнала имеет равномерную одинаковую амплитуду. Если на осциллограмме присутствуют отклонения, значит, задающий диск имеет не равномерность вращения или люфт, т. е. плохо закреплен или поврежден.

диагностирование датчика положения коленчатого вала осциллографом

Методика диагностирования ДПКВ осциллографом заключается в следующих действиях:

  • измерительный щуп подключается к сигнальному проводу осциллографа;
  • диапазон измерения напряжения устанавливается до 300…500 В;
  • после нажатия кнопки или клавиши «Пуск» снимаем сигнал с датчика на дисплее. Форма сигнала должна соответствовать примеру, приведенному на рисунке 1.

Применение осциллографа в автомобильной диагностике Часть 1

Применение осциллографа в автомобильной диагностике Часть 1

Тем, кто не знаком с таким прибором, как осциллограф или только планирует его приобретение, но не знает, какую пользу он может принести при поиске дефектов в современных автомобилях, посвящается цикл этих статей.

Тема выбора осциллографов и мотортестеров для проведения автомобильной диагностики на различных ресурсах в Интернете (в том числе и в наших публикациях) поднималась неоднократно. До недавнего времени на рынке этих приборов складывалась достаточно стабильная ситуация и нужды повторно обращаться к этому вопросу особо не возникало. Но, события, происходящие в последнее несколько лет, привели к достаточно серьезным изменениям во всем мире, в том числе и на рынке диагностического оборудования. Как не потеряться в этом стремительно меняющемся мире и как правильно выбрать именно то, что нужно именно вам? Не секрет, что большинство людей предпочитает ориентироваться на отзывы о том или ином приборе в Интернете. Но задачи, стоящие перед одним специалистом, могут отличаться от задач, стоящими перед другим. И хороший прибор для одного человека не всегда удовлетворит требования другого. Как быть?

Как пользоваться осциллографом. Bgacenter

Выход есть — надо просто собрать в одном месте хотя бы основные приборы, представленные на рынке и протестировать их своими руками. И определиться — какой из них больше подходит для решения именно ваших задач. В условиях малых и средних автосервисов приобретение большого количества разнообразных приборов и проведение таких тестов не всегда является целесообразным. Ибо их задача — ремонт автомобилей и на это у них нет ни времени, ни желания, ни финансовых средств. И при выборе оборудования им выгоднее пользоваться уже готовыми решениями.

В заключительной статье цикла «Сравнительный анализ осциллографов для автомобильной диагностики» будут даны результаты тестирования различных приборов в разное время при проведении практических занятий в Школе Диагностов ИнжекторКар. А пока, прежде чем говорить о выборе конкретного прибора, давайте разберемся с вопросом: «Какие проблемы в моей текущей работе тот или иной прибор в состоянии решить?» И только после ответа на него можно оценить целесообразность его приобретения.

Примечание:

Цель данной статьи — познакомить читателей с возможностями таких приборов, как осциллограф или мотортестер. А также помочь каждому специалисту выбрать для себя наиболее подходящий из них. А вот учиться проводить замеры и анализировать их результаты лучше при очных занятиях под руководством опытного наставника. Поэтому все фотографии и осциллограммы в данной статье, снятые во время практических занятий в Школе Диагностов ИнжекторКар, а также взятые из открытых источников в Интернете, приведены только в качестве примеров. Их анализ и способы нахождения дефекта выходят за рамки этой статьи и рассматриваться не будут.

Что такое осциллограф и как он применяется в автомобильной диагностике?

На современных автомобилях для диагностики применяется сканер. Процесс нахождения дефектов с его помощью носит название «компьютерная диагностика». Но сканер это всего лишь устройство цифрового обмена с блоками управления и отображает только ту информацию, которую ЭБУ ему дают. А возможности контроля тех или иных систем со стороны ЭБУ весьма ограничены. Например, ни один из них не может отличить отказ датчика от дефектов проводки, которая к нему подходит. Также он не может «заглянуть» внутрь цилиндра и посмотреть, исправна ли свеча, и какую искру она даёт. Эти примеры можно приводить до бесконечности, поэтому скажем просто — возможности компьютерной диагностики ограничены и тут на помощь должна прийти «инструментальная диагностика». Это использование различных измерительных приборов: манометров, тестеров и многих других. Одним из таких приборов является осциллограф. Он способен вывести на экран информацию об изменении напряжения в измеряемой цепи в графическом виде. Например: сигнал датчика коленчатого вала, датчика расхода воздуха, импульсы управления форсунками и многое другое.

Сканер отображает в цифровом виде ту информацию, которая содержится в шине данных и как тот или иной параметр «видит» процессор в ЭБУ. Осциллограф в графическом виде показывает реальную величину измеряемого параметра (в данном случае – давление во впускном коллекторе).

Сканер не является для ЭБУ приоритетным устройством, поэтому скорость цифрового обмена и вывода информации на его экран достаточно низкая. Например: при связи по шине K-line, задержка в ее отображении может достигать до 1-2 секунд! Быстроменяющиеся процессы сканер (даже в графическом режиме) отобразить не в состоянии. Осциллограф лишен этого недостатка и способен отобразить все происходящие процессы в мельчайших подробностях.

А если простой осциллограф доукомплектовать рядом дополнительных датчиков и специализированным программным обеспечением – тогда его возможности значительно возрастают. Он сможет еще замерить и проанализировать ряд дополнительных важных параметров. Например: по высоковольтному напряжению оценить работу системы зажигания, по датчику давления в цилиндре оценить механическое состояние двигателя и многое другое. В этом случае такой прибор носит название мотортестер.

В реальной работе при проведении автомобильной диагностики возможно применение обоих типов приборов. Обычный осциллограф служит для проверки различных датчиков и импульсов управления, осциллограф, дополненный до мотортестера — для более глубокой безразборной диагностики различных узлов и агрегатов.

Ни один прибор в мире не способен решить за человека все его проблемы и поставить окончательный диагноз. В сообществе диагностов даже есть такая шутка: » Вот бы купить такой прибор — нажал на одну кнопочку, а он сказал: тут оборван сине-зеленый провод под левым подкрылком. Нажал на другую кнопочку — вылезли лапки-манипуляторы и все сами починили. Ну а себе оставить самую сложную работу — пойти в кассу и получить за это деньги». Увы, это всего лишь шутка. В реальной работе все приборы служат всего лишь для отображения информации, а вот её анализ и постановку правильного диагноза должен проводить специалист. И только от его квалификации зависит, насколько грамотно будет решена та или другая проблема.

Какие задачи может решить осциллограф?

Осциллограф позволяет осуществить:

1.Замер сигналов всех датчиков, находящихся на автомобиле.

Перечислим датчики, которые достоверно могут быть проверены осциллографом:

Датчик положения дроссельной заслонки и педали газа

Дефект токопроводящей дорожки в датчике положения дросселя TPS (педали газа APS), приводящий к рывкам и провалам во время движения. Сканером такой дефект не обнаруживается.

Датчик массового расхода воздуха

Анализ показаний датчика расхода воздуха MAF (ДМРВ) при резком нажатии на педаль газа позволяет оценить его работоспособность во всех режимах работы двигателя.

Датчик кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд)

Несмотря на то, что на осциллограмме есть некоторые отклонения от эталона, такой датчик кислорода следует признать работоспособным.

Датчики положения коленчатого и распределительного валов

Особо следует отметить важную роль осциллографа при проверке этих датчиков. Он позволяет не только определить их исправность, но и определить рассогласование между этими валами. Что позволяет безразборным способом произвести проверку правильности работы газораспределительного механизма, а также работу механизма изменения фаз газораспределения на любом автомобиле.

На сигнале датчика коленчатого вала (желтый цвет) хорошо видны искажения, вызванные биением отсчетного маркера («рыбка»). Сам датчик исправен. Сигнал датчика распределительного вала (голубой цвет) соответствует норме, датчик исправен.

На сигнале датчика распределительного вала присутствуют помехи, связанные с цепями питания.

Одновременный просмотр датчиков коленчатого и распределительного валов позволяет избежать достаточно трудоемкой операции по разборке и осмотру механизма ГРМ. А также позволяет проконтролировать работу муфт фазовращателей.

2. Проверка импульсов управления различных исполнительных узлов и механизмов (форсунки, катушки зажигания и т.д.).

Например, время открытия форсунки, отображающееся на экране сканера – это всего лишь расчетная величина, которую рассчитал процессор. Но на пути сигнала от него до самой форсунки очень много промежуточных звеньев: это и выходные ключи (драйвера), и соединительные разъёмы, и проводка. Да и к тому же, сама форсунка может неправильно отрабатывать приходящие на нее команды. Особенно это относится к форсункам моторов непосредственного впрыска бензина и дизельным форсункам Common Rail как с электромагнитным, так и с пьезоэлектрическим приводом. И вот тут без осциллографа обойтись очень сложно – сам ЭБУ не в состоянии проконтролировать и вывести на экран сканера дефекты всей этой достаточно длинной и сложной цепочки передачи импульсов.

Слева – правильный сигнал управления форсункой MPI. Справа – отсутствие индуктивного выброса говорит о наличии дефекта в работе форсунки.

Импульс управления дизельной форсунки Common Rail. Отчетливо видны пиковая и удерживающая фаза – драйвер инжекторов исправен.

3.Проверка исправности шин передачи данных (CAN, LIN и другие).

В последнее время очень большое количество автомобилей оборудуются такими видами связи между блоками. Но при обнаружении сбоев в передаче информации, сканер способен только констатировать факт: «Нет связи между блоками А и В». Выяснить, по какой причине возникли эти коды – либо какой-то из блоков неисправен, либо присутствует повреждение самой шины, он не в состоянии. И тут опять на помощь диагносту приходит осциллограф. Просмотрев сигнал шины, можно с уверенностью ответить этот вопрос, а также в дальнейшем проконтролировать правильность выполненных работ.

На сигнале шины CAN отчетливо видны отклонения от эталона. Что может говорить о дефекте шины, вызванным, скорее всего, отклонением в работе CAN-адаптера одного из блоков.

Какие задачи может решить мотортестер?

По сравнению с обычным осциллографом, мотортестер имеет расширенные функциональные возможности. Ввиду большого объёма информации по использованию мотортестеров, накопленной во время проведения практических занятий в Школе Диагностов ИнжекторКар, этот вопрос мы рассмотрим уже в следующей части нашего цикла статей.

Федор Рязанов

(Технический тренер Школы Автодиагностики ИнжекторКар)

Настройка осциллографа

В данной инструкции будем рассматривать все примеры, применяя цифровой осциллограф АКИП-4115/4А.

Для использования прибора его необходимо подключить к электрической сети, при помощи сетевого шнура идущего в комплекте с прибором.

Далее на верхней части корпуса необходимо нажать кнопку, подождать некоторое время, когда загрузится программа осциллографа. На экране появится заставка с названием прибора. После загрузки операционной системы устройства засветится дисплей (горизонтальная линия на экране прибора).

АКИП 41154А

Так как Oscilloscope является двух канальным, то по умолчанию включается первый канал. Клавиша КАН 1 на передней панели, обозначена желтым цветом. Канал подсвечивается, а на экране прибора так же светится желтая линия.

В нижней части панели управления имеется высокочастотный разъем BNC (Bayonet Neill-Concelman), также желтого цвета, что соответствует подсвечиваемой линии на экране осциллографа. Для второго канала используется синий цвет, это связано с удобством в работе при одновременном наблюдении осциллографом сигнала в исследуемом устройстве.

КАН1

Для дальнейшей работы необходимо перейти к определенным настройкам АКИП-4115/4А. По умолчанию может быть выставлен определенный режим работы, например заданный производителем (язык интерфейса, время, значения настроек). Для этого в данном приборе существует специализированное меню которое имеет 6 независимых функциональных кнопок расположенных в верхней части настроечного блока в два ряда.

Верхний ряд имеет клавиши:

Верхний ряд кнопок меню

  • Курсоры
  • Сбор информации
  • Зап. вызов

Нижний ряд имеет клавиши:

Нижний ряд кнопок меню

  • Измерение
  • Дисплей
  • Утилиты

Слева от данного меню находится регулятор “УСТАНОВКА”, который необходим для настройки необходимых параметров прибора в соответствующем МЕНЮ.

image9

При нажатии кнопки “Утилиты” в правой части экрана прибора появляется 4-х страничное меню. Самая верхняя клавиша “Меню вкл/выкл” может удалять при нажатии на нее меню с экрана прибора. В нижней части блока кнопок расположенных на панели экрана, расположена кнопка “Печать”. При помощи которой можно записать данные с экрана осциллографа на флеш носитель.

При повторном нажатии на клавишу “Меню вкл/выкл” меню снова появляется на экране. 4-х страничное меню, можно переключать нажимая пятую клавишу сверху.

Кнопка Меню ВКЛВЫКЛ

При выборе первой страницы меню, клавишей “1” можно включить подменю “СТАТУС”, при этом на экране осциллографа появляется информация о статусе прибора. Выход из этого подменю осуществляется нажатием клавиши “Однократно”.

Статус прибора

Клавиша подменю “2” управляет отключением и включением звукового сигнала.

Клавиша “3” выводит на экран частоту измеряемого сигнала.

Кнопка “4” позволяет выбрать язык интерфейса.

При нажатии клавиши “5” включается вторая страница подменю. В этой вкладке, нажимая на кнопку “1” выполняется самокалибровка.

В режиме Самокалибровки необходимо отключить от прибора все пробники и кабели. Затем нажать кнопку “Однократно”, при этом появляется шкала зеленого цвета, которая заполняется. После завершения Самокалибровки нажать кнопку “Однократно”. Для выхода из режима Самокалибровки необходимо нажать клавишу “ПУСК/СТОП”.

Кнопка Однократно

Режим “Самотестирования”. При нажатии клавиши “2” открывается подменю соответствующее кнопкам:

  • 1 – Тест экрана (Screen Test). При нажатии этой клавиши, экран становится красным. Дальнейшее нажатие кнопки “Однократно”, цвет экрана может меняться на зеленый и синий. Эта функция помогает контролировать наличие основных цветов RGB (красный, зеленый, синий). Выход из данного меню осуществляется нажатием кнопки “ПУСК/СТОП”
  • 2 – Тест клавиатуры (Keyboard Test). При нажатии этой клавиши можно протестировать работу всех клавиш. При этом на экране соответствующая кнопка будет менять цвет на зеленый. Что говорит о исправности клавиш.
  • 3 – Тест Свд (LED Test). Проверка работоспособности подсветки кнопок.

Выход из данного подменю осуществляется нажатием кнопки “Утилиты”.

Утилиты

Страница 3 подменю. Соответствие кнопок настройкам:

  • 1 – Обновление ПО
  • 2 – “Доп/Контр” использование дополнительных настроек
  • 3 – “Запись” – записывает данные на нужный носитель, в соответствии с выбранным подменю
  • 4 – “Установки порта”

Страница 4 подменю. Соответствие кнопок настройкам:

  • 1 – Режим сохранения долговечности светодиодов
  • 2 – Регистратор

“Дисплей” – клавиша основного меню

При нажатии этой кнопки высвечиваются следующие пункты подменю:

  • 1 – “Вектор”
  • 2 – “Послесвечение”
  • 3 – “Яркость луча”
  • 4 – “Яркость сетки”

При нажатии клавиши “1” мы можем видеть линию осциллографа либо в виде точек, либо в виде прямой линии (вектор).

При нажатии клавиши “2” выбираем длительность свечения экрана после проведения измерения. От 1 секунды до бесконечности.

При нажатии клавиши “3” – мы можем регулировать яркость свечения луча при помощи ручки регулятора “Установка”.

При нажатии клавиши “4” мы можем регулировать яркость координационной сетки, для удобства пользования.

Выход из этого меню осуществляется нажатием клавиши “Утилиты”

“Измерения” – клавиша основного меню

При нажатии этой кнопки открывается пять видов подменю:

  • 1 – Напряжение. Выбор источника канала. Выбор типа измерения напряжения.
  • 2 – Время. Также выбор источника канала и тип длительности (частота)
  • 3 – Задержка.
  • 4 – Все измерения. Канал, напряжение и время. Сразу три характеристики одновременно отображаются на экране.
  • 5 – Удалить измерения.

“Курсоры” – клавиша основного меню

Устанавливает линии ограничения измерений по амплитуде и по частоте

“Сбор информации” – клавиша основного меню

Используется режим выборки

“Зап/Выз” – клавиша основного меню

Переводит режим осциллографа при нажатии первой клавиши к заводским настройкам.

“Начальные установки” переводит осциллограф к начальным установкам пользователя

“Помощь” – нажатие на эту кнопку вызывает справочное меню. Перемещение осуществляется с использованием кнопок 1-5.

“Пуск/Стоп” – применяется для остановки исследуемого сигнала. Чтобы измерить его длительность и амплитуду.

“АВТО” – автоматически находит исследуемый сигнал подаваемый на щупы осциллографа, для его дальнейшего исследования.

Регулятор управления вертикальной разверткой первого канала (желтого цвета) предназначен для выбора оптимальной величины амплитуды, для исследования сигнала.

Регулятор “Смещение” луча в вертикальном направлении

Что измеряет осциллограф

Для полноценной диагностики электронного устройства применяется Oscilloscope.

При помощи осциллографа можно измерить следующие параметры:

  1. Максимальную амплитуду любого сигнала
  2. Посмотреть эпюру напряжения и тока
  3. Измерить частоту сигнала
  4. Просмотреть фазу сигнала
  5. Измерить постоянное напряжение

Амплитуда сигнала есть максимальное значение которое выдается генератором при его работе. Если производить измерения мультиметром, то мы видим действующее значение тока или напряжения. Что зачастую бывает не достаточно при проектировании или ремонте электронных устройств. Поэтому в данном случае целесообразно применить мультиметр который измеряет максимальные амплитудные значения. Часто для этих целей применяется осциллограф. Например при рассмотрении синусоидального напряжения электрической сети через понижающий трансформатор на выходе диодного моста без сглаживающего конденсатора фильтра.

Амплитуда сигнала

Эпюра напряжения или тока – это осциллограмма, то есть изображение на экране осциллографа, поданного на вход прибора любого исследуемого электрического сигнала. Измерения можно проводить в любой интересующей нас контрольной точке и сравнить ее с данными производителя.

Эпюра синусоидального напряжения сети

Частота сигнала – значение исследуемого сигнала во временном диапазоне по оси Х осциллографа. Так как данный сигнал измеряется по времени (сек, миллисекунд, микросекунд), то частота величина обратная времени. Поэтому для нахождения частоты необходимо применить формулу:

где f – частота, в Гц (Hz)

T – время, в сек (S)

Частота сигнала формы Меандр

Фаза сигнала – измеряется при помощи двух каналов. На один вход подается один исследуемый сигнал, на второй вход подается другой сигнал на этой же частоте. Сдвиг сигналов на экране прибора по времени и есть фаза.

Измерение постоянного напряжения. При помощи прибора можно измерять не только амплитудное переменное значение, но и постоянную составляющую напряжения.

Осциллограф без сигнала на входе

Измерение напряжение источника постоянного тока. На фото заметно поднятие горизонтальной полосы вверх относительно первоначального значения. Согласно координационной сетки Вольт/деление по оси Y можно рассчитать фактическое напряжение на выходе источника питания

Измерение постоянного напряжения

Использование осциллографа

▌Старая статья о аналоговом осциллографе
Рано или поздно любой начинающий электронщик, если не бросит свои эксперименты, то дорастет до схем, где нужно отслеживать не просто токи и напряжения, а работу схемы в динамике. Особенно это часто нужно в различных генераторах и импульсных устройствах. Вот тут без осциллографа делать нечего !

Страшный прибор, да? Куча ручек, каких то кнопочек, да еще экран и нифига не понятно что тут да зачем. Ничего, сейчас исправим. Сейчас я тебе расскажу как пользоваться осциллографом.

На самом деле тут все просто — осциллограф, грубо говоря, это всего лишь… вольтметр ! Только хитрый, способный показывать изменение формы замеряемого напряжения.

Как всегда, поясню на отвлеченном примере.
Представь, что ты стоишь перед железной дорогой, а мимо тебя с бешеной скоростью мчится бесконечный поезд состоящий из совершенно одинаковых вагонов. Если просто на них стоять и смотреть, то ничего кроме размытой фигни ты не увидишь.
А теперь ставим перед тобой стенку с окошком. И начинаем открывать окошко только тогда, когда очередной вагон будет в том же положении, что и предыдущий. Так как у нас вагоны все одинаковые, то тебе совершенно необязательно видеть один и тот же вагон. В результате картинки разных, но идентичных вагонов будут выскакивать перед твоими глазами в одном и том же положении, а значит картинка как бы остановится. Главное это синхронизировать открытие окошка со скоростью поезда, чтобы при открытии положение вагона не менялось. Если скорость не совпадет, то вагоны будут «двигаться» либо вперед, либо назад со скоростью, зависящую от степени рассинхронизации.

На этом же принципе построен стробоскоп — девайс, позволяющий разглядывать быстро движущиеся или вращающиеся хреновины. Там тоже шторка быстро-быстро открывается и закрывается.

Так вот, осциллограф это тот же стробоскоп, только электронный . А показывает он не вагоны, а периодические изменения напряжения. У той же синусоиды, например, каждый следующий период похож на предыдущий, так почему бы не «остановить» его, показывая в один момент времени один период.

Конструкция
Делается это посредством лучевой трубки, отклоняющей системы и генератора развертки.
В лучевой трубке пучок электронов попадая на экран заставляет светится люминофор, а пластины отклоняющей системы позволяют гонять этот пучок по всей поверхности экрана. Чем сильней напряжение, приложенное к электродам, тем больше отклоняется пучок. Подавая на пластины Х пилообразное напряжение мы создаем развертку . То есть луч у нас движется слева-направо, а потом резко возвращается обратно и продолжает снова. А на пластины Y мы подаем изучаемое напряжение.

Принцип работы
Дальше все просто, если начало появления периода пилы (луч в крайне левом положении) и начало периода сигнала совпадают, то за один проход развертки нарисуется один или несколько периодов измеряемого сигнала и картинка как бы остановится. Меняя скорость развертки можно добиться того, что на экране вообще останется только один период — то есть за один период пилы пройдет один период измеряемого сигнала.

Развертка осциллографа во времени

Синхронизация
Синхронизировать пилу с сигналом можно либо вручную, подстраивая ручкой скорость так, чтобы синусоида остановилась, а можно по уровню . То есть мы указываем при каком уровне напряжения на входе нужно запустить генератор развертки. Как только напряжение на входе превысит уровень, так сразу же запустится генератор развертки и выдаст нам импульс.
В итоге, генератор развертки выдает пилу только тогда, когда надо. В этом случае синхронизация получается полностью автоматической. При выборе уровня следует учитывать такой фактор, как помехи. Так что если взять слишком низкий уровень, то мелкие иголки помех могут запустить генератор когда не нужно, а если взять уровень слишком большой, то сигнал может под ним пройти и ничего не случится. Но тут проще покрутить ручку самому и сразу же все станет понятно.
Также сигнал синхронизации можно подать и с внешнего источника.

Синхронизация по уровню

В топку теорию, переходим к практике.
Показывать буду на примере своего осциллографа, спертого когда то давно с оборонного предприятия КБ «Ротор» :). Обычный осцил, не шибко навороченный, но надежный и простой как кувалда.

Мой верный осциллограф

Мой верный осциллограф

Итак:
Яркость, фокус и освещение шкалы думаю не требуют пояснений. Это настройки интерфейса.

Усилитель У и стрелочки вверх вниз. Эта ручка позволяет гонять изображение сигнала вверх или вниз. Добавляя ему дополнительное смещение. Зачем? Да иногда не хватает размера экрана, чтобы вместить весь сигнал. Приходится его загонять вниз, принимая за ноль не середину, а нижнюю границу.

Ниже идет тумблер переключающий ввод с прямого, на емкостный. Этот тумблер в том или ином виде есть на всех без исключения осциллографах.

Важная вещь! Позволяет подключать сигнал к усилителю либо напрямую, либо через конденсатор. Если подключить напрямую, то пройдет и постоянная составляющая и переменная . А через кондер проходит только переменная .

Например, надо нам посмотреть на уровень помех блока питания компа. Напряжение там 12 вольт, а величина помех может быть не более 0.3 вольт. На фоне 12 вольт эти жалкие 0.3 вольт будут совсем незаметны. Можно, конечно увеличивать коэффициент усиления по Y , но тогда график вылезет за экран, а смещения по Y не хватит, чтобы увидеть вершину. Тогда нам нужно лишь врубить конденсатор и тогда те 12 вольт постоянки осядут на нем, а в осциллограф пройдет только переменный сигнал, те самые 0.3 вольта помехи. Которые можно усилить и разглядеть в полный рост.

Далее идет коаксиальный разъем подключения щупа . Каждый щуп содержит в себе сигнал и землю . Землю обычно сажают на минус или на общий провод схемы, а сигнальным тычут по схеме. Осциллограф показывает напряжение на щупе относительно общего провода. Чтобы понять где сигнальный, а где земля достаточно взять за них рукой по очереди. Если возьмешься за общий, то на экране по прежнему будет пульс трупа. А если взяться за сигнальный, то увидишь кучу срача на экране — наводки на твое тело, служащее в данный момент антенной. На некторых щупах, особенно на современных осциллографах, внутри встроен делитель напряжения 1:10 или 1:100 , который позволяет воткнуть осциллограф хоть в розетку, без риска его спалить. Включается и выключается он тумблером на щупе.

Еще почти на каждом осциллографе есть калибровочный выход . На котором ты всегда можешь найти прямоугольный сигнал частотой 1Кгц и напряжением около полувольта . В зависимости от модели осцила. Используется для проверки работы самого осциллографа, ну иногда и в тестовых целях пригождается 🙂

Две здоровенные крутилки Усиление и Длительность

Усиление служит для масштабирования сигнала по оси Y . Там же показано сколько вольт на деление в итоге покажет.
Скажем, если у тебя стоит 2 вольта на деление, а сигнал на экране достигает высоты две клеточки размерной сетки, значит амплитуда сигнала равна 4 вольта.

Длительность определяет частоту развертки. Чем короче интервал, чем больше частота, тем более высокочастотный сигнал ты сможешь разглядеть. Тут клеточки проградуированы уже в милли и микросекундах. Так что по ширине сигнала ты можешь посчитать сколько он клеток, а умножив его на масштаб по оси Х получишь длительность сигнала в секундах. Также можно посчитать длительность одного периода, а зная длительность легко найти частоту сигнала f=1/t

Верхняя пипка на крутилках позволяет менять масштаб плавно. Обычно у меня она стоит на щелчке, чтобы я всегда четко знал какой у меня масштаб.

Также там есть вход Х на который можно подать свой сигнал, вместо пилы развертки. Таким образом осциллограф может послужить телевизором или монитором, если собрать схему которая будет формировать изображение.

Крутилка с надписью Развертка и стрелочками влево и вправо позволяет гонять график по экрану влево и вправо. Удобно иногда бывает, чтобы подогнать нужный участок под деления сетки.

Ручка уровня — задает уровень от которого будет стартовать генератор пилы.
Переключатель со внутренней на внешнюю , позволяет подать на вход синхроимпульсы с внешнего источника.
Переключатель с надписью +/- переключает полярность уровня. Есть не на всех осциллографах.
Ручка стабильность — позволяет вручную попытаться подобрать скорость синхронизации.

Быстрый старт.
Итак, включил ты осцил. Первое что нужно сделать это замкнуть сигнальный щуп на свой же земляной крокодил. При этом на экране должен появится «Пульс трупа». Если не появился, то покрути ручки стабилизации и смещений и уровня — возможно он просто спрятался за экран или не запустился из-за недостаточного уровня.

Как только появилась полоса, то выстави крутилками смещения её на ноль. Если у тебя аналоговый осцил, особенно если древний, то дай ему прогреться. У моего после включения ноль плавает еще минут пятнадцать.

Дальше выстави предел измерений по напряжению . Бери с запасом, если что уменьшишь. Теперь если земляной провод осциллографа приложишь к минусу батарейки, а сигнальный к плюсу, то увидишь как график скакнет на полтора вольта. Кстати, старые осциллографы зачастую начинают подвирать, поэтому по эталонному источнику напряжения полезно посмотреть насколько точно он отображает напряжение.

Выбор осциллографа.
Если ты только начал, то тебе подойдет любой . Крайне желательно если он будет двухканальным . То есть у него будет два щупа и две крутилки Усиления, для первого и второго канала, что позволяет одновременно получить два графика.
Вторым по важности критерием осциллографа является частота. Максимальная частота сигнала которую он может уловить. Мне пока хватало 1МГц на большее не замахивался. Те осциллографы, что продаются в магазинах уже имеют частоту от 10МГц и выше. Самый дешевый осциллограф который я видел стоил 5 тысяч рублей — ОСУ-10. Двухканальный стоит уже 10 тысяч, ну а я нацелился взял себе цифровой RIGOL DS1042CD за килобакс. Разные запросы — разные игрушки. Но, повторюсь, для начала хватит и 1МГц, и хватит надолго. Так что найди себе хоть какой нибудь осциллограф. А там поймешь что тебе надо.

Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!

А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.

Цифровые микросхемы — начинающим (занятие 15) — Диагностика цифровых схем при помощи осциллографа

На всех занятиях по цифровой технике логические уровни мы определяли при помощи мультиметра или АВО-метра, вольтметра, путем измерения напряжения (если близко к напряжению источника питания, — то единица, если менее 1 В, — то нуль). Но на практике, логические состояния в схемах на цифровых микросхемах контролируют при помощи импульсного осциллографа.

На всех занятиях по цифровой технике логические уровни мы определяли при помощи мультиметра или АВО-метра, вольтметра, путем измерения напряжения (если близко к напряжению источника питания, — то единица, если менее 1 В, — то нуль). Но на практике, логические состояния в схемах на цифровых микросхемах контролируют при помощи импульсного осциллографа. Он позволяет не только определить состояние выхода (единица, ноль или высокоомное состояние), но и увидеть форму импульсов, примерно определить их частоту, скважность. Одним словом осциллограф это «глаза» радиолюбителя или специалиста, которыми можно «увидеть» почти все происходящее в цифровой схеме.

По статистике, наиболее распространенный осциллограф в радиолюбительской среде, это С1-65. Это довольно старый и громоздкий прибор, которыми оснащались практически все предприятия, занимающиеся электроникой, от радиозаводов до ремонтных мастерских. Сейчас, при обновлении оборудования или при реорганизации предприятий эти приборы списываются и их часто можно встретить на радиорынках или в магазинах типа «Юный техник». Списанный С1-65 можно приобрести через родственников или знакомых, работающих на предприятиях или просто купить «с рук». Поэтому, в данной статье, мы будем рассматривать С1-65, и не будем затрагивать такие «игрушечные» и малополезные приборы, как ОМЛ или Н-313. Однако, поняв методику работы с С1-65 можно работать и с любым другим импульсным осциллографом (С 1-90, С1-94, С1-55, С1-60 и т.п.).

Экран осциллографа прямоугольный, на нем нанесена масштабная сетка. При включении осциллографа посредине экрана появляется прямая линия. Для работы с цифровыми микросхемами нужно переключить осциллограф в импульсный режим, так чтобы он мог показывать и переменный и постоянный ток одновременно. Для этого нужно переключатель входа (он расположен внизу, прямо под экраном) перевести в левое положение (отмечено «z»)- Затем ручкой «баланс» переместить линию на нижнюю линию сетки экрана (осциллограмма 1).

В наших опытах мы используем 9-вольтовую батарею питания (две батарейки по 4,5 В), значит единица будет где-то около 9 В. Переведите переключатель «V-дел.» в положение «2». При этом по вертикали каждой клетке будет соответствовать 2 В. То есть логическая единица будет выглядеть, примерно, как на осциллограмме 2. Чтобы линия не пульсировала переведите переключатель «Время/дел.» в положение 0,1 mS или 0,2 mS.

Для работы с КМОП или МОП микросхемами (К561 или К176), чтобы можно было определить не только нуль и единицу, но и высокоомное состояние, удобно пользоваться специальным щупом для осциллографа. Этот щуп должен иметь достаточно длинный контактный штырь, настолько длинный чтобы установив щуп на вывод микросхемы можно было к металлу этого штыря прикоснуться пальцем. Проще всего его сделать из шариковой ручки и толстой и длинной швейной иглы или отрезка тонкой вязальной спицы. Провод припаять к игле и соединить его с входным разъемом осциллографа, а от клеммы «1» нужно пустить отдельный провод. Он должен быть подключен к минусу питания исследуемой схемы.

Соберите схему показанную на рисунке 1.

Провод, идущий от клеммы «1» подсоедините к минусу батареи G2. Проволочная перемычка П1 подает на вход элемента D1.1 нуль, на его выходе будет единица, а на выходе элемента D1.2 — ноль. Это ясно — элементы инверторы. Теперь проверьте это при помощи осциллографа. Поставьте щуп на вход D1.1 — на экране будет осциллограмма 1 (осц.1). На выходе D1.1 будет осц.2, а на выходе D1.2 — осц.1. То есть, на входе D1.1 — нуль, на его выходе — единица, а на выходе D1.2 — нуль. Теперь перепаяйте перемычку П1 на плюс питания (рисунок 2). Все уровни изменятся на обратные. На входе D1.1 — единица, на его выходе — нуль, а на выходе D1.2 — единица (соответственно, осц.2, осц.1 и осц.2).

Значит так : линия внизу — ноль, линия вверху — единица.

А как быть, если произошел обрыв между выходом D1.1 и входом D1.2. Если исходить из схемы, показанной на рисунке 1 и для определения уровня пользоваться вольтметром, он покажет что на входе D1.2 нуль, несмотря на то что на самом деле там высокоомное состояние (рисунок 3).

Действительно, если поставить щуп осциллографа на вход D1.2 то на экране будет осц.1. Чтобы проверить нет ли обрыва нужно удерживая щуп на выводе 3 D1.2 прикоснуться к его контактной игле пальцем. Если здесь обрыв на экране осцоллографа появятся хаотические линии (осц.4), вызванные наводками в вашем теле фона сети переменного тока и радиопомех. Если обрыва нет прикосновение к контактной игле картинку не меняет (осц.1).

Микросхемам К176 и К561 свойствена неисправность, когда выходное сопротивление одного из её выходов сильно возрастает. Такая микросхема работает не надежно, дает сбои и приводит к неполадкам в устройстве, в котором она работает. На рисунке 4 показано что при этом происходит.

Смоделирована неисправность выхода элемента D1.2. Его выходное сопротивление увеличено при помощи резистора R1 на 1 мегаом. Если подключить щуп к входу D1.2 на экране будет нормальная осц. 2. Но если к этому щупу прикоснуться пальцем линия расплывется помехами и наводками (осц.5). Так можно обнаружить неисправную микросхему.

На рисунке 5 показана схема простого мультивибратора, он вырабатывает импульсы частотой, примерно, 1 кГц. Ранее, на прошлых занятиях мы изучали работу такого мультивибратора и прослушивали выходной сигнал при помощи небольшого динамика. Осциллограф позволяет увидеть импульсы на выходах и входах элементов этого мультивибратора, ориентируясь по масштабной сетке на его экране можно оценить их форму, симметричность, длительность, период и частоту. На выходах элементов D1.1 и D1.2 должны быть прямоугольные импульсы. Если подключить щуп к этим выходам на экране будут осциллограммы 6 и 7, соответственно.

Это прямоугольные импульсы.А установив щуп на вход элемента D1.1 можно увидеть функцию процесса зарядки и разрядки конденсатора С1 через резистор R1. Она будет выглядеть, примерно так как на осц.8.

Если на экране вместо импульсов будут видны только две горизонтальные линии необходимо настроить синхронизацию осциллографа при помощи ручки «уровень», расположенной в правом верхнем углу передней панели осциллографа. Изменяя положение переключателя «время/дел.» и вращая ручку «уровень» можно «растянуть» или «сжать» изображение, так чтобы можно было видеть разное число периодов импульсного сигнала.

По делениям на экране осциллографа можно примерно определить период следования импульсов и затем их частоту. При номиналах С1 и R1 таких как показано на рисунке 5 частота импульсов на выходе этого мультивибратора должна быть около 1 кГц. Осциллограмма 6 получается если переключатель «время / дел.» осциллографа установить в положение «0,2 mS», то есть одному делению по горизонтали соответствует 0,2 миллисекунды. Период, судя по осциллограме, этого сигнала, получается равным 4,8 делений, то есть Т= 4,8×0,2=0,96 mS. Частоту можно определить как F=1 / Т = 1 / 0,96 =1,041 кГц. Длительность каждого импульса, судя по осц.6 получается 2,2 клетки для отрицательного перепада, и 2,6 для положительного (то есть 0,44 mS и 0,52 mS). Таким образом, сигнал получается не симметричным, что свойственно микросхемам К176 и К561. Эти результаты могут получиться и другими, все зависит от номиналов конденсатора и резистора, работающих в мультивибраторе, а также от электрических параметров конкретного экземпляра микросхемы.

Журнал Радиоконструктор 2000г.

Что такое осциллограф и как им пользоваться

Начинающим подробно о осциллографе, о том что это за измерительный прибор, как он работает и как используется в радиоэлектронике.

Осциллограф, в прямом смысле слова, является глазами радиолюбителя. Он позволяет не только оценить какие-то основные физические характеристики сигнала (напряжение, частота, сила тока), но и буквально увидеть график функции исследуемого сигнала, увидеть какие-то отклонения сигнала от нормы, искажения его формы, наличие помех и паразитных импульсов или сигналов.

Экран осциллографа представляет собой координатную плоскость с осями X и Y, а поступающие на его вход сигналы отображаются на этой плоскости как алгебраические функции.

В настоящее время существует множество типов осциллографов, как обычных аналоговых, отображающих сигналы на экране электронно-лучевой трубки, так и цифровые и компьютерные.

Как бы не был устроен осциллограф, и каким бы способом, электронным аналоговым или цифровым, программным не происходило построение функции, всегда одно и тоже, — на экране отображается зависимость сигнала Y от сигнала X, или от сигнала Y от шкалы времени, выложенной на ось X.

Схематическое изображение электронно-лучевой трубки

Рис. 1. Схематическое изображение электронно-лучевой трубки.

В основе обычного осциллографа лежит электронно-лучевая трубка, — вакуумный прибор, состоящий из экрана, покрытого слоем люминофора и электронной пушки, создающей электронный луч, направленный на этот экран. В месте попадания луча на экран люминофор светится, и мы видим светящуюся точку. Еще есть пластины горизонтального и вертикального отклонения. Ма рисунке 1 изображена схематически электронно-лучевая трубка, направленная экраном на вас, уважаемый читатель.

Как отклоняется луч, если подать напряжение на пластины Y

Рис. 2. Как отклоняется луч, если подать напряжение на пластины Y.

Круг -это корпус трубки, прямоугольник — экран, покрытый люминофором, а четыре черточки, обозначенные Х1, Х2, Y1, Y2 — это пластины горизонтального (X) и вертикального отклонения (Y). Точка в центре — «отпечаток» электронного луча на люминофоре.

Как уже было сказано, пушка электроннолучевой трубки создает поток электронов (электронный луч), который направлен в сторону экрана. Когда на этот луч не воздействуют никакие электрические или магнитные поля он летит себе в центр экрана.

Отколоняющие платины расположены с четырех сторон от луча, и если на них подать какое-то напряжение луч отклонится в сторону пластины под положительным потенциалом. Величина этого отклонения будет пропорциональна величине этого потенциала.

Как отклоняется луч, если подать напряжение на пластины Х

Рис. 3. Как отклоняется луч, если подать напряжение на пластины Х.

На рисунке 2 показано как отклоняется луч, если подать напряжение на пластины Y, причем, на Y2 — отрицательный полюс, а на Y1 — положительный. Если сменить полярность, — отклонение будет в другую сторону от среднего положения. Аналогичным образом отклоняется луч и при подаче напряжения на пластины X (рис. 3). А вот на рис. 4 показано что будет, если под напряжением будут и горизонтальные (X) и вертикальные (Y) пластины.

Так, изменяя напряжение на пластинах вертикального и горизонтального отклонения можно «гонять» луч как угодно по экрану, и вырисовывать им любые фигуры. При быстром перемещении луча, благодаря известному свойству человеческого зрения, и послесвечению люминофора электроннолучевой трубки, точка превратится в линию, и на экране появится геометрическая фигура.

Что будет если под напряжением горизонтальные (X) и вертикальные (Y) пластины

Рис. 4. Что будет если под напряжением горизонтальные (X) и вертикальные (Y) пластины.

Теперь понятно, что изменяя напряжение между пластинами X можно перемещать луч по горизонтали, а изменяя напряжение между пластинами Y -по вертикали.

Для подачи сигналов на каналы вертикального и горизонтального отклонения у осциллографа есть входы «У» и «X». Но, обычно, необходимо видеть не зависимость одного сигнала от другого, а зависимость сигнала, поданного на вход «У» от шкалы времени, выложенного на ось X.

Чтобы это было возможно в осциллографе есть генератор горизонтальной развертки, который вырабатывает напряжение, изменяющееся по «пилообразному» закону (рис. 5). Это напряжение подается на пластины горизонтального отклонения (X).

Напряжение, изменяющееся по пилообразному закону

Рис. 5. Напряжение, изменяющееся по пилообразному закону.

Пилообразное напряжение плавно и равномерно возрастает, перемещая луч по горизонтали от одного края экрана до другого, а затем резко возвращает луч обратно. При обратном перемещении специальная схема гасит луч. В результате, на экране луч постоянно перемещается слева — направо, а быстрота перемещения луча зависит от степени «наклона» пилообразного напряжения (то есть, от его частоты).

При частоте развертки более 20 Гц мы уже видим на экране не перемещающийся луч, а горизонтальную линию (рис. 6). Причем положение этой линии по вертикали зависит от напряжения, поданного на вход У (на вертикальные пластины).

Например, если масштаб оси У установить 1V на деление (на экране осциллографа обычно нанесена масштабная сетка), то при подаче на вход У постоянного напряжения величиной, например, +2V, линия переместится вверх на два деления (рис. 7).

Горизонтальная линия на экране осциллографа

Рис. 6. Горизонтальная линия на экране осциллографа.

Горизонтальная линия на экране осциллографа смещенная вверх

Рис. 7. Горизонтальная линия на экране осциллографа смещенная вверх.

График функции напряжения от времени на экране осциллографа - синусоида

Рис. 8. График функции напряжения от времени на экране осциллографа — синусоида.

График функции напряжения от времени на экране осциллографа - прямоугольные импульсы

Рис. 9. График функции напряжения от времени на экране осциллографа — прямоугольные импульсы.

Если на вход У подать переменное напряжение или импульсы, горизонтальная линия изогнется, нарисовав на экране график функции этого напряжения от времени (рис.8 и рис.9.). По масштабной сетке по вертикали можно определить амплитуду сигнала, а по горизонтальной — его период.

Промышленный осциллограф

А сейчас перейдем к изучению конкретного прибора, — осциллографа С1-65. Это довольно старый и громоздкий прибор, в недавнем прошлом модель С1-65 (и С1-65А), можно сказать, была «хитом» радиоэлектронной промышленности. Ими оснащались практически все советские предприятия, производящие электронную технику военного и гражданского назначения.

Затем, после модернизации или закрытия, перепрофилирования, переоборудования предприятий, а так же, по истечении установленного срока эксплуатации, осциллографы С1-65 списывались и попадали к радиолюбителям или на радиорынки самым разными путями. Как бы там ни было, но С1-65 стал одним из самых распространенных осциллографов, доступных радиолюбителям. Следующим, в «списке популярности», был сервисный осциллограф С1-94, а далее «игрушки» -ОМ Л-2 и Н-313.

Обладателем какого бы осциллографа вы не являлись, все сказанное далее в отношении С1-65 будет в значительной степени справедливо и для вашего прибора.

На рисунке в тексте приводится схематическое изображение фронтальной панели С1-65. Панель осциллографа — светло-серого цвета зонирована по функциям синими тонкими линиями (на рисунке эти линии черные).

Для регулировки параметров луча есть ручки регулировки яркости и фокуса. Регулятором яркости регулируется не яркость всего экрана (как в телевизоре), а яркость только луча, или линии которую он выресовывает. Луч зеленого цвета. Регулятором фокуса добиваются чтобы линия (или точка) была наиболее тонкой.

Регулятор подсветки управляет яркостью лампочки, которая подсвечивает координатную сетку, расположенную перед экраном. Питание включается тумблером в нижнем правом углу.

Включив осциллограф первый раз вы можете не обнаружить на экране луча. Это может быть из-за того, что луч находится в зоне за пределами экрана или включен ждущий режим.

Чтобы выключить ждущий режим переключатель ждущего режима должен быть в крайне верхнем положении. «Поймать» луч и установить в центр экрана можно регулятором баланса (в других осциллографах он может быть обозначен как регулятор сдвига по вертикали) и регуляторами сдвига по горизонтали. Для регулировки луча по горизонтали есть две ручки — «грубо» (верхняя) и «точно» (нижняя). Этими ручками можно сдвигать влево или вправо путь, по которому движется луч.

Скорость, с которой движется луч по экрану зависит от положения ручки регулировки развертки («время/деление»). Ручка сделана в виде пирамидки из двух ручек, — большой, изменяющей период развертки скачкообразно, и маленькой для плавной регулировки.

Если вы обе эти ручки повернете налево в крайние положения период развертки будет минимальным и на экране будет видна перемещающаяся слева направо точка (но это при условии, что переключатель развертки, распложенный над эими ручками переключен в крайне левое положение). Поворачивая эти ручки направо уменьшаем период развертки и скорость движения луча увеличивается. На отметке «5mS» (5 миллисекунд) точка превращается в линию.

Регулируя развертку нужно учесть, что значения, подписанные на шкале вокруг ручки скачкообразной регулировки развертки верны только тогда, когда ручка плавной регулировки находится в крайне правом положении.

Уменьшить период развертки в десять раз можно переключив переключатель, расположенный над ручками регулировки развертки, в среднее положение. А если его переключить в правое положение, перемещением луча по горизонтали будет управлять не блок развертки осциллографа, а внешний сигнал, поданный на вход X.

Обычно требуется видеть функцию зависимости напряжения от времени. В этом случае развертка должна быть включена, а входной сигнал подают на вход Y, который может иметь три состояния, переключаемых переключателем входа Y.

В его крайне левом положении переключателя входа Y, вход непосредственно соединен с разъемом «вход Y». Так осциллограф будет показывать как постоянную, так и переменную составляющую исследуемого сигнала. В среднем положении вход Y выключен, а в крайне правом — он подключен через конденсатор, поэтому постоянную составляющую прибор, в этом положении переключателя, не показывает.

Схематическое изображение фронтальной панели осциллографа С1-65

Рис. 1. Схематическое изображение фронтальной панели осциллографа С1-65.

Усиление усилителя вертикального отклонения регулируют двумя ручками, -переключателем V/деление и регулятором чувствительности Y, которые расположены одна на другой «пирамидкой». Например, если мы установим переключатель в положение «1V/дел.», а ручку регулировки повернем в крайне правое положение, то при подаче на вход Y напряжения 1V луч переместится вверх на одно деление.

Теперь, когда все работает, давайте попробуем посмотреть наводки в вашем теле. Установите переключатель «время/деление» на «5 mS», переключатель «V/деление» — на «2V». Подключите к входу Y щуп (или просто всуньте в разъем кусок проволоки) и прикоснитесь к нему пальцами.

На экране появится синусоида, возможно искаженная (её форма зависит от того, какие наводки есть в вашем теле). Если синусоида будет смещаться по горизонтали или будет иметь вид нескольких хаотически движущихся синусоид, нужно повернуть ручку «уровень» так, чтобы изображение стабилизировалось.

По клеткам на экране, зная сколько вольт на деление приходится по вертикали, и сколько миллисекунд на деление приходится по горизонтали, можно примерно вычислить амплитуду и период сигнала, частоту.

В правой части фронтальной панели, вверху, расположены органы управления синхронизацией. Синхронизация может быть внутренней (то есть, от входного сигнала, поданного на вход Y), от электросети или от внешнего источника, поступающего на вход X. Выбор — переключателем вида синхронизации.

В нашем случае, переключатель в верхнем положении (внутренняя). Ниже расположен калибратор, он представляет собой источник импульсов частотой 1 кГц или постоянного напряжения строго заданного уровня. Хотите увидеть как выглядят прямоугольные импульсы, — включите щуп, подключенный к входу Y в гнездо калибратора (переключатель калибратора должен быть в положении «1кГц»).

Переключите «время/деления» развертки так, чтобы были видны отдельные импульсы (например, в положение 0,2mS). Затем, поворотом ручки «уровень» добейтесь неподвижности изображения. Если нужно, измените масштаб по вертикали (V/деление).

Амплитуду импульсов калибратора можно регулировать от 20mV до 50V переключателем калибратора.

  1. Осциллограф для начинающих, эксперименты с усилительным каскадом
  2. Практические упражнения по работе с осциллографом (RC-цепочки)
  3. Как работать с осциллографом, проверяем усилитель низкой частоты

Литература: 1. РК-07-2003, РК-08-2007.

Области применения

Цифровой запоминающий оcциллограф

Что такое осциллограф хорошо знают все, кто связан с разработкой или испытаниями компонентов электроники, радиоэлектроники и готовой аппаратуры. Сфера применения этих приборов очень разносторонняя. Их повсеместно используют в:

  • учебных, научно-исследовательских лабораториях для обучения студентов-электронщиков, выполнения рабочих исследований;
  • автомобильной промышленности для проверки работоспособности и выявления ошибок в работе электронной системы машин;
  • процессе проверки целостности сигналов и микроэлектронике;
  • аэрокосмической, оборонной области для тестирования средств связи радиолокационных сетей;
  • работах, связанных с тестированием систем и приборов на соответствие нормативным данным в области передачи данных;
  • разработке, тестировании передовых технологий и пр.

Область применения приборов очень широкая. И чем выше будет качество осциллографа, тем надежнее он будет в работе, а его данные – точными и корректными.

Как выбрать осциллограф: параметры, на которые стоит обратить внимание

Чтобы подобрать прибор под особенности предстоящей эксплуатации, мало знать, что осциллограф измеряет и как он работает. Необходимо еще выбрать его технические характеристики. К наиболее важным показателям относят:

  1. Полосу пропуская. Определяет максимальный диапазон частот, в котором обеспечивается точное измерение сигналов с ослабление не более чем до 70,7%.
  2. Частота дискретизации. Определяет число выборок, осуществляемых прибором за 1 секунду работы. Оптимально подобрать такой показатель, чтобы он более, чем в 5 раз превышал самую высокую частоту исследуемого сигнала.
  3. Время настройки. Определяет точность прибора при измерении длительности фронта изучаемых сигналов.
  4. Глубина памяти. Каждый прибор имеет свой ресурс для записи. И чем больше будет глубина памяти, тем более длинную запись он позволит получить.
  5. Время нарастания. Влияет на точность прибора при определении длительности фронта входящих сигналов.
  6. Вертикальное разрешение аналогово-цифрового преобразователя. Указывает на точность прибора в процессе перевода аналогового сигнала в цифровой. Чем выше оно, тем большей будет целостность сигнала.
  7. Чувствительность по вертикали. Отображает возможности усилителя системы вертикального отклонения. Особенно актуально при работе со слабыми входными сигналами.
  8. Число и тип рабочих каналов. Для аналоговых осциллографов вполне будет достаточно 2, 4 или 8 каналов. С их помощью можно будет получить всю информацию, необходимую для исследования. А вот в случае цифровых моделей, где реализована параллельная передача информации, не обойтись без 8, а иногда и 16 дополнительных каналов.
  9. Система запуска. Отвечает за захват событий сигналов. Применяется в случае выполнения более подробного анализа. С ее помощью повторяющиеся осциллограммы отображаются четко и корректно. Погрешность изображения и анализа входящего сигнала зависит от гибкости работы системы запуска и ее изначальной точности.
  10. Согласованные пробники. К пробникам предъявляется ряд жестких требований. Так, его собственная емкость должна быть минимальной и не создавать чрезмерную нагрузку на сеть тестируемого прибора. А вот полоса пропускания пробника должна быть максимально близкой к полосе пропускания самого осциллографа.
  11. Простота и удобство управления. С прибором должны уверенно работать люди с разным уровнем квалификации и подготовки. За удобство работы отвечает интерфейс, продуманность навигации и пр.
  12. Выполнение автоматических измерений. Ускоряют и упрощают получение сигнала.
  13. Программное обеспечение. Чем более гибким будет ПО осциллографа, тем большую эффективность можно получить в процессе диагностики электрических и оптических схем. Будет особо полезным при выполнении тестирования на соответствие стандартам.
  14. Систему навигации и анализа. Незаменима на этапе поиска аномалий сигнала. Автоматизирует этот процесс, ускоряет получение результата.
  15. Тип питания. Осциллограф может работать от электрической сети или встроенной аккумуляторной батареи. Последний вариант питания преимущественно реализован в полевых приборах.
  16. Наличие дополнительных программных опций. Прибор должен обеспечивать как нынешние требования, так и потенциально возможные. Некоторые модели дополнительно позволяют расширять полосу пропускания, добавлять новые рабочие опции, увеличивать память каналов.
  17. Интерфейсы. Удобно, когда прибор можно подключать непосредственно к ПК или передавать информацию через сменные носители. Так работа с документированием, обменом данными будет более простой и быстрой.

Чтобы сориентироваться во всех этих параметрах и подобрать осциллограф, максимально точно соответствующий предстоящей задаче, необходимо обладать глубокими знаниями. И если у вас есть сомнения, рекомендуем обратиться за профессиональной помощью к специалистам компании «Sernia Инжиниринг». Они помогут подобрать подходящее сертифицированное оборудование под запросы каждого клиента. Консультации можно получить по телефону или через онлайн-форму.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий