Как правильно самостоятельно пользоваться Осциллографом

Осциллограф – это цифровой или аналоговый прибор предназначенный визуального контроля формы напряжения и токов. Любой мастер или инженер занимающийся ремонтом электроники, должен уметь пользоваться Oscilloscope, для проведения диагностики.

Назначение осциллографа

Настройка осциллографа

Что измеряет осциллограф

Как работает осциллограф

Как пользоваться осциллографом

Измерение сигнала с ШИМ-контроллера (видео)

Выводы

Назначение осциллографа

Для разработки и ремонта современной электронной техники нужны специализированные знания в области электронных схемопостроений. При проектировании или исследовании любой схемы необходимо проводить измерения.Так как большинство схем имеют импульсный режим работы, то приборы должны соответствовать исследуемой технике.  

Если мы до этого могли свободно обходиться мультиметром, измеряя необходимые значения токов и напряжения, то при диагностике современной электроники этого будет недостаточно. Так как помимо значений измеренных мультиметром, необходимо визуально контролировать форму сигнала устройства или участка схемы, который исследуется. 

В этом случае применяется прибор называемый – Осциллографом. Данный прибор визуально показывает какие процессы происходят в электрической схеме, в определенный момент исследования. На практике научиться применять Oscilloscope можно пройдя очное обучение по программе Электроника и схемотехника в Bgacenter.

Визуализация процессов используя АКИП-4115/4А

Осциллографы существуют двух видов: 

• аналоговые
• цифровые

Развитие электронной техники вытеснили аналоговые, а цифровые завоевали особую популярность среди электронщиков и начинающих радиолюбителей. За счет простоты их использования, а также минимальной подготовки к работе. Данные приборы обладают большим функционалом, многими полезными функциями, которые отсутствуют у аналоговых приборов. При ремонте и настройке блока питания APW8 необходимо применять Oscilloscope, для визуального контроля амплитуды и длительности на входах полевых транзисторов каскада PFC и оконечного каскада.

Осциллограф – это практически тот же вольтметр, где измеряется напряжение, поэтому прибор подключается параллельно к участку измеряемой цепи, либо параллельно источнику питания. Если применить закон Ома, то можно увидеть форму тока. Для этого необходимо применить сопротивление значением 1 Ом, а при делении напряжения на сопротивление в 1 Ом получим силу тока и его форму.

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-4115/4А

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: 

• Курсоры
• Сбор информации
• Зап. вызов

Верхний ряд кнопок меню 

Нижний ряд имеет клавиши: 

• Измерение 
• Дисплей
• Утилиты

Нижний ряд кнопок меню

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

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 ВКЛ/ВЫКЛ

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: 

f = 1/T 

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

Как работает осциллограф

Последовательность работы с осциллографом:

1. Включить Oscilloscope в электрическую сеть.  
2. Согласно инструкции выбрать соответствующие настройки в пунктах меню (язык, время, и т.д.).
3. Произвести калибровку прибора.
4. Подключить высокочастотные измерительные провода BNC к соответствующим разъемам, в соответствии с маркировкой.
5. Начать проводить измерения, присоединив щуп к исследуемой точке на электронной плате. 
6. Если исследуемый сигнал не отображается на экране осциллографа в ручном режиме, необходимо нажать кнопку “АВТО”. При этом прибор покажет исследуемый сигнал.
7. В случае когда эпюра сигнала не помещается на экране, ее необходимо удержать кнопкой “ПУСК/СТОП”, затем регуляторами вертикального и горизонтального усиления довести картинку до оптимального отображения.
8. Во время проведения работ с осциллографом, соблюдайте технику безопасности. Особенно это касается при ремонте горячей части импульсного блока питания, привязанной к электрической сети. В этом случае, для полной безопасности лучше использовать разделительный трансформатор.

Как пользоваться осциллографом

Перед тем как начать пользоваться Oscilloscope, важно определиться какой сигнал предварительно может в данной точке измеряться прибором по амплитуде. Это необходимо в целях исключения поломки прибора. Согласно инструкции установить на приборе максимальное значение напряжения В/Деление по развертке Y. А по развертке X ожидаемую частоту сигнала. 

Только после этого подключаем прибор к соответствующей контрольной точке для измерений. Затем проанализировать появившуюся эпюру напряжения. Для удобства отсчета существуют ручки смещения: 

• по оси координат Y – вертикальное отклонение
• по оси Х – горизонтальное отклонение

При помощи этих регуляторов сместить полученное изображение к началу координат, для удобства отсчета. По осям Ординат и Абсцисс (Y,Х) существует координатная сетка. Она привязана к соответствующим условным значениям. По выбранным значениям можно посчитать полученное значение напряжение в вольтах и время в секундах. Для нахождения частоты, необходимо перевести время в частоту, по формуле f = 1/T.

Измерение сигнала с ШИМ-контроллера (видео)

Для примера возьмем плату от рабочего телевизора и посмотрим выходные импульсы с ШИМ-контроллера в различных режимах работы:

• в дежурном режиме – когда телевизор включен в сеть, до нажатия на кнопки включения
• в рабочем режиме – после нажатия на кнопку включения (или что то же самое под нагрузкой)

 

Удобно применять осциллограф, для исследования электрической схемы в случае, когда ШИМ-контроллер был бы не исправен. При присутствии питания на ШИМ-контроллере выходных импульсов не было бы. А присутствовало бы какое-нибудь напряжение. А это в свою очередь говорит о неисправности самого ШИМ-контроллера или его цепей.

Выводы

• Научиться применять осциллограф необходимо каждому электронщику и начинающему радиолюбителю, занимающемуся разработкой, производством, настройкой, диагностикой и ремонтом электронных устройств.
• Важно уметь анализировать полученные результаты, основываясь на понимании  работы электронных компонентов.
• Осциллограф является сложным устройством, но научится им пользоваться не составляет особого труда.

Измерения осциллографом

Измерения осциллографом, как пользоваться осциллографом

Осциллограф — это эффективный современный прибор, предназначенный для измерения частотных параметров электрического тока во времени и позволяющий отображать их в графическом виде на мониторе, либо фиксировать их с помощью самопишущих устройств. Он позволяет измерять такие характеристики электрического тока внутри цепи, как его сила, напряжение, частота и угол фазового сдвига.

Зачем нужен

осциллограф?

Нет лаборатории, которая смогла бы функционировать долго без

измерительных приборов или источников сигналов, токов и напряжения. Если же в планах заняться проектированием или созданием высокочастотных устройств (особенно серьёзной вычислительной техники, скажем, инверторных блоков питания), тогда осциллограф — это отнюдь не роскошь, а необходимость.

Особенно же хорош он тем, что помогает визуально определить форму у сигнала. Чаще всего именно такая форма хорошо показывает, что именно происходит в измеряемой цепи.

Центром всяких осциллографов выступает электронно-лучевая трубка. Можно сказать, что она вроде радиолампы, внутри, соответственно, вакуум.

Катод осуществляет выброс электронов. Установленная фокусирующая система создаёт тоненький луч из излучаемых заряженных частиц. Специальный слой люминофора покрывает весь экран внутри. Под воздействием заряженного пучка электронов возникает свечение. Наблюдая снаружи, можно заметить по центру светящуюся точку. Лучевая трубка укомплектована двумя парами пластин, которые управляют созданным таким образом лучом. Работа электронного луча осуществляется в направлениях, находящихся перпендикулярно.

В итоге получаются две управляющие системы, которые создают на экране синусоиду, в которой вертикаль обозначает величину напряжения, а горизонталь — период времени. Таким образом, можно наблюдать параметры поданного на прибор напряжения в определённых временных промежутках. В зависимости от типа подаваемого на осциллограф сигнала с его помощью возможно измерение не только параметров напряжения, но и других величин того или иного тестируемого агрегата.

Какими они бывают

В настоящее время распространены осциллографы двух типов — аналоговый и

цифровой (последний отличается большим удобством, расширенными функциями и зачастую более точен). Оба они работают по одинаковому принципу, и указанные ниже способы измерения физических величин могут применяться на любых моделях этого прибора.

Правильное подключение

При проведении измерений важно правильное подключение прибора к измеряемому участку цепи. Осциллограф имеет два выхода с подключаемыми к ним клеммами или щупами. Одна клемма — фазовая, она соединена с усилителем вертикального отклонения луча. Другая — земля, соединенная с корпусом прибора. На большинстве современных приборов фазовый провод заканчивается щупом либо миниатюрным зажимом, а земля — небольшим зажимом типа «крокодил» (см. фото)

На осциллографах советского производства и некоторых российских моделях оба щупа одинаковы, различить их можно либо по значку «земля» на соответствующем проводе, либо по длине — фазовый провод короче. Подключаются они к входам осциллографа, как правило, стандартным штекером (см. рисунок)

Если маркировка отсутствует, а по внешним признакам выяснить, где какой щуп, не удалось, то проводят простой тест. Одной рукой дотрагиваются до одного щупа, при этом другую руку держат в воздухе, не прикасаясь ни к чему. Если этот щуп идет на фазовый вход, то на мониторе появятся заметные помехи (см. рисунок). Они представляют собой значительно искаженную синусоиду с частотой 50 Герц. Если щуп идет к «земле», то монитор останется без изменений.

При подключении осциллографа на измеряемый участок цепи, не имеющий общего провода, щуп «земля» может быть подключен к каждой из измеряемых точек. Если общий провод имеется (это точка, соединенная с корпусом прибора либо заземленная и условно имеющая «нулевой» потенциал), то «землю» предпочтительнее подключать к ней. Если этого не сделать, то точность измерений сильно упадет (в некоторых случаях такие измерения окажутся очень далеки от истинных значений и доверять им будет нельзя).

Измерение напряжения осциллографом

За основу измерения напряжения берется известное значение вертикального масштаба. Перед началом измерений надлежит закоротить оба щупа прибора либо переключить регулятор входа в положение. Нагляднее см. следующую картинку.

После чего рукояткой вертикальной регулировки надлежит выставить линию развертки на горизонтальную ось экрана, чтобы можно было корректно определять высоту.
После этого прибор подключается на измеряемый участок цепи и на мониторе появляется график. Теперь остается только посчитать высоту графика от горизонтальной линии и умножить на масштаб. Например, если на ниже приведенном графике одну клетку считать за 1 вольт (соответственно, она разбита на штриховые деления в 0,2, 0,4, 0,6, и 0,8 вольт), то получаем общее напряжение в 1,4 вольта. Если бы цена деления была 2 вольта, то напряжение бы равнялось 2,8 вольт и так далее…

Выставление нужного масштаба осуществляется вращением специальных ручек настройки.

Определение силы тока

Для узнавания силы тока в цепи с помощью осциллографа в нее последовательно включают резистор, имеющий значительно меньшее сопротивление, чем сама цепь (такое, чтобы он практически не влиял на ее исправную работу).

После этого производят измерение напряжения по принципу, указанному выше. Зная номинальное сопротивление резистора и общее напряжение в цепи несложно, пользуясь законом Ома, рассчитать силу тока.

Измерение частоты с помощью осциллографа

Прибор позволяет успешно измерять частоту сигнала, исходя из его периода. Частота находится в прямо пропорциональной зависимости от периода и рассчитывается по формуле f=1/T, там f — частота, Т — период.

Перед измерением линию развертки совмещают с центральной горизонтальной осью прибора. При проведении измерений осциллограф подключают в исследуемую сеть и наблюдают на экране график.

Для большего удобства, используя ручки горизонтальной настройки, совмещают точку начала периода с одной из вертикальных линий на экране осциллографа. Успешно посчитав количество делений, которое составляет период, следует умножить его на величину скорости развертки.

Рассмотрим на конкретном примере подробнее. Например, период составляет 2,6 делений, развертка — 100 микросекунд/деление. Умножая их, получаем величину периода равную 260 микросекунд (260*10-6 секунд).

Зная период, рассчитываем частоту по формуле f=1/T, в нашем случае частота примерно равна 3,8 кГц.

Измерение сдвига фаз

Сдвиг фаз — это величина, указывающая взаимное положение двух колебательных процессов  в течение времени.

Измерение его производят не в секундах, а в долях периода (Т) сигнала. Достичь максимальной точности измерений этого показателя возможно в том случае, если период растянут масштабированием на весь экран.
В современном цифровом осциллографе абсолютно каждый из сигналов имеет свой цвет, что очень удобно при измерениях. В старых же аналоговых вариантах их яркость и цвет, к сожалению, одинаковы, поэтому для большего удобства следует сделать их амплитуду различной. Подготовка измерения сдвига фаз требует точных подготовительных операций.
Первое, что нужно сделать — не подключая прибор к измеряемой цепи, установить ручками вертикальной настройки линии развертки обоих каналов на центральную ось экрана. Затем ручками настройки усиления каналов вертикального отклонения (плавно и ступенчато) 1-й сигнал устанавливается с большей амплитудой, а второй — с меньшей. Ручками регулирования скорости развертки ее величина устанавливается такой, чтобы оба сигнала на экране имели примерно одинаковый период. После этого, регулируя уровень синхронизации, совмещают начало графика напряжения с осью времени. Ручкой горизонтальной настройки устанавливают начало графика напряжения в крайней налево вертикальной линии. Затем ручками регулировки скорости развертки добиваются того, чтобы конец период графика напряжения совпадал с крайней направо вертикальной линией сетки монитора.
Все эти подготовительные операции производят по порядку до тех пор, пока график периода напряжения не растянется на экран полностью. При этом он должен начинаться и заканчиваться в линиях развертки (см. рисунок).

После завершения подготовительного этапа следует выяснить, какой из параметров опережает другой — сила тока или напряжение. Величина, начальная точка периода которой начинается раньше во времени, является опережающей, и наоборот. Если опережающим является напряжение, то параметр угла сдвига фаз будет положительным, если сила тока — отрицательным. Углом сдвига фаз (по модулю) является дистанция между началами и концами периодов сигналов в величине сетки делений монитора. Он рассчитывается по такой формуле:

В ней величина N — это количество клеток сетки, которые занимает один период, а α — количество делений между началами периодов.
Если графики периодов силы тока и напряжения имеют общие начальную и конечную точки, то угол сдвига фаз равняется нолю.
При ремонте радиоаппаратуры поиск неисправностей ведут, измеряя осциллографом обозначенные выше параметры на отдельных участках электронной цепи или у конкретных электронных компонентов (например, микросхем). Затем их сравнивают с указанными в технологических каталогах величинах, стандартных для этих компонентов, после чего и делают выводы о безошибочной работе или неисправности того или иного элемента цепи.

Если статья была вам полезна, поделитесь ею, пожалуйста, в соц.сетях, воспользовавшись кнопками внизу страницы!

Заходите на мой

канал в YouTube и в группы «Телемастерская» в Одноклассниках и «Самоделкин» ВКонтакте!

Всем успехов!

 

Как пользоваться осциллографом: полное руководство по установке

Если у вас есть осциллограф, необходимо выполнить некоторые основные действия, чтобы настроить его и начать использовать. В этой главе кратко описано, как пользоваться осциллографом. В частности, правильное заземление очень важно из соображений безопасности; не только для себя, но и для интегральных схем (ИС), которые вы тестируете. Также описываются настройка элементов управления осциллографа, калибровка осциллографа, подключение щупов осциллографа и компенсация щупов, а также основные методы измерения с помощью осциллографа.

Надлежащее заземление

Надлежащее заземление является важным шагом при проведении измерений или работе с цепью:

• Надлежащее заземление осциллографа защищает вас от опасного удара током.
• Правильное заземление защищает микросхемы от повреждений.

Заземлить осциллограф означает подключить его к электрически нейтральной контрольной точке, например к заземлению. Заземлите осциллограф, подключив трехштырьковый шнур питания к розетке с заземлением. Заземление осциллографа необходимо для обеспечения безопасности. Если высокое напряжение коснется корпуса незаземленного осциллографа — любой части корпуса, включая ручки, которые кажутся изолированными, — вас может ударить током. Однако при правильно заземленном осциллографе ток проходит через заземляющий контур к земле, а не через вас к земле.

Заземление также необходимо для проведения точных измерений с помощью вашего эндоскопа. Осциллограф должен иметь то же заземление, что и любые тестируемые схемы. Некоторые осциллографы не требуют отдельного подключения к земле. Эти осциллографы имеют изолированные корпуса и органы управления, что защищает пользователя от любой возможной опасности поражения электрическим током.

Если вы работаете с микросхемами, вам также необходимо заземлиться. ИС имеют крошечные проводящие пути, которые могут быть повреждены статическим электричеством, накапливающимся на вашем теле. Вы можете испортить дорогую микросхему, просто пройдясь по ковру или сняв свитер, а затем коснувшись выводов микросхемы. Чтобы решить эту проблему, наденьте заземляющий браслет, как показано на рис. 64. Этот браслет безопасно передает статические заряды с вашего тела на землю.

Рисунок 64 : Типовой заземляющий браслет на запястье.

Настройка органов управления

После подключения осциллографа взгляните на переднюю панель. Как описано в начале Глава 4 — Системы и элементы управления осциллографа , передняя панель обычно разделена на три основные части, помеченные как вертикальная, горизонтальная и триггерная. Ваш осциллограф может иметь другие разделы, в зависимости от модели и типа. Обратите внимание на входные разъемы на вашем осциллографе — сюда вы подключаете пробники. Большинство осциллографов имеют как минимум два входных канала, и каждый канал может отображать сигнал на экране. Несколько каналов полезны для сравнения сигналов. На передней панели осциллографа смешанных сигналов (MSO) также имеются цифровые входы.

Некоторые осциллографы имеют кнопки AUTOSET и/или DEFAULT, с помощью которых можно за один шаг настроить элементы управления в соответствии с сигналом. Если ваш осциллограф не имеет такой возможности, полезно установить элементы управления в стандартные положения перед выполнением измерений.

Инструкции для осциллографа

1. Настройте осциллограф на отображение канала 1.
2. Установите вертикальную шкалу вольт/дел и регуляторы положения в среднее положение.
3. Отключить переменную вольт/дел.
4. Отключить все настройки увеличения.
5. Установите связь входа канала 1 на постоянный ток.
6. Установите автоматический режим триггера.
7. Установите источник триггера на канал 1.
8. Поверните триггерную задержку на минимум или выключите.
9. Установите горизонтальные регуляторы времени/деления и положения в среднее положение.
10. Отрегулируйте вольт/деление канала 1 таким образом, чтобы сигнал занимал как можно большую часть из 10 делений по вертикали без ограничения или искажения сигнала.

Калибровка прибора

В дополнение к правильной настройке осциллографа для точных измерений рекомендуется периодическая самокалибровка прибора. Калибровка осциллографа необходима, если температура окружающей среды изменилась более чем на 5°C (9°F) с момента последней самокалибровки или один раз в неделю. В меню осциллографа это иногда можно инициировать как Signal Path Compensation . Более подробные инструкции см. в руководстве, прилагаемом к вашему осциллографу.

Подключение пробников

После того, как вы правильно заземлили осциллограф и себя и установили осциллограф в стандартные положения, вы готовы подключить пробник к вашему осциллографу. Пробник, если он хорошо согласован с осциллографом, позволяет вам получить доступ ко всей мощности и производительности осциллографа и гарантирует целостность измеряемого сигнала. Для измерения сигнала требуется два соединения:

• Соединение наконечника пробника
• Соединение с массой

Щупы часто поставляются с зажимом для заземления щупа на тестируемую цепь. На практике вы прикрепляете заземляющий зажим к известному заземлению в цепи, например к металлическому корпусу ремонтируемого изделия, и прикасаетесь наконечником щупа к контрольной точке в цепи.

Компенсация пробников

Пассивные пробники напряжения затухания должны компенсироваться осциллографом. Перед использованием пассивного пробника его необходимо компенсировать, чтобы сбалансировать его электрические свойства с конкретным осциллографом. Вы должны привыкнуть компенсировать пробник каждый раз, когда настраиваете осциллограф. Плохо отрегулированный датчик может сделать ваши измерения менее точными. На рис. 65 показано влияние на тестовый сигнал 1 МГц при использовании пробника с неправильной компенсацией.

Большинство осциллографов имеют прямоугольный опорный сигнал, доступный через разъем на передней панели, используемый для компенсации пробника. Общие инструкции по компенсации датчика следующие:

1. Прикрепите датчик к вертикальному каналу.
2. Подсоедините наконечник пробника к компенсации пробника, т. е. опорному прямоугольному сигналу.
3. Прикрепите зажим заземления зонда к земле.
4. Просмотр прямоугольного опорного сигнала.
5. Отрегулируйте щуп так, чтобы углы прямоугольной волны были прямоугольными.

Методы измерения с помощью осциллографа

Вы можете выполнить два основных измерения с помощью осциллографа:

• Измерение напряжения
• Измерение времени

Почти все остальные измерения основаны на одном из этих двух фундаментальных методов.

В этом разделе обсуждаются методы использования осциллографа для визуального выполнения измерений на экране осциллографа. Это обычная методика для аналоговых приборов, и она также может быть полезна для быстрой интерпретации показаний цифрового осциллографа.

Обратите внимание, что большинство цифровых осциллографов включают автоматизированные инструменты измерения, которые упрощают и ускоряют выполнение стандартных задач анализа, тем самым повышая надежность и достоверность ваших измерений. Однако знание того, как выполнять измерения вручную, как описано здесь, поможет вам понять и проверить автоматические измерения.

Измерение напряжения

Напряжение – это величина электрического потенциала, выраженная в вольтах, между двумя точками цепи. Обычно одна из этих точек заземлена (ноль вольт), но не всегда. Напряжения также могут быть измерены от пика к пику. То есть от максимальной точки сигнала до его минимальной точки. Вы должны быть осторожны, чтобы указать, какое напряжение вы имеете в виду. Осциллограф — это прибор для измерения напряжения. После того, как вы измерили напряжение, другие величины можно легко вычислить. Например, закон Ома гласит, что напряжение между двумя точками цепи равно произведению тока на сопротивление. Из любых двух из этих величин можно вычислить третью по формуле, показанной ниже.

Напряжение = Ток x Сопротивление

Еще одной удобной формулой является степенной закон, который гласит, что мощность сигнала постоянного тока равна произведению напряжения на ток. Расчеты для сигналов переменного тока более сложны, но дело в том, что измерение напряжения — это первый шаг к вычислению других величин. На рис. 66 показано напряжение одного пика (V _p ) и размах напряжения (V _p–p ).

Рисунок 66 : Пик напряжения (В _стр. ) и размах напряжения (V _pp ).

Самый простой метод измерения напряжения заключается в подсчете количества делений сигнала на вертикальной шкале осциллографа. Регулировка сигнала таким образом, чтобы он покрывал большую часть экрана по вертикали, обеспечивает наилучшие измерения напряжения, как показано на рис. 67. Чем большую площадь экрана вы используете, тем точнее вы можете считывать измерения.

Рисунок 67 : Измерьте напряжение на центральной вертикальной линии координатной сетки.

Многие осциллографы имеют курсоры, которые позволяют выполнять измерения формы сигнала автоматически, без необходимости подсчета меток на координатной сетке. Курсор — это просто линия, которую вы можете перемещать по дисплею. Две горизонтальные линии курсора можно перемещать вверх и вниз, чтобы ограничить амплитуду сигнала для измерения напряжения, а две вертикальные линии перемещаются вправо и влево для измерения времени. Показания показывают напряжение или время в их положениях.

Измерения времени и частоты

Вы можете выполнять измерения времени, используя горизонтальную шкалу осциллографа. Измерения времени включают измерение периода и длительности импульсов. Частота обратна периоду, поэтому, как только вы знаете период, частота равна единице, деленной на период. Как и измерения напряжения, измерения времени более точны, если вы отрегулируете часть измеряемого сигнала так, чтобы она покрывала большую область дисплея, как показано на рис. 68.

Рисунок 68 : Измерьте время на центральной горизонтальной линии координатной сетки.

Измерение ширины импульса и времени нарастания

Во многих приложениях важны детали формы импульса. Импульсы могут искажаться и вызывать сбои в работе цифровой схемы, а синхронизация импульсов в последовательности импульсов часто имеет большое значение.

Стандартными измерениями импульса являются время нарастания и длительность импульса. Время нарастания — это время, за которое импульс переходит от низкого к высокому напряжению. Условно время нарастания измеряется от 10% до 90% от полного напряжения импульса. Это устраняет любые неравномерности в углах перехода импульса.

Ширина импульса — это время, которое требуется импульсу для перехода от низкого уровня к высокому и обратно к низкому. Обычно ширина импульса измеряется при 50% полного напряжения. На рис. 69 показаны эти точки измерения.

Рисунок 69 : Точки измерения времени нарастания и длительности импульса.

Измерения импульсов часто требуют тонкой настройки запуска. Чтобы стать экспертом в захвате импульсов, вы должны узнать, как использовать задержку запуска и как настроить цифровой осциллограф для захвата данных до запуска, как описано в Главе 4 — Системы осциллографа и элементы управления. Горизонтальное увеличение — еще одна полезная функция для измерения пульса, поскольку она позволяет увидеть мелкие детали быстрого пульса.

Узнайте больше об использовании осциллографа в Центре обучения осциллографам и загрузите наш плакат «Основы осциллографа» с пошаговыми инструкциями по настройке осциллографа, который можно повесить в лаборатории. Если вы еще не приобрели осциллограф или хотите обновить его для проведения более сложных тестов, купите осциллограф Tektronix сегодня.

Как использовать осциллограф для измерения напряжения | Подробное руководство

7 марта 2023 г. Чарльз Кларк Оставить комментарий

Самый простой метод измерения напряжения заключается в подсчете числа делений, которые занимает осциллограмма на вертикальной шкале осциллографа. Наилучшие измерения напряжения получаются при настройке сигнала так, чтобы он покрывал большую часть экрана по вертикали.

Освоение измерения напряжения: A Co…

Пожалуйста, включите JavaScript

Освоение измерения напряжения: подробное руководство по мультиметру и способам проверки напряжения

Большинство осциллографов могут непосредственно измерять только напряжение, а не ток. Падение напряжения на шунтирующем резисторе является одним из методов измерения переменного тока с помощью осциллографа.

Как измерять напряжение с помощью осциллографа

Чтобы выполнить измерения с помощью осциллографа, сначала подключите электрический сигнал, который вы хотите наблюдать, к одному из входов осциллографа, которые обычно обозначены A и B. Чтобы измерить напряжение переменного или постоянного тока, выполните следующие шаги относительно конкретного напряжения.

Напряжение постоянного тока

Чтобы измерить напряжение сигнала постоянного тока (DC) с помощью осциллографа, выполните следующие действия:

1. Включите осциллограф, не подключая входной сигнал. На дисплее осциллографа сигнал постоянного тока будет отображаться плоским.
2. Установив линию осциллографа вертикально, поместите ее выше нулевого уровня напряжения.
3. Затем подключите путь сигнала постоянного тока к одному из входов осциллографа. При подаче сигнала линия осциллографа на вертикальной оси изменится.
4. Чтобы найти напряжение сигнала постоянного тока, подсчитайте количество делений по вертикали, на которое перемещается линия вашего осциллографа, и умножьте количество делений по вертикали на вольт/дел.

Напряжение переменного тока

Для измерения напряжения переменного тока выполните следующие действия:

1. Чтобы измерить амплитуду переменного тока (AC) с помощью осциллографа, сначала подключите сигнал переменного тока к одному из входов осциллографа перед оптимизацией сигнала. Сигнал переменного тока будет колебаться и напоминать синусоиду.
2. Амплитуда сигнала будет определяться путем подсчета количества делений по вертикали между самым высоким и самым низким положениями сигнала (т. е. его пиком и минимумом).
3. Амплитуда в вольтах может быть рассчитана путем умножения количества делений по вертикали на настройку вольт/дел.

Может ли осциллограф измерять переменное напряжение

Чтобы измерить переменную величину, выполните следующие действия:

1. Подключите сигнал переменного тока к одному из входов цифрового осциллографа и оптимизируйте сигнал. Подсчитайте количество горизонтальных делений в вашем осциллирующем сигнале от одной верхней точки до другой (т. е. от пика к пику).
2. Чтобы определить период сигнала, умножьте количество горизонтальных делений на время/деление. Частоту сигнала можно рассчитать с помощью следующего уравнения: частота=1/период.

Осциллографы имеют ровную непрерывную частотную характеристику во всем диапазоне частот. Хотя может потребоваться некоторое смещение или масштабирование, они могут легко измерять сигналы переменного тока в режиме связи по постоянному току. Это то, для чего они предназначены.

Измеряет ли осциллограф ток или напряжение

Основная функция осциллографа — измерение формы сигнала напряжения. Эти волны показаны на графике. Эти графики могут многое рассказать о сигнале, в том числе о времени сигнала и значениях напряжения, а также о частоте колебательного сигнала.

Осциллографы по своей сути представляют график зависимости напряжения от времени для одного или нескольких сигналов. Этот график зависимости напряжения от времени иногда называют осциллограммой. Этот сигнал представлен с помощью пробника для подключения определенного сигнала тестируемого устройства (DUT) к осциллографу.

Как измерить напряжение батареи на осциллографе

Напряжение батареи можно измерить с помощью осциллографа, оснащенного усилителем отклонения или выводами с прямой связью.