Топ

Инструкция по использованию

Назначение кнопок и переключателей

. Плата имеет 3 переключателя: коммутация входа, чувствительность и её множитель. Вход переключается на 3 положения: ❶ «GND» — вход замкнут на землю и экран отображает только собственные помехи, можно судить об отклонении от нуля заводских настроек. В идеале линия должна быть на нуле, однако имеются отклонения при разной чувствительности. ❷ «AC» — Вход реагирует только на переменные и пульсирующие токи, при подаче на щуп постоянного напряжения, луч лишь немного дергается. Измерять постоянное напряжение не получится. ❸»DC» — Вход подключен без разделительного конденсатора, поэтому реагирует как на переменное напряжение, так и на постоянное. Можно использовать как милливольтметр.

Чувствительность 1В; 0,1В; 10мВ; в небольших пределах регулируется множителями X1; X2; X5; Произведение чувствительности и множителя — одна клетка на экране по вертикали. Эта величина отображается на экране.

Справа от экрана расположено 4 кнопки (1 снизу не в счёт — это перезагрузка): пауза/пуск — позволяет остановить меняющуюся картинку и рассмотреть более подробно, выбор параметра — позволяет выбрать один из нескольких параметров и кнопками +\- подкорректировать. Выбираемые параметры (по хронологии нажатий): ❶ Длительность одной клетки по горизонтали, по факту настраивается под нужную частоту; ❷ Режим воспроизведения, не заметил особой разницы между тремя режимами, только незначительные нюансы, режим «AUTO» самый удобный; ❸ Срабатывание триггера, по фронту или спаду сигнала. Я толком не разобрался в этой функции, это связано с наладкой устройств с цифровым, логическим сигналом; ❹ Курсор триггера, можно выставить нужную величину напряжения для срабатывания. При достижении кривой сигнала выставленного значения срабатывает светодиод под экраном. Кроме этого, когда курсор в пределах действующего сигнала, график более удобно рассматривать, он не плывёт. Для аналоговых измерений лучше выставлять его на нуль; ❺ Прокрутка картинки влево/вправо. Функция полезна при паузе — можно рассмотреть кривую сигнала большей длительности, чем позволяет экран; ❻ Курсор нуля, собственно его можно перемещать как вверх, так и вниз. Таким образом можно рассматривать положительные или отрицательные полуволны более подробно;

Что касается параметров измеряемого сигнала в рабочей области экрана — разберёмся, что они означают: Freq

— собственно частота сигнала;Cycl — время периода;Pw — время полупериода;Duty — коэффициент заполнения (западный аналог скважности, 50% равен скважности 2);

Vmax

— Максимальное амплитудное значение сигнала;Vmin — Минимальное амплитудное значение (максимальное отрицательное);Vavr — Среднее напряжение;Vpp — Значение от Vmin до Vmax, если размах будет от -5 В до +5 В, то это значение получается 10 В;Vrms — Среднеквадратическое напряжение;

Выставление нуля

. При первом включении сильно бросается в глаза, что нулевой курсор не совпадает с линией сигнала. Несовпадение это проявляется по-разному при разном положении чувствительности и множителей. Чтобы подкорректировать луч, необходимо кнопкой «Выбор параметра» выбрать курсор нуля, а затем зажать на 2 секунды кнопку «Пауза/пуск». Аналогичным образом курсор триггера выставляется на тот же уровень, что и нуль.

Если не нужны значения сигнала на экране

— кнопкой «Выбор параметра» выбирается длительность развертки и на 2 секунды нажимается «Пауза/пуск». Идентично надписи возвращаются на экран.

Самое главное: не стоит забывать, что максимальное входное напряжение на щупах осциллографа не должно превышать 50 В. Для измерений более высоких напряжений нужно сооружать дополнительный делитель или брать другой щуп со встроенным делителем.

Мы обязательно рассмотрим самодельный делитель и корпус к описываемой плате, но позднее. Сейчас же немного затронем практическую часть, а именно — какую пользу может принести эта «игрушка»?

Сравнение аналоговых и цифровых осциллографов

Как цифровые так и аналоговые осциллографы имеют свои достоинства и недостатки. Постоянное совершенствование цифровых технологий позволяет создавать цифровые приборы более мощными и производительными по сравнению с аналоговыми. В то же время, имея в виду наиболее простые модели цифровых приборов, разница в стоимости постоянно сокращается.

Ниже перечислены достоинства и недостатки цифровых и аналоговых осциллографов.

Достоинства аналоговых осциллографов:

• возможность непрерывного наблюдения аналогового сигнала в реальном масштабе времени;
• привычные и понятные органы управления для часто используемых настроек (чувствительность, скорость развертки, смещение сигнала, уровень запуска и т. д.);
• невысокая стоимость.

Недостатки аналоговых осциллографов:

• низкая точность;
• мерцание и/или малая яркость экрана в зависимости от частоты сигнала и скорости развертки;
• невозможность отображения и изучения сигнала до момента запуска (это не позволяет, например, анализировать процессы, предшествовавшие выходу оборудования из строя);
• полоса пропускания ограничена полосой аналогового тракта;
• ограниченные средства измерения параметров сигналов.

Достоинства цифровых осциллографов:

• высокая точность измерений;
• яркий, хорошо сфокусированный экран на любой скорости развертки;
• возможность отображения сигнала до момента запуска (в «отрицательном» времени);
• возможность детектирования импульсных помех между выборками сигнала;
• автоматические средства измерения параметров сигналов (что, в частности, позволяет автоматизировать настройку прибора в условиях неизвестного сигнала);
• возможность подключения к внешним регистрирующим устройствам (компьютеру, принтеру, плоттеру и т. д.);
• широкие возможности математической и статистической обработки сигнала;
• средства автодиагностики и автокалибровки.

Недостатки цифровых осциллографов:

• более высокая стоимость;
• более сложные в управлении;
• в отдельных случаях отображение несуществующих сигналов.

Какие бывают цифровые осциллографы

Цифровые по своим свойствам подразделяются на:

• цифровые запоминающие осциллографы;
• цифровые стробоскопические осциллографы;
• портативные;
• на базе ПК;
• осциллографы смешанных сигналов.

Цифровой запоминающий осциллограф

Эти устройства имеют возможность хранения данных, обладают высокой скоростью считывания информации. Есть возможность замедленного воспроизведения событий. Продаются как большие стационарные, но можно найти переносной компактный осциллограф.

Цифровые стробоскопические осциллографы

Предназначены для исследования коротких периодических сигналов. Имеет высокую чувствительность и широкую полосу пропускания за счет использования стробоскопического эффекта. Анализ производится в несколько этапов:

• при старте захватывает группу выборок, разнесенных по времени;
• смещается точка запуска и повторяется захват;
• смещение осуществляется специальной схемой, обеспечивающей равномерный сдвиг точки захвата;
• процесс повторяется и строится осциллограмма с бесконечным послесвечением.

Но из-за своих параметров это не дешевый осциллограф.

Портативные осциллографы

Приборы небольшого размера, веса, оснащенные аккумуляторами. Удобны для ремонта оборудования, поиск неисправностей бытовой и цифровой техники на выезде. Сколько стоит осциллограф? На торговых площадках можно подобрать себе недорогой цифровой осциллограф с подходящими для Вас параметрами. Например, и 5м осциллограф DSO FNIRSI PRO начинается с цены 1$. Но там же можно найти высокочастотный осциллограф с более высокими ценами.

Осциллографы на базе ПК

Представляют из себя многофункциональное устройство, подключаемое к ПК через USB разъем.

Его преимущества:

• высокая скорость переработки информации;
• удобные в эксплуатации;
• возможность сохранения информации на накопитель для последующей работы;
• включает в себя дополнительно несколько устройств (анализатор, генератор сигналов, генератор последовательностей).

Недостатки:

худшие характеристики по сравнению со стационарными;
у многих нет гальванической развязки и можно испортить компьютер при неосторожной работе.

Осциллографы смешанных сигналов

Представляют из себя 2-х , 4-х или 8-ми аналоговых каналов и дополнительно 8-ми, 16-ти или 64-х канальный логический анализатор. Предназначен для поиска неисправностей и отладки логических схем. Позволяет одновременно контролировать аналоговые и цифровые сигналы.

Аналоговый осциллограф

Что такое осциллограф

Осциллограф – прибор, используемый для наблюдения формы сигнала напряжения во времени. Выглядеть он может примерно вот так:

Здесь мы видим экран, на котором отображается сигнал. Форма сигнала на осциллографе называется осциллограммой.

Ниже на картинке можно увидеть щуп для осциллографа.

Если у мультиметра щуп состоит из простого провода, то щуп осциллографа состоит кабеля. А в кабеле два провода-щупа, которые в конце разветвляются. Этот кабель способен измерять высокочастотные напряжения без помех. Пипочка посередине – это сигнальный щуп, а экран – это щуп масса или земля. Электронщики по разному его называют, но я привык так. На конце щупа зажим белый крокодильчик – это земля, а сигнальный – с иголочкой.

Подключаем кабель в разъем. На моем осциллографе имеется два разъема. В моем случае осциллограф двухканальный. На некоторых крутых осциллографах можно увидеть даже по 4 и более каналов.

Бывает ситуация, когда надо определить сигнальный провод, для этого берем один из проводов, касаемся пальцем и смотрим на дисплей осциллографа. Если сигнал не исказился – это земля. Если исказился – это сигнальный. На фото ниже пример определения сигнального провода.

Как пользоваться осциллографом

Осциллографом мы можем измерять только форму напряжения, силу тока измерять напрямую не можем! Если только косвенно, используя шунт. Для того, чтобы измерить величину напряжения постоянного тока, нам понадобится источник постоянного напряжения. Это может быть простая батарейка или блок питания. В моем случае – это Блок питания. Для наглядности выставляем 1 Вольт.

Единица измерения осциллографа – сторона квадратика на дисплее. Для того, чтобы измерять в масштабе 1:1, мы ставим щелкунчик по У на 1.

Цепляемся землей на “минус” блока питания, сигнальным на “плюс” блока питания. Видим такую картину:

Линия сдвинулась вверх на 1 квадратик. Это значит, что во времени сигнал с блока питания все время 1 Вольт.

А как же измерить сигналы, которые скажем 100 Вольт? Для этого и придуман щелкунчик по У :-). Оставляем на блоке питания 1 Вольт и щелкаем на риску “2”.

Что это значит? Это значит, что полученный сигнал на дисплее надо умножить на 2.

На осциллограмме мы видим значение по У=0,5. Умножаем это значение на то, которое на риске осциллографа и получаем искомое значение. То есть 2х0,5=1 Вольт.

А вот такой будет сигнал, если мы поставим щелкунчик на 5.

Если же прикладываем щупы наоборот, то ничего страшного не происходит. Например, выставляем 2 Вольта на блоке питания. Земля осциллографа к “плюсу” блока, а сигнальный к “минусу” блока – то есть все подцеплено наоборот. Линия у нас просто ушла вниз, но от этого ничего не меняется. 2 Вольта как есть , так и осталось.

А вот для практики, как я уже говорил, требуется знать форму сигнала. В электронике используются на 90 % периодические сигналы. Это значит, что они повторяются через какой-то промежуток времени. Очень часто нужно узнать период и частоту переменного сигнала. Для этого и используется наш электронно-лучевой приборчик.

Для того, чтобы не спалить осциллограф, я взял трансформатор. Благодаря понижающему трансформатору, на выходе у меня амплитуда напряжения (это значит от нуля и до самого верхнего или нижнего пика) в пределах 1,5 Вольта, а заходит на первичную обмотку напряжение 220 Вольт.

Цепляемся ко вторичной обмотке трансформатора щупами осциллографа и выводим показания на дисплей.

В идеале нам должна доставляться в розетки чистая синусоида. Россия, что же еще сказать))). Ну и ладно. Думаю в ваших дом в розетку идет синусоида почище моей :-).

Период и частота сигнала

В периодическом сигнале нам важны такие параметры, как частота сигнала и его форма. Поэтому, чтобы определить частоту, мы должны знать период. T – период, V – частота. Они взаимосвязаны между собой формулами:

Определим период сигнала. Период – это время, через которое сигнал опять повторяется.

Считаем стороны квадратиков по Х. Я насчитал 4 стороны квадратика.

Далее смотрим на крутилку, по Х, которая у нас отвечает за временную развертку. Риска стоит на 5. Сверху написана цена этого деления – msec/div . То есть получается 5 миллисекунд на одну сторону квадратика.

Милли – это тысяча. Следовательно 0,005 сек. Это значение умножаем на наши сосчитанные стороны квадратов. 0,005х4=0,02. То есть один период у нас длится 0,02 сек или 20 миллисекунд. Зная период, находим по формуле выше частоту сигнала. V= 1/0,02=50 Гц. Частота напряжения в нашей розетке 50 Гц, что и требовалось доказать.

В настоящее время я себе купил уже цифровой осциллограф

Подробнее про цифровой осциллограф вы можете прочитать по этой ссылке.

USB осциллограф

USB-осциллограф представляет из себя прибор, который не имеет собственного экрана.

У нас на обзоре USB осциллограф INTRUSTAR.

В придачу с ним шли 2 щупа, шнур USB, расходники, диск с ПО, а также отвертка для регулировки щупов

С одной стороны осциллографа мы видим два разъема для подключения щупов. Первый разъем CH1, что означает первый канал, а второй разъем CH2, то есть второй канал. Следовательно, осциллограф двухканальный.  Справа видим два штыря. Эти штыри – генератор тестового сигнала для калибровки щупов осциллографа. Один из них земля, а другой – сигнальный. Калибруем точно также, как и простой цифровой осциллограф. Как это делать, я писал выше в статье.

В рабочем состоянии USB осциллограф выглядит вот так.

После установки программного обеспечения на компьютер или ноутбук, открываем программу и запускаем осциллограф. Здесь я уже сразу подцепил тестовый сигнал, чтобы подготовить осциллограф к работе.

Также можно вывести значение сигналов, которые осциллограф сразу бы показывал на экране монитора.

Плюсы и минусы USB осциллографа

Плюсы:

1. Умеренная цена и функционал. Стоит в разы дешевле, чем крутые цифровые осциллографы
2. Настройка и установка ПО занимает около 10-15 минут
3. Удобный интерфейс
4. Малогабаритный размер
5. Может производить операции как с постоянным, так и с переменным током
6. Два канала, то есть можно измерять сразу два сигнала и выводить их на дисплей

Минусы:

1. Малая частота дискретизации
2. Обязательно нужен ПК
3. Малая полоса пропускания
4. Глубина памяти тоже никакая

Более подробно про характеристики цифровых осциллографов вы можете прочитать, скачав учебное пособие по цифровым осциллографам.

Самый простой вариант создания карманного осциллографа

Если замеряемая частота находится в диапазоне слышимых человеческим ухом частот, а уровень сигнала не превышает стандартный микрофонный, то собрать осциллограф из планшета на «Андроид» своими руками можно без каких бы то ни было дополнительных модулей. Для этого достаточно разобрать любую гарнитуру, на которой должен обязательно присутствовать микрофон. Если подходящей гарнитуры нет, то потребуется купить звуковой штекер 3,5 мм обязательно с четырьмя контактами. Перед припаиванием щупов уточните распиновку разъема вашего гаджета, ведь их бывает два вида. Щупы необходимо подключить к пинам, соответствующим подключению микрофона на вашем устройстве.

Далее следует загрузить из «Маркета» программное обеспечение, способное замерять частоту на микрофонном входе и рисовать график на основе полученного сигнала. Таких вариантов довольно много. Поэтому при желании будет из чего выбрать. Как и говорилось ранее, не потребовалась переделка планшета. Осциллограф будет готов сразу же после калибровки приложения.

Как измерить частоту

При помощи осциллографа можно провести измерения временных интервалов, в частности, периода сигнала. Вы понимаете, что частота любого сигнала всегда пропорциональна периоду. Измерение периода можно провести в любой области осциллограммы. Но удобнее и точнее провести замер в тех точках, в которых график пересекается с горизонтальной осью. Следовательно, перед началом измерений обязательно установите развертку четко на горизонтальную линию, расположенную по центру. Так как пользоваться портативным цифровым осциллографом намного проще, нежели аналоговым, последние давно канули в лету и редко используются для измерений.

Далее, используя рукоятку, обозначенную горизонтальной двунаправленной стрелкой, необходимо сместить начало периода с крайней левой линией на экране. После вычисления периода сигнала можно, используя простую формулу, рассчитать частоту. Для этого нужно единицу разделить на вычисленный ранее период. Точность измерений бывает различной. Чтобы увеличить ее, необходимо как можно сильнее растягивать график по горизонтали.

Обратите внимание на одну закономерность: при увеличении периода уменьшается частота (пропорция ведь обратная). И наоборот – при уменьшении периода происходит увеличение частоты. Низкое значение погрешности – это когда она составляет менее 1 процента

Но такую высокую точность не каждый осциллограф способен обеспечить. Только на цифровых, в которых линейная развертка, можно получить такие точные измерения

Низкое значение погрешности – это когда она составляет менее 1 процента. Но такую высокую точность не каждый осциллограф способен обеспечить. Только на цифровых, в которых линейная развертка, можно получить такие точные измерения.

Аналоговые осциллографы

Наиболее распространенными приборами среди электриков и энергетиков являются аналоговые осциллографы благодаря своей простоте, надежности и невысокой цене. Наиболее типичным представителем класса является двухканальный осциллограф Matrix модели MOS-620CH, производимый на крупнейшем заводе в г Шенжень (Китай). Благодаря своей простоте и надежности, а процент брака по данной продукции практически сведен к нулю, позволяет выполнять задачи, которые ставятся перед приборами подобного класса. Несмотря на кажущуюся простоту — осциллограф обеспечивает полосу от 0 до 20 МГц и чувствительность от 5 милливольт на деление. Недостатки данной модели свойственны всем аналоговым осциллографам — большие габариты и масса (8 кг), необходимость сетевого питания 220 Вольт, 35 Ватт, невозможность записи, анализа и передачи на компьютер записанных форм сигналов.

Критерии выбора осциллографа для ремонта телевизоров

Существует ряд критериев, опираясь на которые необходимо выбирать прибор. Если учитывать все характеристики, то можно выбрать оптимальное и подходящее устройство.

Тип питания

Классические модели являются аналоговыми. В последнее время растет популярность цифровых и USB осциллографов, причем вторая разновидность предполагает обязательное использование компьютера с быстрым процессором и объемным жестким диском.

Количество каналов

Обязательно учитывают количество каналов для проведения измерений между связанными сигналами, определяющими работоспособность и техническое состояние телевизора. Предполагается необходимость измерения разного количества каналов и их последующего сравнения друг с другом. Большинство современных используемых систем работает на основе микроконтроллеров, причем они представляют собой устройства смешанных сигналов.

Полоса пропускания и частота дискретизации

Данная характеристика признана самой важной, ведь она определяет максимально возможный диапазон сигналов, доступных для исследования при определении функционального состояния телевизора. Этот параметр во многом определяет стоимость осциллографа

Частота дискретизации также должна быть принята во внимание, причем эта характеристика определяется параметрами анализируемых каналов. Должна быть обеспечена оптимальная полоса пропускания измеряющего устройства в реальном времени

На что обратить внимание при выборе портативного осциллографа

В зависимости от предполагаемой сферы применения, перед покупкой прибора следует проверить соответствие требуемым характеристик. К числу таковых относят:

• количество каналов. Любителям будет достаточно одноканальной модели, профессионалам может пригодиться устройство с возможностью одновременно анализировать 2-4 сигнала;
• полоса пропускания. Минимальный порог для непрофессиональной сферы— 200 кГц;
• частота дискретизации. Чем она выше, тем больший диапазон частот сможет проанализировать прибор. В премиальных моделях она достигает 1 ГС/с, в бюджетных — на порядок меньше;
• удобство управления. Прибор должен иметь клавиши с наглядным представлением возложенных на них функций. Если имеется сенсорный экран, то навигация по настройкам должна быть понятной на интуитивном уровне;
• объем памяти. Может составлять от нескольких десятков, до фактически неограниченного числа сохраненных результатов измерений. Очень удобно, если прибор имеет возможность делать скриншоты с экрана.

Наконец, устройство должно быть изготовлено из качественных, устойчивых к царапинам материалов. Желательно наличие корпуса с ребрами жесткости, помогающими уберечь экран. Также важен ассортимент прилагаемый комплектных аксессуаров: щупы, чехол, переходники и т.п.

Что такое осциллограф

Осциллографом (O-Scope, Oscilloscope) регистрируют изменения (амплитуды, колебания) напряжений сигналов электроцепи с выводом в виде синусоид, пилообразных и других линий на координатную сетку на мониторе. Прибор применяют для изучения динамики системы во время ее работы. Характерный пример: тестирование импульсных, генераторных устройств (источники питания). Oscilloscope покажет форму напряжения, электросигналов во времени, уровень колебаний, изменения при определенных условиях и факторах (поломки, температура, магнитные поля, помехи, экранирование).

Назначение

O-Scope измеряет такие величины и решает следующие задачи:

• тестовые меры для электросхем, сборок, изделий при их выпуске, починке, в исследовательских учреждениях;
• всегда используется при проверке измерительных устройств;
• электро, теле и радио сфера: свойства сигналов, степень шумов, искажений;
• для узкоспециализированного аппаратного оснащения, для анализа АСУ, исполнительных приспособлений;
• замеры частот и амплитуд при отладке;
• визуальный мониторинг сигналов, фазных сдвигов;
• анализ функционирования датчиков автомобиля.

Если кратко отобразить функции, то аппарат позволяет наблюдать изменения напряжения:

во времени: частоту, промежутки, скважность, циклы, скачки, спады, всплески;
на физике: колебания, амплитуды, макс./мин. среднеквадратичные значения.. Осциллограф — это «глаза», позволяющие посмотреть внутрь цепи во время ее работы

Кроме простого измерения электросигнала, современные изделия могут делать математические преобразования в реальном времени (Фурье и пр.)

Осциллограф — это «глаза», позволяющие посмотреть внутрь цепи во время ее работы. Кроме простого измерения электросигнала, современные изделия могут делать математические преобразования в реальном времени (Фурье и пр.).

Где применяется

Сферы применения:

• всегда в научных, технических лабораториях, исследовательских отделениях на заводах, выпускающих электроприборы, например, производитель должен знать, как реагирует его продукция на помехи;
• при углубленном анализе сборок, при наладке, ремонте электроустройств: от радио и сотовой связи до цепей двигателей машин. Для радиолюбителей прибор незаменим.

Аппарат выдает визуальную информацию о характеристиках сложных сигналов, показывает временные и амплитудные данные изменений, что важно для расчетов и определения, как будет себя вести изучаемый объект за периоды в конкретных условиях

Что может измерить осциллограф

Осциллограф может измерить:

• покажет по сигналам:
  • форму;
  • частотность;
  • период;
  • амплитуду;
  • угол сдвига фазы;
  • сравнение сигналов;
• АЧХ (ампл.-частотную х-ку);
• через закон Ома по показателям прибора исчисляют ток (при этом его преобразовывают в напряжение резисторами).

O-Scope — фактически это вольтметр, но отображающий изменения напряжения онлайн, им можно обозначить форму тока, подключив последовательно к обслуживаемой сети резистор (Rt, «t» — токовый, он же шунтирующий). Его число Ом подбирают намного меньшим, чем у цепи, чтобы отсутствовали влияния на схему. Далее, вычисляют по формуле и, зная величину Rt, можно найти ток.

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине