Rakstā tiks sīki aprakstīts, kā lietot osciloskopu, kas tas ir un kādiem nolūkiem tas ir nepieciešams. Neviena laboratorija nevar pastāvēt bez mērīšanas aprīkojuma vai signālu, spriegumu un strāvu avotiem. Un, ja plānojat projektēt un izveidot dažādas ierīces (it īpaši, ja runa ir par augstfrekvences tehnoloģijām, piemēram, invertora barošanas blokiem), tad bez osciloskopa kaut ko darīt būs problemātiski.
Kas ir osciloskops
Šī ir ierīce, kas ļauj "redzēt" spriegumu vai drīzāk tā formu noteiktā laika periodā. Ar to jūs varat izmērīt daudz parametru - spriegumu, frekvenci, strāvas stiprumu, fāzes leņķus. Taču īpaši labi šajā ierīcē ir tas, ka tā ļauj vizuāli novērtēt signāla formu. Patiešām, vairumā gadījumu tieši viņa saka, kas tieši notiek ķēdē, kurā tiek veikts mērījums.
Dažos gadījumos, piemēram, spriegums var saturēt ne tikai nemainīgu, bet arī mainīgu komponentu. Un otrā forma var būt tālu no ideāla sinusoīda. Voltmetri, piemēram, uztver šādu signālu ar lielām kļūdām. Rādītāju instrumenti dos vienu vērtību, digitālie - daudz mazāki un voltmetri līdzstrāva c - vairākas reizes vairāk. Visprecīzāko mērījumu var veikt ar rakstā aprakstītās ierīces palīdzību. Un nav nozīmes tam, vai tiek izmantots osciloskops H3013 (kā to lietot, ir apskatīts tālāk) vai cits modelis. Mērījumi ir vienādi.
Ierīces funkcijas
Lai to īstenotu, ir pavisam vienkārši - pastiprinātāja ieejai jāpievieno kondensators. Šajā gadījumā ieeja ir slēgta. Ņemiet vērā, ka zemas frekvences signāli zem 5 Hz šajā mērīšanas režīmā tiek novājināti. Tāpēc tos var izmērīt tikai atvērtā ievades režīmā.
Kad slēdzis ir iestatīts vidējā pozīcijā, pastiprinātājs tiek atvienots no ieejas savienotāja un rodas īssavienojums ar zemi. Pateicoties tam, ir iespējams instalēt skenēšanu. Tā kā osciloskopu S1-49 un analogus nav iespējams izmantot bez zināšanām par pamata vadības ierīcēm, ir vērts par tiem runāt sīkāk.
Osciloskopa kanāla ieeja
Uz priekšējā paneļa ir skala vertikālā plaknē - to nosaka kanāla jutības kontrole, caur kuru notiek mērījums. Mēru var mainīt nevis gludi, bet pa soļiem, izmantojot slēdzi. Kādas vērtības varat ar to iestatīt, skatiet blakus esošajā korpusā. Uz tās pašas ass, kur šis slēdzis, atrodas vienmērīgas regulēšanas poga (šeit ir norādīts, kā izmantot osciloskopu C1-73 un līdzīgus modeļus).
Priekšējā panelī var atrast rokturi ar divvirzienu bultiņu. Ja to pagriežat, šī kanāla diagramma sāks kustēties vertikālā plaknē (augšup un lejup). Lūdzu, ņemiet vērā, ka blakus šim rokturim ir grafiskais apzīmējums, kas parāda, kādā virzienā tas ir jāgriež, lai mainītu reizinātāja vērtību uz augšu vai uz leju. abi kanāli ir vienādi. Turklāt priekšējā panelī ir pogas kontrasta, spilgtuma un sinhronizācijas regulēšanai. Ir vērts atzīmēt, ka digitālajam kabatas osciloskopam (mēs apsveram, kā izmantot ierīci) ir arī vairāki diagrammas displeja iestatījumi.
Kā tiek veikti mērījumi
Mēs turpinām aprakstīt, kā izmantot digitālo vai analogo osciloskopu. Ir svarīgi atzīmēt, ka tiem visiem ir trūkumi. Ir vērts pieminēt vienu iezīmi – visi mērījumi tiek veikti vizuāli, tāpēc pastāv risks, ka kļūda būs liela. Jāņem vērā arī fakts, ka slaucīšanas spriegumiem ir ārkārtīgi zema linearitāte, kas noved pie aptuveni 5% fāzes vai frekvences nobīdes. Lai samazinātu šīs kļūdas, ir jāizpilda viens vienkāršs nosacījums — diagrammai ir jāaizņem aptuveni 90% no ekrāna laukuma. Kad tiek veikti frekvences un sprieguma mērījumi (ir laika intervāls), vadības ierīces signāla pastiprinājuma regulēšanai pie ieejas un slaucīšanas ātruma ir jāiestata galējā labajā pozīcijā. Ir vērts atzīmēt vienu iezīmi: tā kā pat iesācējs var izmantot digitālo osciloskopu, ierīces ar katodstaru lampu ir zaudējušas savu nozīmi.
Kā izmērīt spriegumu
Lai veiktu sprieguma mērījumus, jums jāizmanto skalas vērtības vertikālajā plaknē. Lai sāktu, veiciet kādu no šīm darbībām:
- Savienojiet kopā abas osciloskopa ieejas spailes.
- Pārvietojiet ievades režīma slēdzi pozīcijā, kas atbilst savienojumam ar kopīgs vads. Pēc tam ar regulatoru, kuram blakus ir parādīta divvirzienu bultiņa, pārliecinieties, vai skenēšanas līnija sakrīt ar ekrāna centrālo (horizontālo) līniju.
Pārslēdziet ierīci mērīšanas režīmā un ievadiet pētāmo signālu. Šajā gadījumā režīma slēdzis ir iestatīts jebkurā darbības pozīcijā. Bet kā izmantot portatīvo digitālo osciloskopu? Nedaudz sarežģītāk - šādām ierīcēm ir daudz vairāk regulējumu.
Tā rezultātā ekrānā var redzēt kādu grafiku. Lai precīzi izmērītu augstumu, izmantojiet pildspalvu ar horizontālu divvirzienu bultiņu. Pārliecinieties, vai diagrammas augšējais punkts atrodas uz vertikālās līnijas, kas atrodas centrā. Tam ir gradācija, tāpēc būs daudz vieglāk aprēķināt efektīvo spriegumu ķēdē.
Kā izmērīt frekvenci
Izmantojot osciloskopu, varat izmērīt laika intervālus, jo īpaši signāla periodu. Jūs saprotat, ka jebkura signāla frekvence vienmēr ir proporcionāla periodam. Jūs varat izmērīt periodu jebkurā viļņu formas apgabalā. Bet ērtāk un precīzāk ir mērīt tajos punktos, kuros grafiks krustojas ar horizontālo asi. Tāpēc pirms mērījumu sākšanas noteikti skaidri iestatiet slaucīšanu uz horizontālās līnijas, kas atrodas centrā. Tā kā portatīvo digitālo osciloskopu ir daudz vieglāk izmantot nekā analogo, pēdējie jau sen ir nogrimuši aizmirstībā un reti tiek izmantoti mērījumiem.
Turklāt, izmantojot rokturi, kas norādīts ar horizontālu divvirzienu bultiņu, perioda sākums ir jāpārvieto ar ekrāna vistālāk esošo rindiņu. Pēc signāla perioda aprēķināšanas varat izmantot vienkāršu formulu, lai aprēķinātu frekvenci. Lai to izdarītu, jums ir jāsadala vienība ar iepriekš aprēķināto periodu. Mērījumu precizitāte atšķiras. Lai to palielinātu, diagramma ir pēc iespējas vairāk jāizstiepj horizontāli.
Pievērsiet uzmanību vienai likumsakarībai: palielinoties periodam, biežums samazinās (proporcija ir apgriezta). Un otrādi, periodam samazinoties, biežums palielinās. Zema kļūdas robeža ir tad, ja tā ir mazāka par 1 procentu. Bet ne katrs osciloskops spēj nodrošināt tik augstu precizitāti. Tik precīzus mērījumus var iegūt tikai uz digitālajiem, kuros ir lineāra slaucīšana.
Kā tiek noteikta fāzes nobīde
Un tagad par to, kā izmantot osciloskopu S1-112A, lai izmērītu fāzes nobīdi. Bet vispirms definīcija. Fāzes nobīde ir raksturlielums, kas parāda, kā divi procesi (oscilējoši) kādu laiku atrodas viens pret otru. Turklāt mērījums notiek nevis sekundēs, bet gan perioda daļās. Citiem vārdiem sakot, mērvienība ir leņķa vienības. Ja signāli atrodas vienādi, tad arī to fāzes nobīde būs vienāda. Turklāt tas nav atkarīgs no biežuma un perioda - reālā diagrammu skala uz horizontālās (laika) ass var būt jebkura.
Maksimālā mērījumu precizitāte būs tad, ja grafiks ir izstiepts visā ekrāna garumā. Analogajos osciloskopos katra kanāla viļņu formai būs vienāds spilgtums un krāsa. Lai šos grafikus atšķirtu vienu no otra, katram ir jāizveido sava amplitūda. Un spriegumu, kas tiek piegādāts pirmajam kanālam, ir svarīgi padarīt to pēc iespējas lielāku. Tādējādi būs daudz labāk saglabāt attēlu ekrānā sinhronizētu. Lūk, kā izmantot osciloskopu C1-112A. Citu ierīču darbība nedaudz atšķiras.
Osciloskops ir instruments, ko izmanto, lai novērotu sprieguma signāla viļņu formu.Domāju, ka nevienam nav noslēpums, ka man uz galda joprojām guļ vecs ungāru oscils. Nopirku kā citu forumā no viena zemnieka, kopš tā laika viņš man uzticīgi kalpo.
Nu ir pienākusi diena un stunda, kad jāparāda maniem mīļajiem lasītājiem, kā tas darbojas :-). Līdz šim par visuzticamākajiem un precīzākajiem oscilatoriem tika uzskatīti analogie katodstaru lampu oscilatori. Neatkarīgi no tā, cik daudz digitālo osciloskopu tiek slavēts, nav jaukāka un precīzāka par vienkāršu analogo. Oscillus sastāv, kā jau teicu, no katodstaru lampas (tas pats tava televizora kineskops, kuram vēl, protams, tādi ir), dažādiem pagriezieniem un arī no zondes
Ja multimetra zonde sastāv no vienkārša stieples, tad osciloskopa zonde sastāv no kabeļa. Un kabelī ir divi zondes vadi, kas atzarojas galā. Šis kabelis spēj izmērīt augstfrekvences spriegumu bez traucējumiem. Pipete vidū ir signāla zonde, un ekrāns ir masas vai zemes zonde. Elektronikas inženieri to sauc savādāk, bet es pie tā esmu pieradis. Zondes galā baltā krokodila skava ir zeme, un signāls ir ar adatu.
Mēs pievienojam kabeli savienotājam, man ir divi, uz dažādiem oscilatoriem var būt atšķirīgs skaits. Tas ir atkarīgs no oscilatora slīpuma. Tātad, mēs savienojam, iedarbinām oscilatoru ar pogu "Sākt", ļaujam tam sasilt, noķeram līniju un ar pogas iestatiet to vidū. Spineri uz mana oscilatora ar baltu apli augšpusē. Un zem šiem vērpējiem uz vienas ass ir riekstkoki. Kreisajā pusē ar baltu apli, tvitteri pa X koordinātu un riekstu griezni pa laika bāzi, labajā pusē tvitteri pa Y koordinātu un riekstu griezni pa sprieguma amplitūdu. Osciloskops parāda spriegumu laika gaitā.
Pastāv situācija, kad jums ir jānosaka signāla vads, šim nolūkam mēs paņemam vienu no vadiem, pieskaramies tam ar pirkstu un skatāmies uz oscilatora displeju. Ja signāls nav izkropļots - tas ir zemējums. Ja izkropļots - tas ir signāls. Tālāk esošajā fotoattēlā ir signāla vada definēšanas piemērs.
Ar osciloskopu mēs varam izmērīt tikai sprieguma viļņu formu, mēs nevaram tieši izmērīt strāvu! Ja nu vienīgi netieši, izmantojot Oma likumu. Lai izmērītu līdzstrāvas sprieguma lielumu, mums ir nepieciešams avots pastāvīgs spriegums. Tas var būt vienkāršs akumulators vai barošanas avots. Manā gadījumā tas ir barošanas avots. Skaidrības labad mēs iestatījām 1 voltu.
Oscilatora mērvienība ir displeja kvadrāta mala. Lai mērītu mērogā 1:1, Y riekstu lauzni iestatām uz 1.
Mēs pieķeramies pie zemes uz barošanas avota "mīnusa", signalizē uz barošanas avota "plusu". Mēs redzam šo attēlu:
Līnija ir pārvietota uz augšu par 1 kvadrātu. Tas nozīmē, ka ar laiku signāls no barošanas avota visu laiku ir 1 volts.
Bet kā izmērīt signālus, kas, teiksim, ir 100 volti? Šim nolūkam riekstkodis tika izgudrots saskaņā ar W :-). Mēs atstājam 1 voltu uz barošanas avota un noklikšķiniet uz riska "2".
Ko tas nozīmē? Tas nozīmē, ka oscilatora displejā saņemtais signāls ir muļķīgi jāreizina ar 2.
Un šeit ir signāls oscilatora displejā:
Uz oscilas mēs redzam vērtību Y=0,5. Mēs reizinām šo vērtību ar oscilas riska vērtību un iegūstam vēlamo vērtību. Tas ir, 2x0,5 \u003d 1 volts.
Bet tas būs signāls, ja uzliksim riekstu lauzni uz 5. 5x0,2 \u003d 1 voltu.
Kā redzam, parasts multimetrs var tikt galā ar šo uzdevumu.
Ja mēs pieliekam zondes otrādi, tad nekas slikts nenotiek. Piemēram, mēs iestatījām 2 voltus strāvas padevei. Zeme svārstās uz bloka "plusu", bet signāls uz bloka "mīnusu" - tas ir, viss ir savienots otrādi. Līnija vienkārši nolaidās, bet nekas nemainās. 2 volti kā ir, tā paliek.
Bet praksei, kā jau teicu, ir jāzina signāla forma. Elektronika izmanto 90% periodisku signālu. Tas nozīmē, ka tie atkārtojas pēc noteikta laika. Ļoti bieži jums ir jānoskaidro mainīga signāla periods un frekvence. Šim nolūkam tiek izmantota mūsu elektronu staru ierīce.
Lai nesadedzinātu oscilatoru, paņēmu transformatoru. Pateicoties labam transam, man izejā ir sprieguma amplitūda (tas nozīmē no nulles līdz augstākajai vai zemākajai virsotnei) 1,5 voltu robežās, un transā nonāk 220 voltu spriegums.
Mēs pieķeramies pie transa sekundārā tinuma ar oscilatoru zondēm un parādām rādījumus displejā.
Kāds sasodīts sinusa vilnis. Ideālā gadījumā kontaktligzdās būtu jānogādā tīrs sinusoidāls vilnis. Krievija, ko citu teikt))). Nu labi. Es domāju, ka tavā mājā nonāk sinusoidālā viļņa tīrāka nekā manējā :-). Periodiskā signālā mums ir svarīgi tādi parametri kā signāla frekvence un tā forma. Tāpēc, lai noteiktu biežumu, mums jāzina periods. T - periods, V - frekvence. Tie ir savstarpēji saistīti.
Definēsim signāla periodu. Periods ir laiks, pēc kura signāls atkārtojas vēlreiz. Vieglāk ir izmērīt no pīķa līdz maksimumam.
Mēs saskaitām kvadrātu malas ar X. Es saskaitīju 4 kvadrāta malas, un jūs ?.
Tālāk mēs aplūkojam pagriezienu saskaņā ar X, kas ir atbildīgs par laika bāzi. Risks ir pie 5. Šīs nodaļas cena ir rakstīta augstāk - msec / div. Tas ir, izrādās 5 milisekundes katrā kvadrāta malā.
Mili ir tūkstotis. Līdz ar to 0,005 sek. Mēs reizinām šo vērtību ar mūsu saskaitītajām kvadrātu malām. 0,005x4=0,02. Tas ir, viens periods ilgst 0,02 sekundes vai 20 milisekundes. Zinot periodu, mēs atrodam signāla frekvenci, izmantojot iepriekš minēto formulu. V = 1/0,02 = 50 Hz. Sprieguma frekvence mūsu kontaktligzdā ir 50 Hz, kas bija jāpierāda.
Šobrīd jau esmu iegādājies sev digitālo osciloskopu
Ir prieks ar viņu strādāt, tāpēc viņš katoda staru paņēma darbā. Vairāk par digitālo oscilu varat lasīt tālāk esošajā saitē.
Uz monitora ir atzīmēti nodalījumi. Sadaļas ļauj vizuāli novērtēt signāla parametrus. Pa horizontālo asi attēlotie sadalījumi ļauj izmērīt laika parametrus. Pa vertikālo asi iezīmētie dalījumi ļauj izmērīt spriegumu.
Monitorā parādītos grafikus sauc par oscilogrammām. Vienkāršākais osciloskops parāda tikai sprieguma viļņu formas. Šis displeja veids parāda spriegumu pret laiku. Ir ierīces, kas parāda amplitūdas atkarību no frekvences - spektra analizatori. Šādas ierīces izmanto trokšņu/vibrāciju līmeņu mērīšanai, kā arī signāla spektrālā sastāva analīzē. Grafikus, ko parāda šādi instrumenti, sauc par spektrogrammām.
Apskatot sprieguma viļņu formas un spektrogrammas, varat noteikt kļūmes elektriskās ķēdes darba kārtībā bez demontāžas. Sprieguma oscilogrammas var izmantot, lai noteiktu sensoru, izpildmehānismu un elektrisko vadu darbības traucējumus transportlīdzekļu elektroniskajās sistēmās.
Nulles līnija.
Ja osciloskopa ieejai nav pievienots neviens sprieguma avots, viļņu forma izskatīsies kā plakana horizontāla līnija. Šādu līniju sauc par "nulles līniju", jo tā parāda līmeni, kas atbilst 0 voltu spriegumam osciloskopa ieejā.
A:– sprieguma vērtība marķiera norādītajā laika momentā. Šajā gadījumā tas atbilst nulles līnijas spriegumam, kas ir 0 volti.
Ja osciloskopa ieeja ir savienota ar konstanta sprieguma avotu, piemēram, automašīnas akumulatoru, tad iegūtajai viļņu formai būs arī plakana horizontāla līnija, bet tās vertikālais stāvoklis ekrānā atšķirsies no nulles stāvokļa. līnija.
A:– sprieguma vērtība marķiera norādītajā laika momentā. Šajā gadījumā tas atbilst automašīnas spriegumam akumulators un vienāds ar ~ 12,3 voltiem.
Atšķirība starp saņemtās viļņu formas un nulles līnijas pozīcijām ir tieši proporcionāla sprieguma vērtībai.
Lielākajai daļai signāla spriegumu viļņu formu ir cita forma, nevis plakana horizontāla līnija. Nulles līnijas pozīciju uz osciloskopa ekrāna var mainīt vertikāli - paceliet augstāk vai nolaidiet. Nepieciešamība mainīt nulles līnijas pozīciju (augstāku vai zemāku) ir atkarīga no pētāmā signāla formas, kā arī rodas, ja tiek izmantots daudzkanālu osciloskops.
Piemērs vairāku signālu rādīšanai uz daudzkanālu osciloskopa ekrāna vienlaikus ar nulles līnijas pozīcijas individuālu regulēšanu katram kanālam.
Iegūt.
Grafiks osciloskopa ekrānā parāda sprieguma vērtības atkarību no laika. Jo lielāka ir pētāmā signāla amplitūda, jo lielāka ir signāla vertikālā novirze uz osciloskopa ekrāna. Atkarībā no amplitūdas signāla displeja skaidrībai tiek izvēlēts piemērots pastiprinājums. Pastiprinājuma vērtība tiek mērīta voltos uz iedalījumu
Iespēja mainīt pastiprinājuma vērtību ļauj osciloskopam attēlot gan signālus ar ļoti mazu sprieguma amplitūdu, gan signālus ar ļoti lielu sprieguma amplitūdu. Nepieciešamā pastiprinājuma vērtība ir atkarīga no pētāmā signāla amplitūdas parametriem.
Tas pats signāls tiks parādīts atšķirīgi atkarībā no izvēlētās pastiprinājuma vērtības. Ja ekrānā ir jāparāda viss signāls amplitūdā, tiek izvēlēta lielāka Volt/iedalījuma vērtība.
Mazāku Voltu/iedalījuma vērtību izvēlas, ja nepieciešams detalizēti izpētīt atsevišķu signāla posmu formas un amplitūdas parametrus. Šajā gadījumā ekrānā tiek parādīta tikai daļa no signāla amplitūdā.
Iepriekš minētie piemēri parāda, kā viena un tā paša signāla viļņu formas rādījums osciloskopa ekrānā mainās, mainoties pastiprinājuma vērtībai.
Skenēt.
Osciloskops izseko sprieguma grafiku no kreisās puses uz labo, sākot no ekrāna kreisās puses. Ātrumu, ar kādu tiek zīmēts grafiks, sauc par slaucīšanu. Laika bāze tiek mērīta sekundēs uz iedalījumu. Slaucīšanas vērtību var mainīt, izmantojot laika/div slēdzi.
Tas pats signāls tiks parādīts atšķirīgi atkarībā no izvēlētās slaucīšanas vērtības. Mazāks laiks/dalījums tiek izvēlēts, ja nepieciešams detalizēti izpētīt atsevišķu signāla posmu formu un laika parametrus. Šajā gadījumā ekrānā tiek parādīts īsāks signāla fragments.
Inžektora vadības signāla sprieguma oscilogramma pie mazākas slaucīšanas vērtības. Šajā gadījumā laika bāze ir 0,2 milisekundes/div.
Ja nepieciešams ekrānā attēlot oscilogrammas fragmentu, kas ir ilgāks laikā, piemēram, lai identificētu atsevišķus impulsus ar neregulāru signāla formu vai izlaistiem impulsiem, izvēlieties lielāku laiku/dalījumu.
Inžektora vadības signāla sprieguma oscilogramma pie lielākas slaucīšanas vērtības. Šajā gadījumā laika bāze ir 1 milisekunde/dalījums.
Iepriekš minētie piemēri parāda, kā viena un tā paša signāla viļņu formas rādījums osciloskopa ekrānā mainās, mainoties slaucīšanas vērtībai.
Sinhronizācija.
Periodisku (cikliski atkārtojošu) signālu ērtai un vizuālai attēlošanai tiek izmantota sinhronizācija. Sinhronizācija nodrošina atsevišķu impulsu zīmēšanu, vienmēr sākot no viena un tā paša punkta ekrānā, tādējādi radot nekustīga vai relatīvi stabila attēla efektu. Kad sprūda ir izslēgta, osciloskops izseko sprieguma grafiku no kreisās puses uz labo, sākot no ekrāna tālākās kreisās puses, līdz ekrāns ir pilns, un tad tas atkal sākas ekrāna tālākajā kreisajā pusē, kas ir neērti salīdzinoši ātri parādīt. periodiskas viļņu formas.
Lai iestatītu sprūda, ir jāizvēlas sprūda līmenis (sprieguma vērtība, pie kuras osciloskops sāk zīmēt viļņu formu) un signāla mala (krītošs vai augošs spriegums).
Ja tiek izmantots daudzkanālu osciloskops, ir arī jānorāda, kura kanāla signālu izmantot sinhronizācijai.
analogais signāls.
Lielākajai daļai analogo signālu sprieguma vērtība mainās laika gaitā. Ja izmaiņas atkārtojas cikliski, tad šādu signālu sauc par periodisku, piemēram, sprauslas vadības signālu. Ja periodiska signāla sprieguma viļņu forma šķērso nulles līniju, tad šādu signālu sauc par mainīgu. Ja periodiska signāla sprieguma viļņu forma nešķērso nulles līniju, tad šādu signālu sauc par konstantu. Sarežģīta analogā līdzstrāvas signāla piemērs ir lambda zondes signāls.
BOSCH lambda zondes izejas sprieguma oscilogramma
(uz cirkonija oksīda bāzes).
A:– sprieguma vērtība marķiera norādītajā laika momentā. Šajā gadījumā tas atbilst maksimālais spriegums lambda zondes izejas signāls un ir vienāds ar ~ 840 milivoltiem;
A-B:– sprieguma starpības vērtība starp diviem norādītajiem marķieriem laikā. Šajā gadījumā tas atbilst zondes signāla izejas sprieguma svārstībām un ir ~740 milivolti.
sinusoidāls signāls.
Vienkāršākais mainīga analogā sprieguma piemērs ir sinusoidāls vilnis. Šādu signālu raksturo tikai divi parametri - amplitūda un frekvence. Nulles līnija sinusoidāla Maiņstrāvas spriegums atrodas tieši signāla vidū.
Jāņem vērā, ka lielākā daļa maiņstrāvas sprieguma signālu būtiski atšķiras no tīra sinusoidāla. Automobiļu elektronikā signāli, ko ģenerē magnētisko pārnesumu pozīcijas sensori, ir tuvu sinusoidālam.
A:– sprieguma vērtība marķiera norādītajā laika momentā;
A-B:– sprieguma starpības vērtība starp diviem norādītajiem marķieriem laikā.
Līdzīgus signālus ģenerē daži sensori kloķvārpstas, sadales vārpstas, riteņu ātruma griešanās ātrumam ...
digitālais signāls.
Digitālie signāli atšķiras no analogajiem signāliem tikai divu sprieguma līmeņu klātbūtnē - "augsts"/"zems", "ieslēgts"/"izslēgts", "1"/"0". Šādi digitālā signāla sprieguma līmeņi tiek saukti par "loģiskiem līmeņiem". Vairumā gadījumu ciparu signāla loģikas līmeņiem ir precīzas sprieguma vērtības, piemēram, +5 volti un 0 volti.
A:– sprieguma vērtība marķiera norādītajā laika momentā. Šajā gadījumā tas atbilst spriegumam augsts līmenis digitālais signāls un ir +5 volti.
Digitālie signāli tiek ģenerēti ar taustiņiem (slēdžiem). Taustiņu lomu veic tranzistori, kas pārslēdzas starp "atvērtu" / "slēgtu" stāvokli. Dažreiz digitālos signālus ģenerē mehāniskie slēdži - mehāniskie slēdži, slēdži, elektromehāniskie releji ... Automobiļu elektronikas digitālo signālu piemēri ir Hola sensors, droseles ierobežojuma sensori, aktīvā kloķvārpstas / sadales vārpstas stāvokļa / ātruma sensori ...
Bet galvenokārt digitālos signālus izmanto datortehnoloģijās, tostarp automašīnu elektronisko sistēmu digitālajos vadības blokos.
Biežums.
Frekvence ir periodiska signāla ciklu skaits, kas atkārtojas noteiktā laika periodā. Ja šādam laika periodam tiek ņemta viena sekunde, tad periodiskā signāla ciklu skaitu, kas atkārtojas šajā laika periodā, sauc par herciem (Hz). Automobiļu elektronikā dzinēja apgriezienu skaitu parasti aprēķina laika periodā, kas vienāds ar vienu minūti (RPM).
No periodiska signāla sprieguma oscilogrammas varat viegli izmērīt impulsa atkārtošanās ātrumu. Lai to izdarītu, ir jāizmēra signāla pilna cikla ilgums - periods. Tālāk iegūto laika intervāla vērtību var pārvērst frekvencē, izmantojot atbilstošu formulu.
Aprēķiniet kloķvārpstas stāvokļa sensora signāla impulsa atkārtošanās ātrumu.
Sensors, kura izejas sprieguma viļņu forma ir parādīta iepriekš, ģenerē vienu sprieguma impulsu uz kloķvārpstas apgriezienu. Laika intervālu starp diviem tuvākajiem šādiem impulsiem sauc par periodu. Šajā gadījumā osciloskopa ekrānā horizontāli divi secīgi impulsi atrodas 7,4 dalījumu attālumā viens no otra. Lai parādītu šo signālu ekrānā, tika izvēlēts slaucīšana (laika intervāls starp katru sadalījumu osciloskopa ekrānā horizontāli) 10 milisekundes / dalījums, tas ir, 0,01 sekunde. Reizinot periodam atbilstošo dalījumu skaitu ar slaucīšanas vērtību, jūs varat iegūt signāla atkārtošanās perioda skaitlisko vērtību sekundēs:
0,01*7,4=0,074 sekundes.
Zinot signāla atkārtošanās perioda ilguma vērtību, var aprēķināt, cik šādu periodu sekos vienā sekundē, tas ir, signāla frekvenci hercos. Lai periodu pārvērstu frekvencē, izvēlētais laika intervāls (šajā gadījumā 1 sekunde) ir jāsadala ar signāla atkārtošanās periodu (šim signālam 0,074 sekundes):
1/0,074=13,5 Hz.
Ja šajā gadījumā rēķinām, cik šādu periodu sekos vienā minūtē, tad iegūtā vērtība atbildīs kloķvārpstas griešanās ātrumam apgriezienos minūtē. Lai periodu pārvērstu frekvencē, izvēlētais laika intervāls (šajā gadījumā 60 sekundes) ir jāsadala ar signāla atkārtošanās periodu (šim signālam 0,074 sekundes):
60/0,074=810 apgr./min.
Šo aprēķinu var veikt ar jebkuru osciloskopu, taču daži osciloskopi spēj aprēķināt un attēlot signāla frekvenci hercos vai apgr./min automātiskajā vai pusautomātiskajā režīmā.
apgr./min.:– pašreizējais dzinēja apgriezienu skaits apgr./min.
Impulsa ilgums.
Impulsa ilgums ir laika intervāls, kurā signāls atrodas aktīvā stāvoklī. Aktīvais stāvoklis ir sprieguma līmenis, kas ieslēdz izpildmehānismu (iedarbina mehānismu). Atkarībā no izpildmehānisma komutācijas ķēdes aktīvajam stāvoklim var būt dažādi sprieguma līmeņi, piemēram, 0 volti, +5 volti, +12 volti ... Piemēram, elektromagnētiskā inžektora vadības signāla aktīvā stāvokļa spriegums lielākajā daļā dzinēja vadības sistēmas teorētiski ir 0 volti, bet praksē tas var svārstīties diapazonā no 0 ... + 2,5 voltiem vai vairāk.
impulsa platums:- impulsa ilgums.
Iepriekšminētajai viļņu formai inžektora atvēršanas impulsa ilgums osciloskopa ekrānā horizontāli ir 4,4 dalījumi, kas pie 1 milisekundes/div atbilst 4,4 milisekundēm.
Cikls.
Darba cikls ir laika procents no atkārtošanās perioda, kad signāls ir aktīvā stāvoklī. Darba cikls ir viens no PWM (impulsa platuma modulācijas) signālu parametriem.
cikls:- signāla darba cikls. Signāls ir aktīvā stāvoklī 67% laika (šajā gadījumā signāla aktīvā stāvokļa sprieguma vērtība ir ~1 volts);
Biežums:ir pulsa atkārtošanās ātrums. Šajā gadījumā tas ir ~100 Hz.
PWM signālus izmanto, lai kontrolētu dažus izpildmehānismus. Piemēram, dažās dzinēja vadības sistēmās PWM signāls aktivizē tukšgaitas solenoīda vārstu. Turklāt daži sensori ģenerē PWM signālu, pārvēršot izmērītā fiziskā parametra vērtību darba ciklā.
Pašindukcijas EMF.
Pašindukcijas EMF (elektromotīves spēks) ir spriegums, kas rodas daudzuma vērtības izmaiņu dēļ magnētiskais lauks un/vai tā virziens ap elektrisko vadītāju. Ja solenoīda iekšienē magnētiskā lauka lielums mainās (elektromagnētiskā releja tinums, elektromagnētiskais inžektors, aizdedzes spole, elektromagnētiskais ātruma sensors), pašindukcijas EMF spriegums var sasniegt desmitus. / tūkstošiem voltu. Pašindukcijas EMF sprieguma lielums galvenokārt ir atkarīgs no tinuma induktivitātes un magnētiskā lauka lieluma izmaiņu ātruma. Elektromagnētiskajiem izpildmehānismiem magnētiskā lauka lielums mainās visstraujāk, kad tas tiek iznīcināts, tas ir, kad tiek ātri izslēgts solenoīda barošanas spriegums.
Dažos gadījumos pašindukcijas EML efekts ir nevēlams, un tiek veikti pasākumi, lai to samazinātu / novērstu. Bet dažas elektriskās ķēdes ir paredzētas, lai iegūtu maksimālu pašinduktīvās EML pārspriegumu, piemēram, benzīna dzinēja aizdedzes sistēma.
A:– sprieguma vērtība marķiera norādītajā laika momentā. Šajā gadījumā tas atbilst aizdedzes spoles sekundārā tinuma pašindukcijas EMF spriegumam, ko ierobežo aizdedzes sveces pārrāvuma spriegums un atbilst 8,3 kilovoltiem.
Dažas aizdedzes sistēmas ar barošanas spriegumu 12 volti spēj attīstīt pašindukcijas EMF spriegumu līdz 40-50 tūkstošiem voltu.
Īsumā tika pastāstīts par šo universālo ierīci. Ar sniegto informāciju pietiek, lai mērīšanas process būtu apzināts, taču tik sarežģītas iekārtas remonta gadījumā būs nepieciešamas dziļākas zināšanas, jo elektronisko osciloskopu shēma ir ļoti daudzveidīga un diezgan sarežģīta.
Visbiežāk iesācēju radioamatieru rīcībā ir viena stara osciloskops, taču, apgūstot šādas ierīces lietošanas paņēmienus, pāriet uz divu staru vai digitālo osciloskopu nebūs grūti.
1. attēlā redzams diezgan vienkāršs un uzticams osciloskops S1-101, kuram ir tik mazs pogu skaits, ka tajās apmaldīties ir absolūti neiespējami. Lūdzu, ņemiet vērā, ka tas nav sava veida osciloskops skolas fizikas stundām, tas ir tieši tas, ko ražošanā izmantoja tikai pirms divdesmit gadiem.
Osciloskopa jauda nav tikai 220 V. To var darbināt no 12V līdzstrāvas avota, piemēram, automašīnas akumulatora, kas ļauj ierīci izmantot uz lauka.
Attēls 1. Osciloskops S1-101
Papildu regulējumi
Osciloskopa augšējā panelī ir pogas stara spilgtuma un fokusēšanas regulēšanai. Viņu mērķis ir skaidrs bez paskaidrojumiem. Visas pārējās vadības ierīces atrodas priekšējā panelī.
Divas pogas, kas apzīmētas ar bultiņām, ļauj regulēt stara pozīciju vertikāli un horizontāli. Tas ļauj precīzāk saskaņot signāla attēlu ekrānā ar koordinātu režģi, lai uzlabotu iedalījumu nolasīšanu.
Nulles sprieguma līmenis atrodas uz vertikālās skalas viduslīnijas, kas ļauj novērot bipolāru signālu bez līdzstrāvas komponentes.
Lai pētītu unipolāru signālu, piemēram, digitālās shēmas, labāk ir pārvietot staru uz skalas apakšējo sadalījumu: tiks iegūta viena vertikāla skala no sešām iedaļām.
Priekšējā panelī ir arī strāvas slēdzis un strāvas indikators.
Signāla pastiprināšana
V/div slēdzis iestata vertikālās novirzes kanāla jutību. Y kanāla pastiprinājums ir kalibrēts, tas mainās pa 1, 2, 5, nav vienmērīgas jutības regulēšanas.
Pagriežot šo slēdzi, ir jānodrošina, lai pētāmā impulsa amplitūda būtu vismaz 1 vertikālās skalas dalījums. Tikai tad var panākt stabilu signāla sinhronizāciju. Kopumā jums jācenšas iegūt pēc iespējas lielāku signāla amplitūdu, līdz tā pārsniedz koordinātu tīklu. Šajā gadījumā palielinās mērījumu precizitāte.
Kopumā pastiprinājuma izvēles ieteikums var būt šāds: atskrūvējiet slēdzi pretēji pulksteņrādītāja virzienam pozīcijā 5V / div un pēc tam pagrieziet pogu pulksteņrādītāja virzienā, līdz signāla amplitūda ekrānā kļūst tāda pati, kā ieteikts iepriekšējā punktā. Tas ir līdzīgi: ja izmērītā sprieguma vērtība nav zināma, sāciet mērīt no augstākā sprieguma diapazona.
Pēdējā vertikālā jutības slēdža pozīcija pulksteņrādītāja virzienā ir norādīta ar melnu trīsstūri ar apzīmējumu "5DIV". Šajā pozīcijā ekrānā parādās taisnstūrveida impulsi ar 5 dalījumu diapazonu, impulsa frekvence ir 1 kHz. Šo impulsu mērķis ir pārbaudīt un kalibrēt osciloskopu. Saistībā ar šiem impulsiem prātā nāk nedaudz komisks atgadījums, ko var izstāstīt kā anekdoti.
Reiz mūsu darbnīcā ieradās draugs un lūdza izmantot osciloskopu, lai izveidotu kaut kādu paštaisītu dizainu. Pēc vairāku dienu radošām mokām no viņa dzirdam tādu izsaucienu: “Ak, tu izslēdzi strāvu, bet impulsi ir tik labi!”. Izrādījās, ka aiz nezināšanas viņš vienkārši ieslēdza kalibrēšanas impulsus, kurus nekontrolē nekādi kloķi priekšējā panelī.
Atvērta un slēgta ieeja
Tieši zem jutības slēdža atrodas trīs pozīciju slēdzis darbības režīmiem, ko bieži dēvē par "atvērtu ievadi" un "aizvērtu". Šī slēdža galējā kreisajā pozīcijā ir iespējams izmērīt līdzstrāvas un maiņstrāvas spriegumus ar līdzstrāvas komponentu.
Pareizajā pozīcijā vertikālās novirzes pastiprinātāja ieeja ir pieslēgta caur kondensatoru, kas nelaiž cauri līdzstrāvas komponenti, bet var redzēt maiņstrāvu, pat ja līdzstrāvas komponents ir tālu no 0 V.
Kā slēgtas ievades izmantošanas piemēru mēs varam minēt tādu izplatītu praktisku uzdevumu kā barošanas avota pulsācijas mērīšana: izejas spriegums avots 24V, un pulsācija nedrīkst pārsniegt 0,25V.
Pieņemot, ka spriegums ir 24V ar vertikālās novirzes kanāla jutību 5V/div. aizņem gandrīz piecas skalas iedaļas (nulle būs jāiestata līdz vertikālās skalas zemākajai līnijai), tad stars uzlidos līdz pašai augšai, un voltu desmitdaļu pulsācijas būs gandrīz nemanāmas.
Lai precīzi izmērītu šos viļņus, pietiek ar to, lai osciloskopu ieslēgtu slēgtā ievades režīmā, novietotu staru vertikālās skalas centrā un atlasītu jutību 0,05 vai 0,1 V / div. Šajā režīmā pulsāciju mērīšana būs diezgan precīza. Jāņem vērā, ka pastāvīgā sastāvdaļa var būt diezgan liela: slēgtā ieeja ir paredzēta darbam ar pastāvīgu spriegumu līdz 300V.
Slēdža vidējā pozīcijā mērīšanas zonde tiek vienkārši ATKALĪTA no pastiprinātāja Y ieejas, kas ļauj iestatīt stara stāvokli, neatvienojot zondi no signāla avota.
Dažās situācijās šis īpašums ir diezgan noderīgs. Interesantākais ir tas, ka šī pozīcija uz osciloskopa paneļa ir atzīmēta ar kopēju stieples ikonu, zemējumu. Šķiet, ka mērzonde ir savienota ar kopēju vadu. Un kas tad notiks?
Dažos osciloskopu modeļos ievades režīma slēdzim nav trešās pozīcijas, tā ir tikai poga vai pārslēgšanas slēdzis, kas pārslēdzas starp atvērto/slēgto ievades režīmu. Ir svarīgi, lai jebkurā gadījumā būtu šāds slēdzis.
Lai provizoriski novērtētu osciloskopa veiktspēju, pietiek ar pirkstu pieskarties mērīšanas zondes signāla (dažreiz saka, ka karstā) galam: uz ekrāna jāparādās tīkla uztvertājam neskaidra stara veidā. Ja slaucīšanas frekvence ir tuvu tīkla frekvencei, parādīsies izplūdis, robains un pinkains sinusoidāls vilnis. Pieskaroties ekrānā pirksta "zemes" galam, protams, nebūs.
Šeit jūs varat atsaukt atmiņā vienu no veidiem, kā pārbaudīt kondensatoru atvērtu ķēdi: ja paņemat rokā strādājošu kondensatoru un pieskarsities ar to karstajam galam, ekrānā parādīsies tāds pats pinkains sinusoidāls vilnis. Ja kondensators ir atvērts, ekrānā nekādas izmaiņas nenotiks.
Pārslēdziet "Laiks / div." iestatiet slaucīšanas ilgumu. Vērojot periodisku signālu, pagrieziet šo slēdzi, lai nodrošinātu, ka ekrānā tiek parādīts viens vai divi signāla periodi.
2. attēls.
Osciloskopa S1-101 slaucīšanas sinhronizācijas poga ir apzīmēta tikai ar vienu vārdu "Līmenis". Papildus šai pogai osciloskopam C1-73 ir “stabilitātes” poga (dažāda slaucīšanas ķēdes iezīme), dažiem osciloskopiem šo pogu vienkārši sauc par “SYNC”. Nedaudz sīkāk jāpasaka par šīs pildspalvas lietošanu.
Kā panākt stabilu signāla attēlu
Kad tas ir savienots ar pētāmo ķēdi, ekrānā visbiežāk var parādīties attēls, kas parādīts 3. attēlā.
3. attēls
Lai iegūtu stabilu attēlu, osciloskopa C1-101 priekšējā panelī pagrieziet pogu “Sinhronizācija”, kas ir apzīmēta ar “Līmenis”. Kādu iemeslu dēļ dažādiem osciloskopiem ir dažādi vadības ierīču apzīmējumi, taču patiesībā šī ir viena un tā pati poga.
Attēls 4. Attēla sinhronizācija
Lai iegūtu stabilu signālu no 19. attēlā redzamā izplūdušā attēla, pietiek pagriezt “SYNC.” pogu. vai mūsu gadījumā "līmenis". Pagriežot pretēji pulksteņrādītāja virzienam līdz mīnusa zīmei, ekrānā parādīsies signāla attēls, šajā gadījumā sinusoīds, kā parādīts 20.a attēlā. Sinhronizācija sākas signāla krītošajā malā.
Kad to pašu pogu pagriež līdz pluszīmei, tas pats sinusoīds izskatīsies kā 4.b attēlā: slaucīšana sākas no augošās malas. Pirmais sinusoidālā viļņa periods sākas tieši virs nulles līnijas, tas ietekmē slaucīšanas sākuma laiku.
Ja osciloskopam ir aizkaves līnija, tad šāda atbiruma nebūs. Sinusoīdam tas var nebūt īpaši pamanāms, bet mācoties taisnstūrveida impulss attēlā ir iespējams zaudēt visu pulsa fronti, kas dažos gadījumos ir diezgan svarīgi. It īpaši, strādājot ar ārēju slaucītāju.
Darbs ar ārējo slaucīšanu
Blakus LEVEL vadībai ir pārslēgšanas slēdzis ar apzīmējumu EXT/IN. Pozīcijā "INSIDE" slaucīšana tiek sākta no pētāmā signāla. Pietiek pielietot pētāmo signālu ievadei Y un pagriezt pogu "LEVEL", līdz ekrānā parādās stabils attēls, kā parādīts 4. attēlā.
Ja iepriekš minētais pārslēgšanas slēdzis ir iestatīts pozīcijā "OUT", tad, pagriežot "LEVEL" pogu, nebūs iespējams iegūt stabilu attēlu. Lai to izdarītu, jāpielieto signāls, ar kuru attēls tiks sinhronizēts ar ārējo sinhronizācijas ieeju. Šī ieeja atrodas uz baltā plastmasas paneļa, kas atrodas pa labi no Y ieejas.
Ir arī sloti slaucīšanas zāģa zoba sprieguma izvadei (izmanto, lai kontrolētu dažādus GKCh), kalibrēšanas sprieguma izvadi (var izmantot kā impulsu ģeneratoru) un kopēju vadu ligzdu.
Piemērs, kur var būt nepieciešama ārēja slaucīšana, ir impulsa aiztures ķēde, kas parādīta 5. attēlā.
5. attēls. Impulsu aiztures ķēde uz 555 taimera
Kad ierīces ieejai tiek pielietots pozitīvs impulss, izejas impulss parādās ar aizkavi, ko nosaka RC ķēdes parametri, aizkaves laiku nosaka pēc attēlā redzamās formulas. Bet pēc formulas vērtību nosaka ļoti aptuveni.
Ar divu staru osciloskopu ir ļoti viegli noteikt laiku: pietiek ar to, ka abus signālus pieliek dažādām ieejām un mēra impulsa aizkaves laiku. Un ja nav pieejams divu staru osciloskops? Šeit palīgā nāk ārējais slaucīšanas režīms.
Vispirms ir jāpieliek ķēdes ievades signāls (5. att.) ārējai sinhronizācijas ieejai un jāpievieno šeit ieeja Y. Pēc tam, griežot LEVEL pogu, iegūstiet stabilu ieejas impulsa attēlu, kā parādīts attēlā. 5.b attēlā. Šajā gadījumā ir jāievēro divi nosacījumi: pārslēgšanas slēdzis “EXT/IN” ir iestatīts pozīcijā “EXT” un pētāmajam signālam ir jābūt periodiski, nevis atsevišķi, kā parādīts 5. att.
Pēc tam jums jāatceras ievades signāla pozīcija ekrānā un jāpielieto izejas signāls ieejai Y. Atliek tikai aprēķināt nepieciešamo aizkavēšanos skalas iedaļās. Protams, šī nav vienīgā ķēde, kurā var būt nepieciešams noteikt aizkaves laiku starp diviem impulsiem, šādu shēmu ir ļoti daudz.
Nākamajā rakstā tiks runāts par pētāmo signālu veidiem un to parametriem, kā arī par dažādu mērījumu veikšanu, izmantojot osciloskopu.
Šī piezīme pakāpeniski tiks atjaunināta ar vienkāršiem, bet noderīgiem trikiem darbam ar osciloskopu.
Ievads
Galvenais jautājums, uz kuru jāatbild, ir: "ko var izmērīt ar osciloskopu?" Kā jūs jau zināt, šī ierīce ir nepieciešama, lai pētītu signālus elektriskajās ķēdēs. To formas, amplitūdas, frekvences. Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, var izdarīt secinājumu par citiem pētāmās ķēdes parametriem. Tātad ar osciloskopa palīdzību jūs varat būtībā (es nerunāju par supermoderno ierīču superfunkcijām):
- Definējiet viļņu formu
- Nosakiet signāla frekvenci un periodu
- Izmēra signāla amplitūdu
- Ne tieši, bet jūs varat arī izmērīt strāvu (Oma likums rokā)
- Nosakiet signāla fāzes nobīdes leņķi
- Salīdziniet signālus savā starpā (ja ierīce to atļauj)
- Nosakiet frekvences reakciju
- Aizmirsi kaut ko pieminēt? Atgādiniet man komentāros!
Visi turpmākie piemēri jāveic, aprēķinot analogo osciloskopu. Digitālajā gadījumā viss ir vienāds, taču tas var darīt vairāk nekā analogais, un dažos gadījumos tas novērš nepieciešamību domāt, kur vienkārši parādīt numuru. Labs instruments ir tāds, kādam tam jābūt.
Tātad, pirms darba, jums vajadzētu sagatavot ierīci: nolieciet to uz galda, pievienojiet to tīklam =) Nāc, tikai joko. Bet ja iespējams, tad to vajadzētu iezemēt. Ja ir iebūvēts kalibrators, tad saskaņā ar ierīces norādījumiem tas ir jākalibrē. (padoms: tiešsaistē ir instrukcijas).
Jūs savienosiet savu osciloskopu ar pētāmo ķēdi, izmantojot zondi. Šis ir tāds koaksiālais vads, kura vienā galā ir savienotājs savienošanai ar osciloskopu, bet otrā galā zonde un zemējums savienošanai ar pētāmo ķēdi. Jebkuru vadu nevar izmantot kā zondi. Tikai īpašas zondes. Pretējā gadījumā reāla lietu attēla vietā jūs redzēsit muļķības.
Es sīkāk neaptvēru katru osciloskopa kontrolleri. Tīklā ir daudz šādu atsauksmju. Labāk iemācīsimies veikt amatieru mērījumus: noteiksim signāla amplitūdu, frekvenci un periodu, formu, pastiprinātāja joslas platumu, filtra nogriešanas frekvenci, barošanas avota pulsācijas līmeni utt. Pārējie triki un triki nāks ar praksi. Jums būs nepieciešams osciloskops un signāla ģenerators.
Signālu veidi
Es runāšu bez kungiem, kā zemnieks. Osciloskopa ekrānā jūs redzēsit vai nu sinusoidālu signālu, vai zāģi, vai taisnstūrus, vai trīsstūrveida signālu, vai tikai kādu nenosauktu grafiku.
Visu veidu signālu ir neskaitāmi. Un paši signāli nezina, ka tie pieder kādai sugai. Tātad jūsu uzdevums ir nevis atcerēties nosaukumus, bet gan skatīties uz ekrānu un ātri saprast, ko tas nozīmē, kāds process notiek ķēdē.
Amplitūda, frekvence, periods
Osciloskops var izmērīt gan līdzstrāvas, gan maiņstrāvas spriegumu. Visām ierīcēm šim nolūkam ir divi režīmi: tikai mainīga signāla mērīšana, konstanta un mainīga signāla mērīšana vienlaikus.
Tas nozīmē, ka, izmērot maiņstrāvas signālu un pievienojot zondi akumulatoram, instrumenta ekrānā nekas nemainīsies. Un, ja izvēlaties otro režīmu un darāt to pašu, līnija ierīces ekrānā tiks nobīdīta par aptuveni 1,6 V uz augšu (pirksta akumulatora EML vērtība). Kāpēc tas ir vajadzīgs? Lai atdalītu signāla nemainīgās un mainīgās sastāvdaļas!
Piemērs. Jūs nolēmāt izmērīt pulsāciju tikko samontētajā 30 V līdzstrāvas sprieguma avotā. Jūs to savienojat ar osciloskopu, un stars virzās tālu uz augšu. Lai ērti novērotu signālu, jums būs jāizvēlas maksimālā vērtība V/div uz vienu šūnu. Bet tad jūs noteikti neredzēsit pulsāciju. Tie ir pārāk mazi. Ko darīt? Jūs pārslēdzat ievades režīmu, lai izmērītu maiņstrāvas spriegumu, un pagrieziet V / Div pogu uz skalu, kas ir vairākas reizes mazāka. Signāla līdzstrāvas komponents nepāries, un ekrānā būs redzams tikai barošanas avota pulsācija.
Ir viegli noteikt mainīgā sprieguma amplitūdu, zinot V / dalījuma dalījuma vērtību, un vienkārši aprēķināt šūnu skaitu gar ordinātu asi, ko šis signāls aizņem no nulles (vidējā) līdz maksimumam.
Ja paskatās uz osciloskopa ekrānu augšējā attēlā un pieņem, ka V / div = 1 V, tad sinusoīda amplitūda būs 1,3 V.
Un, ja mēs pieņemam, ka Time / div (sweep) ir iestatīts uz 1 milisekundi, tad šī sinusoīda periods aizņems 4 šūnas, un tiks skaitīts periods T = 4 ms. Viegli? Tagad aprēķināsim šī sinusoīda frekvenci. Biežums un periods ir saistīti ar formulu: F = 1/T (T sekundēs). Tāpēc F = 1/ (4*10 -3) un ir vienāds ar 250 Hz.
Protams, tas ir ļoti aptuvens aprēķins, kas ir piemērots tikai tik tīriem un skaistiem signāliem. Un, ja jūs iesniedzat kādu mūzikas skaņdarbu, nevis tīru sinusoidālo vilni, tad tai būs daudz dažādu frekvenču, un jūs to nevarat izdomāt no acs. Lai noteiktu, kuras frekvences ir iekļautas šajā kompozīcijā, jums būs nepieciešams spektra analizators. Un šī ir cita ierīce.
Frekvences mērīšana
Kā jau rakstīju iepriekš, izmantojot osciloskopu, var arī izmērīt frekvenci. Un jūs varat ne tikai izmērīt kāda sinusoidāla signāla frekvenci, bet pat salīdzināt divu signālu frekvences, piemēram, izmantojot Lissajous skaitļus.
Tas ir ļoti ērti, ja vēlaties, piemēram, kalibrēt pašu saliktu signāla ģeneratoru, bet pie rokas nav frekvences mērītāja. Tad palīgā nāk Lissahous figūras. Žēl, ka ne visi analogie osciloskopi var tos parādīt.
Fāzes maiņa
Bieži gadās, ka strāvas fāze un sprieguma fāze atšķiras. Piemēram, pēc kondensatora, induktora vai visas ķēdes iziešanas. Un, ja tev ir divkanālu osciloskops, tad var viegli redzēt, cik ļoti atšķiras strāvas un sprieguma fāzes (Un ja ir moderns digitālais, tad ir pat speciāla funkcija fāzes nobīdes mērīšanai. Forši!). Lai to izdarītu, pievienojiet osciloskopu šādi:
