Зачем нужен осциллограф | Серния Инжиниринг

Для тестирования электронных схем применяется много приборов, один из которых — осциллограф. Им пользуются и начинающие электронщики, и сервисные центры электроники, разработчики техники. Поэтому важно разобраться, зачем нужен осциллограф и как он классифицируется.

Для чего нужен осциллограф?

Осциллограф — это прибор для измерения амплитудных и временных параметров электрического сигнала. Современные модели устройств способны вычислять параметры сигнала гигагерцевой частоты. С помощью проводов его подключают к проблемному устройству, а затем отслеживают изменение важных характеристик. Если говорить в целом, для чего нужен цифровой или другой осциллограф, то можно выделить следующие пункты:

• определение временных параметров и величины сигнального напряжения;
• вычисление сигнальной частоты;
• наблюдение сдвига фаз, происходящего при прохождении разных участков цепи;
• выяснение постоянной и переменной сигнальных составляющих;
• выявление сигнального искажения, создаваемое одним из участков цепи;
• выяснение соотношения сигнала к шуму;
• определение вида шума (стационарный или нет), его изменений во времени.

По форме сигнала, определенной с помощью измерительного прибора, специалист сможет установить процессы, происходящие в электрической цепи. С помощью измерительного оборудования можно отслеживать сигналы в разных точках схемы, наблюдать их соотношение между собой. К примеру, на входе и выходе усилителя. Можно изучить сигнальные данные на входе и выходе, узнать о форме искажений, вносимых усилителем, оценить изменение амплитуды, задержку по времени.

Как измерительное оборудование работает?

В осциллограф вставляется щуп, который затем соединяется со схемой или входом электрического прибора, напряжение которого необходимо узнать. Если в нем присутствует ток, то он обязательно пойдет через щуп. Попадая в устройство, он обрабатывается. Измерительное оборудование вычисляет его форму, показатели напряжения, частоту, уровень шума и иные параметры, а затем выводит всё на экран.

Если в точке подключения щупа тока нет, то на мониторе будет просто ровная линия. Если присутствует постоянное напряжение, появится линия, направленная вверх или вниз. Если напряжение колеблется, оборудование покажет форму и колебания, дав оператору понять, что происходит внутри схемы и определить проблемный участок электрической цепи.

Какие они бывают?

После того, как мы выяснили зачем нужен аналоговый и любой другой осциллограф, можно перейти к его классификации. Существует 6 основных типов измерительных приборов:

1. Аналоговые. Считаются классическими моделями измерительных устройств. Аналоговый осциллограф — это прибор для измерения средних сигналов. Нижний предел частоты — 10 Гц. Цена такого оборудования намного ниже, чем цифрового, потому оно до сих пор популярно среди начинающих электронщиков. Главный плюс аналоговых моделей — наименьшее искажение наблюдаемого сигнала. В остальном они сильно проигрывают цифровой техники. Основные узлы устройства:
     a. делитель входного сигнала;
     b. схема синхронизации и отклонения горизонтальной плоскости;
     c. лучевая трубка;
     d. блок питания.
2. Цифровые запоминающие. Устройства предлагают больше возможностей по проведению исследований и измерений, поэтому их цена намного выше, чем аналоговых моделей. Анализирующие способности — главное преимущество запоминающих приборов. Задав определенные настройки, можно заставить оборудование записывать данные в цифровом формате сразу после нормализации. Изображение сигнальных данных более устойчивое, а итоговый результат пользователь может отредактировать путем нанесения меток или масштабированием. Примеры цифровых запоминающих осциллографов: TBS1052B Tektronix, TBS1152B-EDU Tektronix, R&S RTC1000. Основные компоненты прибора:
     a. делитель входного сигнала;
     b. усилитель нормализации;
     c. АЦП-преобразователь;
     d. устройства вывода и ввода информации;
     e. запоминающее устройство.
3. Цифровые люминофорные. Приборы этого типа работают на цифровом люминофоре и считаются самыми дорогими среди всех типов осциллографов. Они способны имитировать изменение интенсивности выводимых данных. Это особенность упрощает диагностику отклонений в импульсных блоках. Примеры люминофорных осциллографов: Tektronix MSO DPO2000B, Tektronix DPO70804C, DPO72304SX Tektronix.
4. Цифровые стробоскопические. В этих моделях используется эффект последовательного сигнального стробирования. Используются они для анализа высокочастотных повторяющихся сигналов, частота которых превышает частоту дискретизации устройства. Они осуществляют выборку множества сигнальных точек за несколько последовательных периодов, а затем воссоздают исходную форму волны. Рабочая частота оборудования этого типа превышает 50 Гц. Одной из популярных моделей стробоскопических осциллографов является DSA8300 Tektronix. Отличительная особенность устройства — широкий выбор оптических, электрических модулей для испытаний.
5. Портативные. Измерительные технологии быстро развиваются, поэтому появилось компактное оборудование для проведения исследований сигналов. Плюс таких устройств заключается в низком потреблении электроэнергии и небольших габаритах. Портативное оборудование часто используют в своей работе электронщики. Примеры малогабаритной измерительной техники: серия R&S RTH Scope Rider, серия R&S (HAMEG) HMO Compact.
6. Комбинированные. В эти приборы встроены анализаторы спектра, поэтому они способны не только собирать информацию о поступающем сигнале, но и определить количество гармоник вместе с уровнем. Примеры комбинированного оборудования: MDO3024 Tektronix, MDO3104 Tektronix, MDO4054C Tektronix.

Осциллографы незаменимы при измерении временных и амплитудных параметров электрического сигнала. Современные модели устройств также способны проводить спектральный анализ.

Заявка на осциллограф

Как пользоваться осциллографом

По распространенности и востребованности осциллограф — следующий по популярности после мультиметра прибор, применяющийся в электрике и радиоэлектронике. По своей сути, это модифицированный вольтметр, посредством которого можно не только произвести замер напряжения, но и подвергнуть анализу его форму, обнаружить неисправности в схеме и определить меры по их устранению. В статье расскажем, как пользоваться осциллографом, рассмотрим принцип работы устройства.

Устройство и общий принцип работы

Не рассматривая подробности устройства прибора, которые кроме разработчиков, в принципе, пользователям не нужны, можно обойтись описанием его элементов и их функционального предназначения.

Современные осциллографы — высокоточные измерительные приборы, позволяющие определить множество параметров сигнала

Основной элемент осциллографа — дисплей, отображающий импульсы. Экран разделен на прямоугольники, масштаб которых можно задать посредством специальных регуляторов. Отображающиеся на дисплее импульсы подлежат прочтению таким образом. Клетки, размещенные вертикально между нижней и верхней границами импульсов показывают в заданном масштабе напряжение измеренного сигнала. Клетки по горизонтали передают параметры времени. Зная период одного импульсного колебания, можно без проблем вычислить его частоту. Само же отображение сигнала на экране прибора получило название «осциллограмма».

Производится множество моделей осциллографов, от простых, использующихся в быту, до самых сложных. Простейшие устройства обладают одним каналом, с единственным сигнальным щупом заземления. Приборы более сложные имеют два канала, самые «продвинутые» осциллографы могут иметь до 6 каналов. Количество каналов свидетельствует о способности прибора выполнять анализ соответствующего числа сигналов, проводить их сравнение между собой.

Совет #1. Если щупы не подсоединены, дисплей осциллографа показывает лишь единственную, проходящую по горизонтали, «нулевую» линию, которая свидетельствует о 0 В на входе прибора.

При подключении щупа к какому либо источнику питания, линия обязательно покажет имеющееся напряжения, подскочив в соответствии с заданным масштабом на определенное количество клеток. Если щуп подключается к «+», то линия поднимается вверх, а если к «-», то на такое же число клеток вниз. Читайте также статью: → «Осциллограф для ремонта бытовой техники: критерии выбора».

Сфера применения осциллографа

Осциллографы получили широкое распространение не только в промышленности, но и в медицине

Область использования устройств очень широка. Просмотр поведения сигнала электротока позволяет за короткое время диагностировать и произвести своевременный ремонт любого электрического прибора.

Посредством осциллографа возможно:

• определить параметры времени и напряжения сигнала, выполнить расчет частоты;
• отслеживать изменения формы сигнала и анализировать его природу;
• выявлять искажения на нужных участках цепи;
• определять сдвиг фаз;
• определять отношение шумов к полезному сигналу, выявлять характер шума.

Для определения всех параметров при помощи мультиметра работа может затянуться на несколько часов, тогда как посредством осциллографа все измерения можно выполнить за несколько минут. Помимо этого, многие неисправности можно определить только при помощи осциллографа. Прибор способен измерять в секунду порядка миллиона измерений, потому даже кратковременные нарушения нормального функционирования оборудования им буду зафиксированы.

Осциллографы применяются практически во всех сферах деятельности человека, в том числе:

• в радиоэлектронике;
• автомобилестроении;
• судостроении;
• авиации;
• ремонтных мастерских различного назначения;
• быту и хозяйственных целях.

Как правильно настроить осциллограф?

Способы усиления сигнала

Осциллографы любого типа и марки оснащены регулятором сигнала, посредством которого изменяется масштаб выводящегося на экран изображения. Например, если задать масштаб напряжения 1 В на 1 клетку и выстроить экран высотой в 10 клеток, то сигнал, передающий напряжение в 30 В будет не заметен. И в обратном случае — для того, чтобы просмотреть осциллограмму низкого напряжения, требуется увеличение масштаба.

Совет #2. Для устранения «невидимости» сигнала необходимо выстроить масштаб в соответствии с измеряемыми величинами.

Принцип работы регулятора развертки

Принцип работы регулятора развертки аналогичен функции регулятора напряжения, только действия он производит с горизонтальной осью — осью времени, изменяя число миллисекунд, приходящихся на одну клетку. При уменьшении значения развертки имеется возможность более подробного изучения малых участков выведенного на экран сигнала.

Для анализа цикличности сигнала величину развертки необходимо увеличить. Сигнал на экране «развернется» и теперь появится возможность с его помощью определить значения частоты, типа и других параметров.

Блок управления параметрами синхронизации

Осциллограмма выводится на экран до тех пор, пока последний не закончится, после картинка начинается по новой. Так как график показывается с высокой скоростью, то экран показывает изображение в движении либо что-то непонятное. Причина этого достаточно просто: новые линии накладываются на уже показанные старые с неизбежным смещением и по вертикальной, и по горизонтальной оси.

Для устранения непонятных входных сигналов и служит блок управления параметрами синхронизации. Таким образом, если принять напряжение синхронизации за 0 В при изучении синусоидального сигнала, то его отрисовка будет представлена, начиная именно с этого значения напряжения, а закончится только тогда, когда закончится экран. После этого отрисовка будет повторять прошедший путь только с очередного «нуля», показывая стабильную и ровную картинку. При этом все изменения напряжения станут четкими и сразу заметными.

В простейшем виде блок синхронизации оснащен двумя регулирующими элементами. Первый из них служит для изменения настроек стартового напряжения, второй — для выбора типа запуска. Посредством второго переключателя имеется возможность задания важнейшего параметра: будет ли картинка начинаться при падении синусоиды до 0 В, либо наоборот, при ее возрастании до нуля. В большинстве типов отечественных осциллографов позиции регуляторов называются «Фронт» и «Спад».

В моделях более сложного типа имеются и иные параметры синхронизации. Например, прибор может синхронизироваться не подлежащим измерению сигналом, с иными внешними сигналами, а также сигналом, поступающим из электросети. Стабилизация по таким параметрам важна при измерении специфических сигналов, измерять цикличность которых другими способами невозможно. Читайте также статью: → «Способы проверки напряжения в розетке при помощи различных приборов».

Какой осциллограф выбрать?

В наши дни существует огромный выбор моделей и типов осциллографов, но однозначно отдать предпочтение какому-либо прибору невозможно. В первую очередь устройства разделяются на два огромных семейства:

• электронно-лучевые;
• цифровые.

«Дедушка» современных цифровых осциллографов — советский высокоточный аналоговый прибор С1-99

Все модели, выпускавшиеся в Советском Союзе (многие из которых «здравствуют» до сих пор), выпущены на базе электронно-лучевой трубки. Их особенностью является более высокая точность измерений по сравнению с цифровыми. Однако, и габариты их, как и всей советской электроники, крайне неудобны: осциллографы обладают значительным весом и габаритами, в связи с чем и мобильность их оставляет желать лучшего.

Осциллографы цифровые, оснащенные ЖК-экраном, легки и компактны, отличаются большими возможностями в плане настроек. У многих моделей имеется возможность сохранения данных, полученных в результате измерений, а также вывода на экран только того момента, который указывает именно на сбой.

Помимо этого, осциллографы различны между собой количеством каналов: как правило, большинство моделей имеют их от 1 до 6. Но есть и профессиональные приборы, число каналов у которых значительно выше. В большинстве случаев для проведения несложных измерений вполне хватит и двухканального прибора, но для работы со сложным оборудованием каналов потребуется больше.

Также выпускаются осциллографы, совмещенные в едином корпусе с другими электроизмерительными приборами. Такая комбинация позволяет эффективно, быстро и с высокой точностью получить множество данных о сигнале.

Последней разработкой являются компьютерные программы, выполняющие функцию осциллографа. Щуп при этом подключается непосредственно к звуковой карте компьютера. При выполнении нечастых и несложных измерений программное обеспечение «Осциллограф» будет лучшим решением.

Осциллограф Rocktech 40M 200M, подключенный к ноутбуку, дает гарантию высокой точности измерений

Анализ марок и производителей осциллографов: цена

В мире производством осциллографов занимается большое количество компаний, выпускающих приборы различной степени точности, сложности и стоимости. Выбирая прибор, в первую очередь следует ориентироваться на его предназначение и тип измерений, которые будут при помощи него производиться.

Осциллограф TBS1032B от компании Tektronix — современная и компактная модель

Обзор наиболее популярных марок осциллографов с указанием их примерной стоимости в нашей стране представлен в таблице.

Модель осциллографа	Производитель	Основные характеристики	Ориентировочная стоимость, руб
TBS1032B	Tektronix	2 канала х 34 МГц	41000
4122/2V	АКИП	2 канала x 100МГц	47000
190-062	Fluke	портативный 2 канала x 60МГц	140000
XDS3102A TS	Owon	2кан 100МГц 1Гв/с 12bit Touch Screen WiFi	60000
ОСУ-10A	Shanghai MCP	аналоговый 1 канал x 10МГц	13000

Часто задаваемые вопросы

Компания Fluke — один из мировых лидеров в производстве цифровых портативных осциллографов

Вопрос №1. При выборе осциллографа какая полоса пропускания считается оптимальной?

Полоса пропускания прибора должна немного превышать максимальную частоту сигналов, подлежащих измерению. Например: при максимальной частоте сигнала 80 МГц рекомендуется подобрать модель с полосой 100 МГц.

Вопрос №2. Является ли стоимость осциллографа гарантией более высоких его технических показателей?

Не всегда. При выборе следует задуматься в первую очередь о том, нужна ли дорогая модель именно для ваших измерений. Ведь многие технические функции и «навороты» могут просто «простаивать» из-за ненадобности.

Вопрос №3. Прибор больше не может выполнять поставленные задачи в связи с их усложнением. Что делать? Покупать новый?

Некоторые серии осциллографов от известных производителей позволяют увеличить в будущем полосу пропускания, то есть выполнить апгрейд. Для этого не требуется куда-то отвозить прибор, достаточно просто купить цифровой ключ и ввести код в соответствующем меню.

Вопрос №4. Иногда случаются настолько кратковременные аномалии, которые осциллограф не может воспроизвести на экране. Как их обнаружить?

С обнаружением суперкратковременных аномалий отлично справляется функция цифровой подсветки (люминофор), отображающая на экране иным цветом редко происходящие события. Благодаря этому они хорошо видны на экране.

Вопрос №5. Может ли недорогой прибор, исправно работающий в лабораторных условиях, использоваться для решения более серьезных задач для более сложного оборудования?

Вряд ли. Цена все же во многом зависит от технических параметров осциллографа. Для решения более сложных задач придется либо апгрейдить имеющийся прибор (если это возможно), либо приобретать новый. Профессиональные осциллографы не могут стоить дешевле 1500 тысяч долларов. Читайте также статью: → «Способы измерения сопротивления заземления, используемые приборы».

Типичные ошибки при выборе и работе с осциллографом

• Огромное количество ошибок при пользовании осциллографом возникает по причине того, что пользователь сам не знает о всех особенностях и возможностях прибора. Потому перед работой необходимо не только изучить инструкцию, но и посоветоваться с более опытными пользователями. В том числе и на специализированных интернет-форумах.
• Для работы с гальванически изолированными узлами оборудования или с высоким напряжением ошибкой является использование осциллографа, каналы которого зависимы между собой. Также каждый канал должен быть хорошо изолирован от сети питания самого осциллографа и от других каналов прибора. К серьезным ошибкам, недопустимы для соблюдения точности измерений аналоговым осциллографом, может привести применение неправильно компенсированного пробника.

Оцените качество статьи:

Узнаем как пользоваться осциллографом? Узнаем как пользоваться портативным цифровым осциллографом?

В статье будет подробно рассказано о том, как пользоваться осциллографом, что это такое и для каких целей он необходим. Никакая лаборатория не может просуществовать без измерительной аппаратуры или источников сигналов, напряжений и токов. А если вы планируете заниматься проектированием и созданием различных устройств (особенно если речь идет о высокочастотной технике, например, инверторных блоках питания), то без осциллографа сделать что-либо окажется проблематично.

Что такое осциллограф

Это такой прибор, который позволяет «увидеть» напряжение, а если точнее, то его форму в течение определенного промежутка времени. С его помощью можно измерить немало параметров – напряжение, частоту, силу тока, углы сдвигов фаз. Но чем хорош особенно этот прибор, так это тем, что он позволяет визуально оценить форму сигнала. Ведь в большинстве случаев именно она говорит о том, что конкретно происходит в цепи, в которой проводится измерение.

В некоторых случаях, например, напряжение может содержать не только постоянную, но и переменную составляющую. И форма второй может быть далека от идеальной синусоиды. Такой сигнал вольтметры, например, воспринимают с большими погрешностями. Стрелочные приборы будут выдавать одно значение, цифровые — намного меньшее, а вольтметры постоянного тока в — несколько раз больше. Самое точное измерение получается провести именно при помощи описываемого в статье прибора. И не имеет значения, применяется ли осциллограф Н3013 (как пользоваться, рассмотрено ниже) либо иной модели. Измерения происходят одинаково.

Особенности прибора

Цифровые осциллографы могут не только показывать в режиме реального времени форму сигнала, но и сохранять все данные, которые впоследствии можно будет прочитать на персональных компьютерах. По осциллограмме, изображенной на рисунке выше, можно определить некоторые особенности сигналов:

1. Характер сигнала импульсный.
2. Отрицательных значений не имеет входящий сигнал.
3. Происходит очень быстрое изменение значений от 0 до максимума и обратно.
4. Длительность импульса выше длительности паузы более чем в три раза.

Как правило, при помощи осциллографа проводятся исследования периодических сигналов. Именно о них и пойдет речь в статье.

Как он функционирует

Сердце всех осциллографов – электронно-лучевая трубка. Это, можно сказать, радиолампа, следовательно, внутри находится вакуум. На катоде происходит излучение электронов. При помощи фокусирующей системы производится формирование тонкого луча из этих электронов. Внутренняя часть экрана покрыта ровным слоем люминофора. Он при воздействии электронов начинает светиться. Глядя снаружи на экран, можно видеть посредине светлую точку.

В электронно-лучевой трубке имеется две пары пластинок, которые направляют электронный луч в нужную сторону. Причем его отклонение происходит в перпендикулярных (взаимно) направлениях. Если говорить проще, то получается две координатные системы. Чтобы наблюдать за напряжением на экране трубки, нужно:

1. По горизонтали луч следует отклонять таким образом, чтобы значение отклонения было прямо пропорционально времени.
2. В вертикальной плоскости необходимо, чтобы значение отклонения было пропорционально тому напряжению, исследование которого проходит.

Развертка

Напряжение развертки необходимо подавать на те пластины, которые расположены в вертикальной плоскости. Оно пилообразной формы, медленно нарастает линейно, и у него очень быстрый спад. При этом положительное напряжение приводит к тому, что луч отклоняется вправо. А отрицательное – к тому, что луч движется влево. Это в том случае, если наблюдатель находится перед экраном, и можно видеть, как луч совершает движение слева направо. При этом скорость его постоянна. После достижения крайней правой границы он быстро идет на исходную. Затем заново повторяется движение.

В данной статье будет максимально подробно рассказано о том, как правильно пользоваться осциллографом. Вышеизложенный процесс и носит название «развертка». Линия развертки – это линия (горизонтальная), прочерчиваемая лучом на экране. Когда проводятся измерения, ее называют линией нуля. Она же является осью времени на графике. Частота развертки – это не что иное, как частота, с которой происходит повторение импульсов пилообразной формы. В процессе измерений она не применяется. Важные параметры для измерений – это скорость.

Как подключить импортный осциллограф

Напряжение мерить нужно в двух точках, значит, вход осциллографа – это две клеммы. Обратите внимание на то, что функции у каждой из клемм разные:

1. Первая подключается на вход усилителя, который отклоняет луч в вертикальной плоскости.
2. Вторая клемма – это общий провод (земля, минус, корпус). Имеет электрическую связь непосредственно с корпусом прибора.

Отсюда вывод можно сделать о том, что при помощи осциллографа измеряется фазовое напряжение относительно земли. Причем необходимо знать, какой из входов — фаза. В приборах зарубежного производства применяются специальной конструкции щупы. В них общий провод сделан в виде зажима типа «крокодил». Наиболее разумное решение, так как именно этот провод чаще всего соединяется с металлическим корпусом устройства, на котором проходят измерения. А вот фаза выполняется в виде иглы. С ее помощью можно без труда ткнуть в любое место печатного монтажа, даже в одинокую ножку микропроцессора.

Как подключить отечественный осциллограф

В России иные стандарты, поэтому на приборах отечественного производства все по-другому. Чаще всего используются штекеры диаметром 4 мм. Причем они одинаковые, приходится выяснять некоторые признаки, чтобы не спутать подключение:

1. Минусовой вывод, как правило, имеет большую длину.
2. Черный или коричневый цвет характерен для земляного провода.
3. На земляном штекере нанесены УГО «заземление» или «общий провод».

Но такое можно не всегда встретить, так как кабели часто подвергаются ремонту, во время которого на провод устанавливают штекер, имеющийся в наличии. С вероятностью 100% можно определить, какой провод нулевой, а какой — фазовый, одним способом. Сначала коснитесь рукой одного штекера, затем — другого. И это не зависит от модели, неважно, это осциллограф С1-118А (как пользоваться приборами, рассказано будет ниже) или какой-либо другой.

В том случае, если вы будете держать в руке минусовой провод, на экране устройства можно наблюдать ровную горизонтальную линию. А если дотронетесь до фазового провода, то на экране появится искаженная синусоида с огромным количеством помех. Последние наблюдаются по причине того, что имеется некоторая емкость между проводами бытовой электросети в комнате и вашим телом (пространство в помещении – это диэлектрик).

Дальнейшие действия

Когда фаза и минус определены, можно проводить измерения. В том случае, если вы не можете визуально определить общий для всех элементов провод, необходимо подключаться к точкам, между которыми нужно измерить напряжение. Но чаще всего в цепи имеется общий провод, он может даже быть соединен с заземлением. Таким же образом подготавливается и осциллограф ОМШ-2М. Как пользоваться им для измерения величин, будет рассказано ниже. В этом случае земляной провод осциллографа необходимо соединять с ним.

По сути, осциллограф – это вольтметр, который показывает график изменения напряжения на определенном участке времени. Но он позволяет увидеть и форму электрического тока. Для осуществления этого нужно подключить специальное токовое сопротивление. Причем значение его должно быть меньше, нежели полное сопротивление самой цепи. В этом случае резистор не сможет оказывать влияние на работу цепи.

Двухканальный осциллограф

Еще его называют двухлучевым, он обладает одной особенностью – может выдавать на экране сигналы из двух различных источников одновременно. У него есть два канала, которые обозначаются римскими цифрами. Обратите внимание на то, что в обоих каналах минусовые клеммы соединены электрически с корпусом. Поэтому при проведении измерений не допускайте подключения этих проводов к различным участкам цепи. Вот как пользоваться осциллографом С1-68, например, для измерений тока и напряжения одновременно.

Кроме того, есть риск получить неверные сведения, так как цепь кардинально изменяется из-за этого короткого замыкания. Недостаток – это невозможность наблюдения за двумя различными напряжениями. Но он не очень существенный, так как в большинстве приборов один из полюсов (как правило, минусовой вывод источника питания) соединен с корпусом, и он общий. Следовательно, измерения всех напряжений происходят относительно этого общего провода.

Возможности двухканального прибора

Воспользовавшись двухканальным осциллографом, вы получаете возможность контролировать ток и напряжение в цепи одновременно. Следовательно, без труда проводите замер сдвига фаз между напряжением и током. Один канал должен измерять ток, а второй — напряжение в исследуемой цепи. Для измерения тока, как вы помните, необходимо включить в схему некоторый резистор с определенным сопротивлением. Так как пользоваться осциллографом С1-94 и аналогами довольно сложно, нужно держать под рукой рекомендуемые схемы подключений для измерения того или иного параметра.

Стоит обращать внимание на конструкцию осциллографов – она немного несимметричная. Другими словами, синхронизация первого канала намного качественнее и стабильнее, нежели второго. Следовательно, нужно подключать выводы первого канала для измерения напряжения, а не тока. Это позволит получить более стабильное отображение осциллограммы на экране прибора. Никогда не подключайте минусовые клеммы двух каналов к разным точкам цепи! Всегда соединяйте их вместе.

Органы управления

На передней панели прибора имеется несколько рукояток, которые необходимы для проведения точной настройки осциллографа. Два потенциометра — для управления каналами 1 и 2. Также имеется функция управления синхронизацией, разверткой, присутствует возможность регулировки фокусировки, яркости, подсветки. Если присмотреться к экрану, то можно увидеть, что он разбит на небольшие квадраты — деления. Ими необходимо пользоваться при проведении измерений. Именно к этим квадратам следует привязывать масштабы по горизонтали и вертикали. Такие особенности имеет осциллограф С1-67. Как пользоваться приборами такого типа для измерений величин, будет рассказано ниже.

Обратите внимание, что по горизонтали масштаб измеряется в секундах на деление. А по вертикали — в вольтах на деление. Как правило, в осциллографе имеется примерно 6-10 квадратов в горизонтальной плоскости и 4-8 — в вертикальной. На центровые линии нанесены риски, они делят каждый отрезок на 10 частей (равных) или на 5. Благодаря этим делениям можно производить более точные расчеты.

Режим входа

На передней панели имеется специальный переключатель, который переводит прибор в различные состояния. Обозначается символом — сверху прямая черта, ниже нее -волнистая. При переводе в верхнее положение на вход может поступать как переменное, так и постоянное напряжение. Вход открытый считается для постоянного тока. При переключении в нижнее положение допустима подача на вход только переменного напряжения. Благодаря этому появляется возможность проводить замеры очень маленького переменного напряжения (по отношению к очень большим значениям постоянного). Актуально для проведения измерений в усилительных каскадах.

Реализовать это довольно просто – необходимо ко входу усилителя подключить конденсатор. В данном случае вход закрыт. Обратите внимание на то, что в этом режиме измерения НЧ-сигналы с частотой менее 5 Гц ослабевают. Следовательно, измерять их можно лишь в режиме открытого входа.

Когда переключатель установлен в среднее положение, то от разъема входа отключается усилитель, и происходит замыкание на корпус. Благодаря этому имеется возможность установить развертку. Так как пользоваться осциллографом С1-49 и аналогами без знания основных органов управления невозможно, стоит о них более подробно поговорить.

Вход канала осциллографа

На передней панели имеется масштаб в вертикальной плоскости – он определяется при помощи регулятора чувствительности того канала, по которому происходит измерение. Существует возможность сменить масштаб не плавно, а ступенчато, при помощи переключателя. Какие задать значения можно с его помощью, смотрите на корпусе рядом с ним. На одной оси с этим переключателем находится регулятор для плавной корректировки (вот как пользоваться осциллографом С1-73 и аналогичными моделями).

На передней панели можно найти ручку с изображением двунаправленной стрелки. Если вращать ее, то график этого канала начнет перемещаться в вертикальной плоскости (вниз-вверх). Обратите внимание на то, что возле этой ручки имеется графическое обозначение, которое показывает, в какую сторону необходимо ее вращать, чтобы изменить значение множителя в меньшую или большую сторону. Органы управления обоих каналов одинаковые. Кроме того, на передней панели имеются ручки регулировки контрастности, яркости, синхронизации. Стоит отметить, что цифровой карманный осциллограф (как пользоваться девайсом, мы рассматриваем) также имеет ряд настроек отображения графиков.

Как проводятся измерения

Продолжаем описывать, как пользоваться цифровым осциллографом или аналоговым. Важно отметить, что у них у всех есть недостаток. Стоит упомянуть одну особенность – все измерения осуществляются визуально, поэтому имеется риск того, что погрешность окажется высокой. Также следует учитывать тот факт, что напряжения развертки обладают крайне малой линейностью, что приводит к погрешности измерений сдвига фаз или частоты примерно на 5%. Чтобы минимизировать эти погрешности, требуется выполнить одно простое условие – график должен занимать примерно 90% площади экрана. Когда проводятся измерения частоты и напряжения (имеется временной интервал), следует регуляторы корректировки усиления сигнала на входе и скорости развертки выставить в крайние правые положения. Стоит заметить одну особенность: так как пользоваться цифровым осциллографом может даже новичок, приборы с электронно-лучевой трубкой потеряли актуальность.

Как измерить напряжение

Чтобы провести измерение напряжения, необходимо использовать значения масштаба в вертикальной плоскости. Для начала нужно выполнить одно из этих действий:

1. Соединить обе входные клеммы осциллографа между собой.
2. Перевести переключатель режимов входа в положение, которое соответствует соединению с общим проводом. Затем регулятором, возле которого изображена двунаправленная стрелка, добиться того, чтобы линия развертки совпала с центральной (горизонтальной) чертой на экране.

Переводите прибор в режим измерений и подаете на вход сигнал, который необходимо исследовать. При этом в какое-либо рабочее положение устанавливается переключатель режимов. А вот как пользоваться портативным цифровым осциллографом? Немного сложнее — у таких приборов намного больше регулировок.

В результате можно видеть на экране некоторый график. Для точного измерения высоты следует использовать ручку с изображением горизонтальной двунаправленной стрелки. Добиваетесь того, чтобы верхняя точка графика попадала на вертикальную линию, расположенную в центре. На ней имеется градуировка, поэтому будет намного проще произвести расчет действующего напряжения в цепи.

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.

Как определяется сдвиг фаз

А теперь о том, как пользоваться осциллографом С1-112А для измерения сдвига фаз. Но для начала – определение. Сдвиг фаз – это характеристика, показывающая, как располагаются относительно друг друга два процесса (колебательных) в течение некоторого времени. Причем измерение происходит не в секундах, а в частях периода. Другими словами, единица измерения – это единицы угла. Если сигналы будут одинаково располагаться взаимно, то у них сдвиг фаз будет также одинаков. Причем это не зависит от частоты и периода – реальный масштаб графиков на горизонтальной (временной) оси может быть любым.

Максимальная точность измерения будет в том случае, если растянуть график на всю длину экрана. В аналоговых осциллографах график сигнала для каждого канала будет иметь одну яркость и цвет. Чтобы отличить эти графики друг от друга, необходимо сделать для каждого свою амплитуду. И напряжение, которое подается на первый канал, важно делать максимально большим. При этом получится намного лучше удерживать синхронизацией изображение на экране. Вот как пользоваться осциллографом С1-112А. Другие приборы отличаются в эксплуатации незначительно.

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!

 

Грамотный выбор осциллографа для диагностического поста Часть 1

Правильный выбор осциллографа для диагностического поста. Часть 1.

В данной статье продолжим тему комплектации диагностического поста современного автосервиса. Рассмотрим, что собой представляет  осциллограф,  какие задачи он способен решать, определим требования к его выбору и проведем сравнительный анализ  приборов, представленных на рынке.

Что такое осциллограф

Современные автомобили оборудованы достаточно мощной системой бортовой самодиагностики. Данные, которые блоки управления выводят на сканер, позволяет получить много информации о состоянии автомобиля. Но возможности компьютерной диагностики не безграничны. Ряд  узлов и агрегатов не имеют цепей обратной связи и не могут быть проконтролированы соответствующими блоками управления.  Также система бортовой самодиагностики не может отличить отказ  какого либо узла от дефектов проводки между ним и блоком и многое  другое. Особенно это касается современных бензиновых систем непосредственного впрыска, а также дизельных систем впрыска Common Rail легкового и коммерческого транспорта, где проверка гидравлической части топливной аппаратуры весьма затруднительна. Недостоверно поставленный диагноз влечет за собой потерю репутации и крупные финансовые потери. Чтобы получить  недостающую часть  информации и более точно его поставить,  в комплект оборудования любого бензинового и дизельного автосервисов должен входить осциллограф.

Осциллограф — это прибор, способный отображать в графическом виде изменяющееся напряжение, поступающее на его вход. В отличие от  мультиметра, обладает более  высоким быстродействием и способен (в зависимости от характеристик) отображать процессы, длящиеся до долей микросекунд.

Для чего нужен осциллограф

Возможности  осциллографа:

1.Проверка сигналов всех датчиков.

2.Проверка сигналов управления на исполнительные механизмы (проверка выходных  ключей блоков управления).

3. Проверка генератора  по пульсациям.

4. Проверка работы секций ТНВД систем Common Rail.

5. Рассогласование валов (проверка ГРМ).

И ряд других замеров, которые  позволяют практически с 100% уверенностью поставить правильный диагноз «подозрительному» узлу или агрегату.

Как пользоваться осциллографом.

Рассмотрим экран осциллографа (поле сигнала, необходимые кнопки) и разберем, как это работает. По горизонтали луч движется с постоянной скоростью, задаваемой пользователем. Изменяя эту скорость, мы можем «растягивать» или «сжимать» исследуемый сигнал по горизонтальной оси. Сжатие позволяет нам увидеть всю картину «в целом», за какой- то промежуток времени. Растягивая картинку, мы можем более детально рассмотреть мельчайшие детали. Данная функция носит название «Развертка по горизонтали». Кнопка ее настройки говорит нам, за какое время луч проходит одну клетку координатной сетки. Например, настроив ее на 1сек/дел, мы  заставляем его проходить 1 клетку за 1 сек, и получаем достаточно «медленную» развертку. На такой развертке очень удобно смотреть медленно меняющиеся сигналы (например, сигнал педали газа и др.). Настроив развертку на 1 миллисекунду на деление (1мсек/дел) мы заставляем луч двигаться по экрану в 1000 раз быстрее. Такая развертка носит название » быстрая»  и позволяет более детально рассмотреть быстро меняющиеся сигналы (например, сигнал датчика коленвала и др.).

По вертикали луч отклоняется в зависимости от величины напряжения, которое приходит на вход осциллографа. Чувствительность по вертикали говорит нам, на сколько клеток луч отклониться по вертикальной оси при подаче напряжения 1 вольт. Например, настроив вертикальную развертку на 1 вольт на деление (1в/дел), при подаче напряжения 12 вольт луч отклониться на 12 клеток. Но если мы исследуем более низкие напряжения (например, сигнал датчика детонации или лямбда — зонда), чувствительность следует поставить повыше — например, 0,1 в/дел для получения более крупного изображения.

Таким образом, основными рабочими кнопками являются кнопки горизонтальной и вертикальной разверток. Они позволяют настроить наиболее удобный для пользователя вид сигнала. От удобства их расположения зависит, сколько времени диагност потратит  на настройку  и насколько быстро он сможет приступить непосредственно к анализу самого сигнала. Для облегчения настроек ряд автомобильных осциллографов имеет кнопку «Предварительные (пользовательские) настройки«. В этом меню уже  заложены оптимальные развертки для основных датчиков, а так же возможность создания своих личных настроек.

 

Приведем пример анализа полученного изображения:

В течение 2-х мс напряжение сигнала было равно 0 в. В течение последующих  4-х мс линейно возрастало до 6 в. Еще 2 мс  линейно падало до 1 в.

После того, как луч закончит движение по экрану, он возвращается снова в начальную точку и процесс отображения сигналов повторяется. Здесь существует два способа этого движения:

1.Фреймовый или покадровый (от англ. слова FRAME — кадр). Экран полностью очищается, и отображение сигнала начинается в новом кадре. Чем-то напоминает фильм, снятый на кинопленку. После окончания замеров информация сохраняется в  памяти и возможен повторный просмотр любого из кадров.

2. Самописец. Сигнал по экрану движется непрерывно, как бумажная  лента в самописце. После окончания замеров так же сохраняется в памяти  и возможен повторный просмотр любого временного промежутка.

По удобству пользования оба эти способа являются равноценными. Но у них есть общий недостаток. При просмотре периодических сигналов (например, датчиков коленвала, распредвала и им аналогичных) луч по экрану движется независимо от частоты следования измеряемых импульсов. Картинка сигнала каждый раз возникает в разных частях экрана («плавает»). Чтобы «привязать» движение луча к сигналу, применяется режим «Синхронизация«. Запуск луча начинается только тогда, когда уровень измеряемого сигнала достигнет заданной пользователем величины (внутренняя синхронизация), или придет запускающий импульс на специальный синхронизирующий вход (внешняя синхронизация). В практике автомобильной диагностики внутренняя синхронизация получила большее распространение.

Если планируется сохранение записанной информации в файл для дальнейшего анализа, выкладывания в Интернете, создания эталонных библиотек и пр., существует кнопка «Запись«. На ряде осциллографов эта кнопка может быть объединена с кнопкой «Старт«.

На что следует обратить внимание при выборе  осциллографа?

Удобство интерфейса

Вернемся к изображению экрана осциллографа с минимально необходимым набором элементов управления. Как мы видим, экранное поле, несущую информацию, занимает только часть всего экрана. Часть экрана занимают перечисленные выше кнопки. Перед разработчиками интерфейса стоит очень сложная задача: если сделать их большими и удобными для пользователя, они отнимают место у экранного поля. Просмотр и анализ самого сигнала затрудняется. Если сделать экранное поле большим, кнопки получаются маленькими и ими неудобно пользоваться. Поскольку разработчики программного обеспечения, как правило, не являются работниками автосервиса и привыкли работать в комфортных условиях (чистые руки, удобный компьютерный стол), выбранное ими соотношение не всегда оказывается удобным для реально работающего диагноста. Второй проблемой является желание программиста «облегчить жизнь» работнику. Но, не зная особенностей реальной работы автосервиса, программист порой перегружает интерфейс  кучей дополнительных кнопок. Эти кнопки используются  крайне редко, но они еще больше уменьшают площадь экранного поля и вместо облегчения работы с прибором затрудняют ее. Перегруженность интерфейса редко используемыми элементами очень сильно затрудняет работу не только новичков, но и достаточно уверенных  пользователей.

 

Совет №1: При выборе осциллографа основное внимание обращаем на удобство и «дружественность» интерфейса.

 

Следующим аспектом, на который следует обратить внимание, является «Частота дискретизации». В отличие от электронно-лучевых осциллографов, современные цифровые приборы не выводят сигнал на экран непрерывно. В какой-то момент времени замеряется напряжение на входе прибора и с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП) преобразуется в цифровой вид. Через какое-то время делается следующий отсчет, оцифровывается  и так далее.

На верхней части рисунка показаны исходные сигналы, на нижней части — сигналы, выводимые на экран. Если отсчеты идут часто, картинка на экране почти соответствует оригиналу (левый график). Если отсчеты идут редко, картинка искажается до неузнаваемости (правый график). Параметр, характеризующий частоту следования отсчетов, носит название «Частота дискретизации».

 

Итак, какую частоту считать достаточной? В теории измерений считается, что частота выборок должна как минимум в 5 раз превышать максимальную частоту исследуемого сигнала. Но на практике в дело вступают законы экономики. Повышение частоты требует применения более скоростных микросхем АЦП и процессора, что резко повышает стоимость прибора в целом. Цена профессионального радиотехнического осциллографа может доходить до нескольких десятков тысяч долларов. Учитывая тот факт, что максимальные частоты автомобильных сигналов ниже, чем в телевизионной аппаратуре, осциллографы для автомобилей выделились в отдельный класс. Минимальной допустимой можно считать частоту 500 кГц, достаточной — 2 МГц.

Частота дискретизации указывается в техпаспорте на прибор в виде «Частота», либо «Количество выборок». И вот тут скрывается очень «хитрый» маркетинговый ход. Если осциллограф имеет несколько входов (лучей), не всегда уточняется, к чему относиться этот параметр — к одному или ко всем в сумме. Так же не всегда понятно, к чему относиться заявленное количество выборок. Особенно это относиться к приборам, произведенным в КНР. Разобраться в этих тонкостях порой бывает сложно даже опытному пользователю.

Совет 2: Выбираем прибор по минимальной величине  горизонтальной развертки.

Для автомобильного осциллографа приемлемым можно считать, если она составляет 0,2…2,0 миллисекунды на деление. Самым высокочастотным автомобильным сигналом  является сигнал шины CAN, и этой развертки достаточно для его отображения. Для остальных сигналов данная развертка (и высокая частота дискретизации) является избыточной. Приводит к увеличению объема записываемых файлов и лишнему уровню помех. Прибор с более низкой частотой имеет меньшую цену, основные сигналы выводит удовлетворительно, шину CAN может и не  «увидеть».

Что такое мотортестер?

Возможности осциллографа не ограничиваются вышеперечисленными функциями. Если к нему добавить ряд дополнительных датчиков и разработать соответствующее программное обеспечение, он получает название » мотортестер». На сегодняшний день является мощным диагностическим комплексом. Позволяет проводить полную проверку систем зажигания, безразборную дефектовку двигателя и многое другое. Стандартом на мотортестеры  предусмотрен необходимый набор датчиков и ПО. К сожалению, цена  мотортестера, полностью соответствующего стандарту, может достигать очень больших величин. Например, (сейчас снятый с производства) прибор SNP-4000   фирмы  SUN имел стоимость «всего» €38000 (была снижена до€27.000), прибор PDA-1000 — $10.000 (была снижена до $5.000).. Цена современного мотортестера Bosch FSA-720, присутствующего на рынке, около $5.000.

На смену им пришли приборы, имеющий ограниченный набор датчиков и упрощенное программное обеспечение. По стандарту они не могут называться мотортестерами и носят название «Осциллограф с функциями мотортестера». Редко используемые функции у них отсутствуют, что позволило снизить цену до приемлемого для большинства автосервисов уровня.

Рассмотрим назначение датчиков и программных модулей, входящих в их комплект.

1. Накладные датчики для проверки систем зажигания с программным модулем «Проверка зажигания». Позволяют по напряжению вторичной цепи, прикладываемого к свече зажигания полностью проверить все элементы: свечи, катушки, бронепровода и коммутатор. Имеют наборы для систем: с распределителем, с парными катушками (DIS), с индивидуальными катушками (СОР).

2. Датчик давления в цилиндре с программным модулем «Проверка фаз». Позволяет безразборным методом проверить правильность выставки фаз ГРМ и оценить состояние цилиндропоршневой группы.

3. Датчик пульсаций во впускном и выпускном коллекторах. Своего программного модуля, как правило, не имеет. Позволяет ориентировочно оценить эффективность работы каждого цилиндра, а также состояние цилиндропоршневой группы.

4. Для дизельных сервисов приборы комплектуются накладными пьезоэлектрическими датчиками. Своего программного модуля не имеют. Позволяют достаточно точно находить дефекты в элементах топливной аппаратуры.

5. Различные другие программные модули.

Отсутствие «жесткой привязки» к стандарту позволяет каждому автосервису подбирать требуемую комплектацию исходя из задач, стоящих перед ним. А также позволяет более гибко решать вопросы стоимости данного вида приборов.

Совет 3. При выборе прибора особое внимание обращаем на его программное обеспечение, наличие обновлений, вопросы технической поддержки и гарантий производителя.

Обзор и результаты тестирования данных устройств будут рассмотрены в отдельной статье.

Автор статьи — Рязанов Федор

Преподаватель Школы ИнжекторКар

10 причин, по которым каждому радиолюбителю нужен осциллограф | НПЦ МаксПрофит

Причина №1: это как мультиметр, но намного круче!

Конечно, основная функция осциллографа — измерение электрических сигналов. Но он также чертовски полезен для измерения в основном постоянных уровней напряжения. Например, я использовал свой только сегодня, когда проверял вывод различных уровней напряжения источника питания. Он также может делать то, что не могут сделать большинство мультиметров: обнаруживать небольшие колебания напряжения питания.

Причина №2: Вы можете использовать их для отладки аналоговых выходов датчиков.

У меня тонна аналоговых датчиков расстояния. Некоторые из них настоящие, а некоторые — дешевые подделки. Прежде чем я вставлю один из… ммм… более сомнительных датчиков… в схему, я сначала подключу их к моему осциллографу, чтобы измерить, ведет ли себя аналоговый выход должным образом.

Причина №3: они отлично подходят для обнаружения простых ошибок.

Пока я собирал свою покерную фишку с подсветкой, у меня возникли некоторые проблемы с тем, чтобы на одном из демонстрационных эскизов правильно мигал свет. Подключив его к осциллографу и измерив период миганий, я смог определить, что где-то в коде я добавил дополнительный ноль.

Причина №4: Осциллографы особенно хороши в отладке сигналов ШИМ.

У меня недавно возникли проблемы с одним проектом, поэтому я использовал свой осциллограф, чтобы взглянуть на один из выходов PWM на ATtiny. Оказалось, что одна из синхронизированных функций в моем проекте мешала широтно-импульсной модуляции на этом выводе. Я бы, наверное, никогда не понял, почему прямоугольная волна ШИМ не постоянна, если бы не мой осциллограф.

Причина № 5: Вы можете использовать осциллографы для отладки коммуникационных шин.

Я сделал небольшой ремонт, заменил экран на одном из моих устройств, и, к моему большому сожалению, все устройство перестало работать. Я не мог понять почему, пока не исследовал шину I2c дисплея. Я ожидал увидеть контрольные прямоугольные волны с нечетными интервалами, которые указывают на передачу данных, но на самом деле я обнаружил кое-что совсем другое: при сборке экрана я случайно замкнул линию SDA на землю. Поскольку данные передаются путем опускания линии SDA на низкий уровень, это, очевидно, создавало проблемы. Исправление паяного соединения устранило мою проблему.

Причина № 6: они действительно упрощают сбор данных

Многие осциллографы имеют режим экспорта CSV, в котором точки данных собираются в течение нескольких секунд и сохраняются на USB-накопитель. Затем вы можете перенести CSV-файл в программу для работы с электронными таблицами, такую как Numbers или Excel, для дальнейшего анализа. Есть масса случаев, в которых это может быть полезно, например, когда вы хотите получить точную формулу для тригонометрической формы волны.

Причина № 7: это отличные образовательные инструменты

Глядя на точки в цепи с помощью мультиметра, можно многому научиться. Имея возможность видеть изменения формы волны аналоговой схемы в реальном времени или имея возможность наблюдать, как биты и байты передаются от одного устройства к другому в цифровой схеме, вы можете лучше понять, насколько сложны некоторые схемы действительно есть. Вы также можете покопаться в своем осциллографе, сняв заднюю панель, чтобы немного узнать об аналоговых / цифровых схемах.

Причина № 8: Это искусство!

Хорошо, может быть, вы не сможете сделать это на осциллографах с цифровыми экранами, но все же. Посмотрите, как это круто: https://www.youtube.com/watch?v=ZaTuFB5QXHo&ab_channel=Techmoan

Причина № 9: вы можете выполнять сложный математический анализ нескольких сигналов.

Допустим, вы пытаетесь разработать схему звукового глушителя для определенной частоты звука. Вы можете подключить результат схемы глушителя к одному из каналов вашего прицела, а звуковую волну — к другому каналу. Многие осциллографы предлагают возможность последовательно добавлять одну волну к другой. Если у вас ровная линия, значит, ваша схема работает! Это всего лишь один пример; существует масса различных сценариев, в которых это может быть полезно.

Причина №10: Осциллограф — лучший фон для фотографий!

У меня заканчиваются полезные сценарии (10 — это много), поэтому я решил добавить в этот пост несколько лишний вариант использования. Вы можете по-настоящему оживить фотографии своих проектов, включив осциллограф на несфокусированном фоне — это добавит достоверности фотографиям и заставит вас выглядеть настоящим мастером!

Ставьте лайки, делайте репосты и не забывайте заземлять!

Подписывайтесь на наш канал!

Всем читателям нашего блога — Скидка в нашем   интернет-магазине на осциллографы по промокоду ZENPROFIT

Виды осциллографов для диагностики автомобиля

Осциллограф в авто – это прибор, предназначенный для визуального наблюдения процессов, происходящих в электрических цепях автомобилей, включая высоковольтную систему. Основные отличия автомобильного осциллографа от осциллографа общелабораторного применения заключаются в:

• наличии предусмотренных программным обеспечением специальных настроек, позволяющих максимально удобно работать с автомобильными электронными системами;
• наличии специальных датчиков — прежде всего для работы с высоковольтной частью системы зажигания.

Типы осциллографов для автомобилей

Осциллографы для автомобилей могут быть аналоговые или цифровые:

• Осциллограф аналоговый: работает непосредственно с величиной сигнала. Для того, чтобы представлять собой нанесенные на график, требуется сигнал периодический, если не только представляет точку. Осциллографы аналоговые идеально используют, когда хотят наблюдать изменения сигнала в режиме реального времени.
• Цифровой осциллограф: преобразовывает сигнал аналогового входа в цифровой и представляет его в графическом виде. Идеально подходит, чтобы огласить сигналов разовые, не повторяющиеся, как пики напряжения.
• Осциллограф фосфора digital: сочетает в себе функции осциллографа, аналоговый и цифровой.

Что можно проверить с помощью осциллографа?

Данным устройством можно проверить все виды электрических сигналов с различных частей автомобиля. Ниже описаны некоторые из наиболее распространенных применений осциллографа:

• Система топливоподачи. Проверка топливных форсунок; проверка на работоспособность датчиков температуры; а также проверка датчика массового расхода воздуха, положения дроссельной заслонки в карбюраторе, датчика кислорода и так далее.
• Система зарядки и питания. Проверка системы зарядки аккумуляторной батареи проверка работы генератора.
• Система зажигания. Определение углов опережения зажигания, диагностика датчиков системы зажигания, определение неисправностей у катушки зажигания, определение состояния высоковольтных свечных проводов и свечей.
• Система газораспределения. Проверка правильной установки ремня ГРМ, оценка относительной компрессии цилиндров при запуске стартером, оценка компрессии в работающем режиме двигателя и в режиме прокрутки, а также проверка работы клапанов.

Заключение

Благодаря осциллографу, можно проанализировать все сигналы абсолютно любой цепи автомобиля, на основании информации делать выводы о поломке и о том как ее исправить.

Вопросы и ответы:

Что такое осциллограф автомобильный? Это электрический прибор, который определяет время срабатывания, амплитуду электросигнала всевозможных датчиков и другого электронного оборудования в автомобиле.

Что можно проверить осциллографом? По сути это тот же вольтметр, только он измеряет не только напряжение, а его поведение во время работы определенного оборудования. С его помощью проверяется все электрооборудование авто.

Как выбрать себе осциллограф? Преимущество у цифрового типа. Часто такие модели оснащаются еще и анализатором. Удобно пользоваться USB-осциллографами (можно работать с ноутбука).

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Узнайте, что такое осциллограф, как выбрать правильный и как правильно ухаживать за ним

Блог

Осциллографы проверяют, измеряют и отображают сигналы напряжения. Сигналы нанесены на график, чтобы продемонстрировать, как сигнал изменяется во времени. Осциллографы обеспечивают надежные результаты в течение длительного периода времени и используются в различных отраслях промышленности, от здравоохранения до автомобилестроения.

Медицинские работники используют осциллографы, чтобы контролировать сердцебиение пациента и наблюдать мозговые волны.Физики и другие ученые-исследователи используют осциллографы для отслеживания крошечных частиц и анализа воздействия различных сигналов, таких как мобильные или телевизионные. Инженеры и техники-электронщики используют их максимально эффективно в любой профессии. Инженеры-электронщики и электрики полагаются на них при проектировании электрического оборудования. Звукорежиссеры используют осциллографы для наблюдения за вибрациями в двигателях, а инженеры-компьютерщики используют их для определения скорости и частоты процессора. Даже в автомобилях с каждым годом появляется все больше электронного оборудования, и им требуются осциллографы для поиска и устранения неисправностей в автомобилях.

Есть много осциллографов на выбор. Чтобы выбрать лучший вариант для приложения, учитывайте полосу пропускания, входные каналы, частоту дискретизации, длину записи, разрешение по вертикали и другие различные функции. Полоса пропускания должна охватывать все частотные компоненты сигнала. Хорошее практическое правило — полоса пропускания должна быть более чем в 5 раз превышать максимальную частоту сигнала. Больше входных каналов повышает осведомленность о том, что происходит в дизайне. Осциллографы смешанных сигналов предлагают как цифровые, так и аналоговые каналы для повышения наглядности.Чем выше частота дискретизации, тем выше разрешение по длине волны. Это помогает гарантировать, что важная информация не будет потеряна. Рекомендуется, чтобы частота дискретизации превышала 5-кратную максимальную частотную составляющую для захвата всех деталей сигнала. Длина записи — это количество отсчетов, сохраненных за один сбор данных. Из-за хранения ограниченного количества выборок длительность сигнала обратно пропорциональна частоте дискретизации. Более длинная запись позволяет снимать более длительную запись с высоким разрешением.Вертикальное разрешение очень важно при преобразовании сигнала из аналогового в цифровой. Преобразователи с более высоким битом захватывают и измеряют больше деталей. Принятие во внимание различных характеристик осциллографа по сравнению с тем, что необходимо измерить, должно привести к правильному выбору.

Из-за высокой чувствительности осциллографа и важности надежных результатов профессиональные услуги калибровки являются обязательными для обеспечения качества оборудования. При покупке осциллографа в большинстве случаев он поставляется откалиброванным и готовым к использованию.Примерно через год пришло время его профессионально откалибровать. Это гарантирует пользователю, что записанные измерения точны и находятся в пределах спецификации. Может потребоваться регулярная проверка оборудования на соответствие определенным стандартам. Осциллограф, выходящий за пределы допуска, приведет к получению ложной информации при измерении продукта. Ваш осциллограф может нуждаться в калибровке больше или меньше года. Интервалы калибровки должны учитывать точность прибора, влияние выходящего за допустимые пределы осциллографа на процесс и историю характеристик прибора.Анализ отчетов о калибровке должен дать представление об этой информации.

Grand Rapids Metrology будет рада помочь вам определить, какой осциллограф лучше всего подходит для вашего применения, и мы будем заботиться о нем каждый год после вашей покупки. Мы работаем с целью соблюдения стандартов качества и обеспечения точности ваших измерений.

ИСТОЧНИКОВ:

Функции осциллографа

Отрасли промышленности осциллографов

Калибровка осциллографа

Предыдущий пост Следующий пост

Что такое осциллограф? Зачем он вам нужен?

Практические практические руководства

Резюме

Осциллографы показывают биение электронных устройств.Они дают нам всевозможные сведения о том, правильно ли работает электронное устройство, что позволяет нам проверить его жизненно важные функции.

Описание

Жизненно важными показателями наших устройств могут быть напряжение или ток. И точно так же, как мы не хотим, чтобы наши сердца бились слишком быстро или слишком медленно, мы хотим, чтобы эти напряжения колебались с правильной скоростью или частотой. Все мы знаем, что шумы в сердце — это плохо. Что ж, нам тоже не нужны сбои в электрических сигналах, и осциллограф может помочь нам их найти.Подобное понимание ваших электронных устройств позволяет вам убедиться, что они работают должным образом. А если это не так, осциллографы помогут вам диагностировать проблему и исправить ее. Если вы инженер-электрик, скорее всего, вы могли бы использовать осциллограф — независимо от того, являетесь ли вы инженером-испытателем или студентом, или работаете на производстве, ремонте, исследованиях или разработках.

Осциллографы серии 1000 X для различных измерений.

Базовая операция осциллографа отображает зависимость напряжения от времени с напряжением по вертикальной оси и временем по горизонтальной оси.Это позволяет вам дважды проверить, соответствует ли сигнал вашего устройства ожидаемому как по величине, так и по частоте. А поскольку осциллографы обеспечивают визуальное представление сигнала, вы можете видеть любые аномалии или искажения, которые могут возникнуть. Но прежде чем приступить к тестированию, вам следует учесть некоторые моменты.

Осциллографы отображают напряжение по вертикальной оси и время по горизонтальной оси.

Осциллографы

бывают разных видов.Вы хотите выбрать осциллограф с правильной полосой пропускания, целостностью сигнала, частотой дискретизации и входными каналами. Вы также должны убедиться, что он совместим с любыми приложениями и датчиками, которые могут вам понадобиться. Вот список некоторых функций, которые следует проверить при выборе осциллографа:

• Полоса пропускания — диапазон частот, который осциллограф может точно измерить. Полоса пропускания осциллографа обычно составляет от 50 МГц до 100 ГГц.
• Частота дискретизации — количество отсчетов, которое осциллограф может регистрировать в секунду.Чем больше выборок в секунду, тем четче и точнее отображается форма волны.
• Целостность сигнала — способность осциллографа точно отображать форму сигнала. Вам не нужен пульсометр, отображающий неверную информацию. То же самое и с вашим тестируемым устройством. Вы бы не хотели заявлять, что ваше устройство неисправно, и тратить недели на поиск первопричины, хотя на самом деле проблемы нет.
• Каналы — Вход осциллографа.Они могут быть аналоговыми или цифровыми. Обычно на один осциллограф приходится от 2 до 4 аналоговых каналов.
• Совместимость пробника — Пробник — это инструмент, используемый для подключения осциллографа к тестируемому устройству. Существует большое количество пассивных и активных пробников, каждый из которых предназначен для конкретных случаев использования. Вам нужен осциллограф, совместимый с типом пробника, который вам нужен для конкретных испытаний.
• Приложения — Программное обеспечение для анализа сигналов, декодирования протоколов и тестирования на соответствие может значительно сократить время, необходимое для выявления и фиксации ошибок в ваших проектах.Программное обеспечение для анализа может помочь вам найти и оценить джиттер, выполнить преобразование Фурье, создать глазковые диаграммы и даже определить и количественно оценить перекрестные помехи. Программное обеспечение для декодирования протоколов может идентифицировать цифровые пакеты информации, запускать при различных условиях пакета и выявлять ошибки протокола. Не все осциллографы совместимы со всеми приложениями.

Теперь, когда вы вооружены жаргоном, вы готовы приступить к работе. Для самого базового тестирования требуется только осциллограф с полосой пропускания от 50 до 200 МГц, пассивный пробник и достаточная частота дискретизации, целостность сигнала и входы каналов.

Вооружившись этими основами, вы можете выборочно проверить свои печатные платы (PCB), чтобы найти неисправные детали, зашумленные линии питания, короткие замыкания и неработающие устройства ввода-вывода (входы и выходы); погрузитесь в различные режимы запуска для поиска коротких замыканий, сбоев и временных ошибок; и фиксируйте сигналы и данные, чтобы подтвердить качество ваших проектов. Некоторые базовые осциллографы даже обеспечивают анализ Боде или частотный и фазовый анализ. И это только начало.

Анализ частотной характеристики, выполняемый осциллографом InfiniiVision.

Осциллографы

— универсальные и широко используемые инструменты. Автомобильные техники используют осциллографы для диагностики электрических проблем в автомобилях. В университетских лабораториях осциллографы используются для обучения студентов электронике. В распоряжении исследовательских групп по всему миру есть осциллографы. Производители сотовых телефонов используют осциллографы для проверки целостности своих сигналов. В военной и авиационной промышленности осциллографы используются для проверки систем радиолокационной связи. Инженеры НИОКР используют осциллографы для тестирования и разработки новых технологий.Осциллографы также используются для тестирования на соответствие, например, протоколов USB и CAN, где выходной сигнал должен соответствовать определенным стандартам.

Приложения

— 6 Основы для максимально эффективного использования вашего осциллографа
— Примечания к приложению «Основные принципы осциллографа»

Что такое автомобильный осциллограф?

1) UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.

2) Для получения информации о результатах программы и другой информации посетите веб-сайт www.uti.edu/disclosures.

3) Приблизительно 8000 из 8400 выпускников UTI в 2019 году были готовы к трудоустройству. На момент составления отчета приблизительно 6700 человек были трудоустроены в течение одного года после даты выпуска, что составляет в общей сложности 84%. В эту ставку не включены выпускники, недоступные для работы по причине продолжения образования, военной службы, здоровья, заключения, смерти или статуса иностранного студента. В ставку включены выпускники, прошедшие специализированные программы повышения квалификации, а также работающие на должностях. которые были получены до или во время обучения по ИМП, где основные должностные обязанности после окончания учебы соответствуют образовательным и учебным целям программы.UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.

5) Программы UTI готовят выпускников к карьере в различных отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь, для специалистов по автомобилям, дизельным двигателям, ремонту после столкновений, мотоциклетным и морским техникам. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от в качестве технического специалиста, например: специалист по запчастям, специалист по обслуживанию, изготовитель, лакокрасочный отдел и владелец / оператор магазина. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.

6) Достижения выпускников ИТИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. ИМП образовательное учреждение и не может гарантировать работу или заработную плату.

7) Для завершения некоторых программ может потребоваться более одного года.

10) Финансовая помощь, стипендии и гранты доступны тем, кто соответствует требованиям.Награды различаются в зависимости от конкретных условий, критериев и состояния.

11) См. Подробные сведения о программе для получения информации о требованиях и условиях, которые могут применяться.

12) На основе данных, собранных из Бюро статистики труда США, прогнозов занятости (2016-2026), www.bls.gov, просмотренных 24 октября 2017 года. Вакансии по классификации должностей: Автомеханики и механики — 75 900; Специалисты по механике автобусов и грузовиков и по дизельным двигателям — 28 300 человек; Ремонтники кузовов и связанных с ними автомобилей, 17 200.Вакансии включают вакансии в связи с ростом и чистые замены.

14) Программы поощрения и соответствие критериям для сотрудников остаются на усмотрение работодателя и доступны в определенных местах. Могут применяться особые условия. Поговорите с потенциальными работодателями, чтобы узнать больше о программах, доступных в вашем районе.

15) Оплачиваемые производителем программы повышения квалификации проводятся UTI от имени производителей, которые определяют критерии и условия приемки. Эти программы не являются частью аккредитации UTI.Программы доступны в некоторых регионах.

16) Не все программы аккредитованы ASE Education Foundation.

20) Льготы VA могут быть доступны не на всех территориях университетского городка.

21) GI Bill® является зарегистрированным товарным знаком Министерства по делам ветеранов США (VA). Более подробная информация о льготах на образование, предлагаемых VA, доступна на официальном веб-сайте правительства США.

22) Грант «Приветствие за служение» доступен всем ветеранам, имеющим право на участие, на всех кампусах.Программа «Желтая лента» одобрена в наших кампусах в Эйвондейле, Далласе / Форт-Уэрте, Лонг-Бич, Орландо, Ранчо Кукамонга и Сакраменто.

24) Технический институт NASCAR готовит выпускников к работе в качестве технических специалистов по обслуживанию автомобилей начального уровня. Выпускники, которые сдают факультативные программы NASCAR, также могут иметь возможности трудоустройства в отраслях, связанных с гонками. Из тех выпускников 2019 года, которые взяли факультативы, примерно 20% нашли возможности, связанные с гонками. Общий уровень занятости в NASCAR Tech в 2019 году составил 84%.

25) Расчетная годовая средняя заработная плата техников и механиков в области автомобильного сервиса в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 года. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату.Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве автомобильных техников. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, сервисный писатель, инспектор по смогу и менеджер по запасным частям. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве техников автомобильного сервиса и механиков в Содружестве. Массачусетса (49-3023) составляет от 30 308 до 53 146 долларов (Массачусетский труд и развитие рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Согласно оценке Министерства труда США, почасовой заработок квалифицированных автомобильных техников в Северной Каролине в размере 50% почасовой оплаты труда, опубликованный в мае 2021 года, составляет 20,59 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-е и 10-й процентиль почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 14,55 и 11,27 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Техники и механики автосервиса, просмотрено 2 июня 2021 г.)

26) Расчетная годовая средняя заработная плата сварщиков, резчиков, паяльщиков и брейзеров в разделе «Профессиональная занятость и заработная плата» Бюро статистики труда США, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. . ИМП достижения выпускников могут отличаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату.Начальный уровень зарплаты могут быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников-сварщиков. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от технических, например сертифицированный инспектор и контроль качества. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих сварщиками, резчиками, паяльщиками и брейзерами в штате Массачусетс (51-4121) составляет от 34 399 до 48 009 долларов США (данные по Массачусетсу, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Департамент США Оценка почасовой оплаты труда средних 50% квалифицированных сварщиков в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20,28 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине — 16,97 и 14,24 доллара соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Сварщики, резаки, паяльщики и паяльщики, просмотрено 2 июня 2021 г.)

27) Не включает время, необходимое для прохождения 18-недельной квалификационной программы предварительных требований плюс дополнительные 12 или 24 недели обучения, зависящего от производителя, в зависимости от производитель.

28) Расчетная годовая средняя заработная плата для специалистов по кузовному ремонту автомобилей и связанных с ними ремонтников в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Выпускников ИТИ достижения могут отличаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по ремонту после столкновений. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от технических, например оценщик, оценщик и инспектор.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве ремонтников автомобилей и связанных с ними ремонтов (49-3021) в Содружестве Массачусетс составляет от 30 765 до 34 075 долларов (данные Массачусетса по вопросам труда и трудовых ресурсов за май 2019 г., просмотр 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Департамент США Оценка рабочей силы из средних 50% почасовой заработной платы квалифицированных специалистов по борьбе с авариями в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23 доллара.40. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляет 17,94 доллара и 13,99 доллара соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г. Ремонтники автомобильных кузовов и связанных с ними ремонтов, дата просмотра 2 июня 2021 г.)

29) Расчетная годовая средняя заработная плата механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в Профессиональная занятость и заработная плата Бюро статистики труда США, май 2020 г.UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или зарплата. Достижения выпускников UTI могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработная плата. Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве дизельных техников. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от дизельных. техник по грузовикам, например техник по обслуживанию, техник по локомотиву и техник по морскому дизелю.Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков автобусов и грузовиков. и специалисты по дизельным двигателям (49-3031) в Содружестве Массачусетса — от 34 323 до 70 713 долларов (Массачусетс, рабочая сила и развитие рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi / OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations #). Информация о зарплате в Северной Каролине: Министерство труда США оценивает почасовую заработную плату в размере 50% для квалифицированных дизельных техников в Северной Каролине, опубликованную в мае 2021 года, и составляет 23 доллара.20. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о зарплате. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 19,41 и 16,18 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г., Механика автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям, дата просмотра 2 июня 2021 г.)

30) Расчетная годовая средняя зарплата механиков мотоциклов в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г.MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Достижения выпускников ММИ может различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников мотоциклов. Некоторые выпускники MMI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, сервисный писатель, оборудование. обслуживание и запчасти.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: Средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков мотоциклов (49-3052) в Содружестве Массачусетса, составляет 30 157 долларов (штат Массачусетс). Трудовые ресурсы и развитие рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Министерство труда США оценивает почасовую оплату Средние 50% для квалифицированных мотоциклистов в Северной Каролине, опубликованные в мае 2021 года, составляют 15 долларов.94. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 12,31 и 10,56 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г., Механика мотоциклов, дата просмотра 2 июня 2021 г.)

31) Расчетная годовая средняя зарплата механиков моторных лодок и техников по обслуживанию в Бюро статистики труда США «Трудовая занятость и заработная плата, май 2020 г.».MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Достижения выпускников ММИ могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве морских техников. Некоторые выпускники MMI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, такие как обслуживание оборудования, инспектор и помощник по запасным частям.Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков моторных лодок и техников по обслуживанию (49-3051) в Содружество Массачусетса стоит от 30 740 до 41 331 долларов (данные Массачусетса по труду и развитию рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Министерство труда США оценивает почасовую заработную плату в размере 50% для квалифицированного морского техника в Северной Каролине, опубликованную в мае 2021 года, и составляет 18 долларов.61. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-е и 10-й процентиль почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляет 15,18 и 12,87 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г. 2, 2021.)

33) Курсы различаются в зависимости от кампуса. Для получения подробной информации свяжитесь с представителем программы в кампусе, в котором вы заинтересованы.

34) Расчетная годовая средняя заработная плата операторов компьютерных инструментов с числовым программным управлением в США.S. Профессиональная занятость и заработная плата Бюро статистики труда, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве технических специалистов по обработке с ЧПУ.Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, такие как оператор ЧПУ, ученик машиниста и инспектор обработанных деталей. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве операторов станков с компьютерным управлением, металлообработки и Пластик (51-4011) в Содружестве Массачусетса стоит 37 638 долларов (Массачусетс, рабочая сила и развитие рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Северная Каролина Информация о заработной плате: Министерство труда США оценивает почасовую заработную плату в размере 50% для квалифицированных станков с ЧПУ в Северной Каролине, опубликованную в мае 2021 года, и составляет 20,24 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Тем не мение, 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 16,56 и 13,97 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Операторы инструментов с ЧПУ, просмотрено 2 июня 2021 г.)

37) Курсы Power & Performance не предлагаются в Техническом институте NASCAR. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Информацию о результатах программы и другую информацию можно найти на сайте www.uti.edu/disclosures.

38) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая занятость в каждой из следующих профессий к 2029 году составит: Техники и механики автомобильного сервиса, 728 800; Сварщики, резаки, паяльщики и паяльщики — 452 500 человек; Автобусы и грузовики и специалисты по дизельным двигателям — 290 800 человек; Ремонтники кузовов автомобилей и сопутствующие товары — 159 900; и операторы инструментов с ЧПУ, 141 700.См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 г. и прогноз на 2029 г. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.

39) Повышение квалификации доступно выпускникам только в том случае, если курс еще доступен и есть места. Студенты несут ответственность за любые другие расходы, такие как оплата лабораторных работ, связанных с курсом.

41) Для специалистов по обслуживанию автомобилей и механиков U.По прогнозам Бюро статистики труда, в период с 2019 по 2029 год в среднем будет открываться 61 700 вакансий в год. В число вакансий входят вакансии, связанные с чистыми изменениями занятости и чистыми замещениями. См. Таблицу 1.10. Временное увольнение и вакансии, прогнозируемые на 2019–29 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 3 июня 2021 г. учреждение и не может гарантировать работу или заработную плату.

42) Для сварщиков, резчиков, паяльщиков и брейзеров Бюро статистики труда США прогнозирует в среднем 43 400 вакансий в год в период с 2019 по 2029 год.Вакансии включают вакансии, связанные с чистым изменением занятости и чистым замещением. См. Таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2019–29 гг., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра 3 июня 2021 г. UTI — образовательное учреждение и не может гарантировать работу или зарплату.

43) Для механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодно в среднем 24 500 вакансий в период с 2019 по 2029 годы. Вакансии включают вакансии, связанные с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами.См. Таблицу 1.10. Временное увольнение и вакансии, прогнозируемые на 2019–29 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 3 июня 2021 г. учреждение и не может гарантировать работу или заработную плату.

44) Для ремонтников кузовов автомобилей и связанных с ними ремонтов Бюро статистики труда США прогнозирует в среднем 13 600 вакансий в год в период с 2019 по 2029 годы. Открытые вакансии включают вакансии, связанные с чистыми изменениями в занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Разделения и вакансии по профессиям, прогноз на 2019–29 гг., U.S. Bureau of Labor Statistics, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI — образовательное учреждение и не может гарантировать работу или зарплату.

45) Для операторов компьютерных инструментов с числовым программным управлением Бюро статистики труда США прогнозирует в среднем 11 800 вакансий в год в период с 2019 по 2029 год. Открытые вакансии включают вакансии, связанные с чистыми изменениями в занятости и чистыми замещениями. Видеть Таблица 1.10 Профильные увольнения и вакансии, прогнозируемые на 2019–29 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 3 июня 2021 г. UTI — образовательное учреждение. и не может гарантировать работу или зарплату.

46) Студенты должны иметь средний балл не ниже 3,5 и посещаемость 95%.

47) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2029 году общая численность занятых в стране специалистов по обслуживанию автомобилей и механиков составит 728 800 человек. См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 год и прогнозируемый показатель 2029 года, Бюро статистики труда США, www.bls. gov, просмотрено 3 июня 2021 г.ИМП является учебным заведением и не может гарантировать работу или заработную плату.

48) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая численность занятых в стране механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям к 2029 году составит 290 800 человек. См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 год и прогнозируемый показатель 2029 года, Бюро статистики труда США, www. .bls.gov, просмотрено 3 июня 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать работу или заработную плату.

49) У.S. Бюро статистики труда прогнозирует, что к 2029 году общая численность занятых в сфере автомобильного кузова и связанных с ним ремонтов составит 159 900 человек. См. Таблицу 1.2. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.

50) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая занятость сварщиков, резчиков, паяльщиков и паяльщиков в стране к 2029 году составит 452 500 человек.См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 г. и прогноз на 2029 г. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.

51) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая численность занятых в стране операторов компьютерных инструментов с числовым программным управлением к 2029 году составит 141 700 человек. См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 год и прогнозируемый показатель 2029 года, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать работу или заработную плату.

52) Бюро статистики труда США прогнозирует, что среднегодовое количество вакансий по стране в каждой из следующих профессий в период с 2019 по 2029 год составит: Техники и механики автомобильного сервиса — 61 700; Механика автобусов и грузовиков и дизельный двигатель Специалисты — 24 500 человек; и сварщики, резаки, паяльщики и паяльщики — 43 400 человек. Вакансии включают вакансии, связанные с чистым изменением занятости и чистым замещением.См. Таблицу 1.10 Разделения и вакансии по профессиям, прогноз на 2019–29 гг., Бюро США. статистики труда, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

Универсальный технический институт штата Иллинойс, Inc. одобрен Отделом частного бизнеса и профессиональных школ Совета по высшему образованию штата Иллинойс.

10 главных вещей, которые следует учитывать при выборе осциллографа

Важным фактором при принятии решения о покупке осциллографа является количество каналов на приборе или возможность добавлять каналы путем синхронизации нескольких приборов.Большинство осциллографов имеют от двух до четырех каналов, каждый из которых одновременно выполняет выборку с определенной частотой. Важно опасаться влияния на частоту дискретизации при использовании всех каналов. Это связано с широко используемым методом, называемым дискретизацией с временным чередованием, который перемежает несколько каналов для достижения более высокой частоты дискретизации. Если осциллограф использует этот метод, а вы используете все каналы, возможно, вы не сможете получить данные с максимальной скоростью сбора данных.

Количество требуемых каналов полностью зависит от вашего конкретного приложения.Часто традиционных двух-четырех каналов может быть недостаточно для данного приложения, и в этом случае есть два варианта. Первый — использовать продукт с более высокой плотностью каналов, такой как восьмиканальный (одновременный) осциллограф NI PXI-5105 12 бит, 60 Мвыб / с, 60 МГц. Если вы не можете найти инструмент, который соответствует вашим требованиям к разрешению, скорости и пропускной способности, вам следует подумать об использовании платформы, которая позволяет масштабировать вашу тестовую систему, обеспечивая жесткую синхронизацию и позволяющую совместно использовать триггеры и часы.Хотя практически невозможно синхронизировать несколько осциллографов в штучной упаковке по GPIB или LAN из-за большой задержки, ограниченной пропускной способности и необходимости во внешних кабелях, PXI представляет собой превосходное решение. PXI — это отраслевой стандарт, который добавляет технологию синхронизации мирового класса к существующим высокоскоростным шинам, таким как PCI и PCI Express.

Рис. 5. Используя технологию синхронизации, вы можете создавать осциллископы с большим количеством каналов. На рисунке выше показана система, которая предлагает до 68 каналов.Несколько шасси можно синхронизировать для еще большего количества каналов.

Синхронизация нескольких устройств является ключевым требованием многих приложений, что часто увеличивает время разработки программного обеспечения. Однако осциллографы NI, построенные на архитектуре Synchronization and Memory Core (SMC), могут использовать NI-TClk для достижения точной синхронизации с минимальными усилиями при разработке. NI-TClk предоставляет высокоуровневый интерфейс для программирования синхронизации нескольких осцилляторов NI, генераторов сигналов произвольной формы и высокоскоростных цифровых устройств ввода-вывода.Кроме того, существует множество заранее написанных примеров для выполнения этого типа синхронизации, что делает начало работы еще проще. Ниже показаны три функции (niTClk Configure для однородных триггеров, niTClk Synchronize, niTClk Initiate), необходимые для выполнения однородной синхронизации на нескольких осциллографах PXI, как запрограммировано в среде LabVIEW:

Осциллограф

: основы: руководство для начинающих | Блоги

Марк Харрис

| & nbsp Создано: 10 сентября 2020 г. & nbsp | & nbsp Обновлено: 21 сентября 2020 г.

Как инженеры-электронщики, нам невероятно повезло по сравнению с другими инженерными дисциплинами.Мало того, что электроника быстро развивается и расширяется в использовании и функциональности, наше испытательное оборудование дает нам самые большие возможности для диагностики и исследования созданных нами устройств. Хотя все инженерные дисциплины имеют фантастические наборы инструментов моделирования, возможность увидеть, как что-то работает в реальном мире, может дать гораздо больше понимания.

У нас есть много инструментов, которые позволяют нам увидеть, что делают наши схемы, но, как новичок, вы можете не знать, с чего начать.Два самых важных инструмента, которыми вы будете владеть для диагностики любой цепи, — это цифровой мультиметр и осциллограф. Вы можете спросить: «Какой осциллограф или другое испытательное оборудование мне взять?» это частый вопрос студентов и производителей. В этой статье я рассмотрю некоторые основы работы с осциллографами, которые должен знать каждый инженер, а также некоторые советы и рекомендации по работе с различными осциллографами.

Цифровой мультиметр

и осциллограф

Доступно огромное количество разнообразных электронных измерительных инструментов и устройств, самым популярным из которых, вероятно, является мультиметр.Мультиметры могут измерять ток, напряжение, сопротивление и часто другие параметры, в зависимости от модели. Некоторые из них включают встроенную настройку температуры для датчиков RTD или инфракрасных датчиков для измерения температуры. Мультиметр используется для определения того, работает ли ваш источник питания должным образом, может помочь найти поврежденные детали, измерить правильность падения напряжения или сопротивления деталей, найти место короткого замыкания или обрыва и т. Д.

Мультиметр полезен, когда дело доходит до электроники, но быстро обнаруживает ограничения, поскольку его частотная характеристика ограничена.Мультиметр идеально подходит для определения среднего напряжения, возможно, даже для подсчета частоты цепи до нескольких сотен килогерц. Однако он не предоставляет никакой визуализации. Когда вам нужно детально изучить напряжение с течением времени или визуализировать любой аспект формы сигнала, требуется другое измерительное устройство — осциллограф.

Основные сведения об осциллографе

Осциллографы

помогают инженеру измерять различные параметры, такие как напряжение, аналоговые и цифровые сигналы и шум.Современные осциллографы также имеют огромное количество дополнительных функций, которые пригодятся электронщику.

Почти каждый осциллограф, который вы встретите сегодня в продаже, будет представлять собой цифровой запоминающий осциллограф (DSO) или осциллограф смешанных сигналов (MSO). Осциллограф смешанных сигналов — это осциллограф с цифровой памятью с дополнительными функциями, объединяющими возможности логического анализатора. Некоторые модели также выполняют БПФ, давая измерения в частотной области.

Осциллограф любого типа — отличный диагностический инструмент при поиске неисправностей в цепи.Вы можете увидеть точную форму сигнала вашей схемы с разрешением в милливольтах, а с некоторыми осциллографами — с разрешением в пикосекунды. Это позволяет улавливать короткие переходные всплески от датчиков, энкодеров или цепей, которые мультиметр не может надежно уловить. Он также позволяет просматривать цифровые сигналы, проверять качество переходов между краями и просматривать звонки или другие проблемы с целостностью сигнала.

Каналы осциллографа

Осциллографы

имеют несколько каналов. Таким образом, вы можете контролировать форму волны, входящую в цепь, а также выходящую форму волны, что делает его идеальным для мониторинга аналоговых фильтров, усилителей и других аналоговых цепей.Предположим, вы в основном работаете с цифровыми сигналами. В этом случае осциллографы также являются фантастическим инструментом для вас — вы можете по одному каналу смотреть один сигнал, например, кнопку, а затем увидеть реакцию микроконтроллера на этот вход, например, передачу по SPI или I2C. Благодаря точным временным характеристикам осциллографа вы можете измерить, сколько времени требуется вашему коду для выполнения или реакции на прерывание. Осциллографы смешанных сигналов делают еще один шаг вперед, интегрируя логический анализатор, который может предоставить вам множество цифровых входных каналов для мониторинга наряду с аналоговыми каналами.

Как измерить электромагнитные помехи с помощью осциллографа

Вы также можете использовать осциллограф в качестве грубого детектора электромагнитных помех ближнего поля, даже если осциллограф не имеет функции БПФ. Например, на изображении ниже я пытаюсь изолировать источник излучаемого шума некачественного коммерческого драйвера светодиода. Я только что соединил заземляющий провод зонда с наконечником, который дает мне большой зонд с петлей ближнего поля. Сигнал на экране осциллографа представляет собой чисто излучаемый шум; драйвер светодиода может все еще находиться в его корпусе.

Мы можем видеть переключение драйвера светодиода и можем отследить потенциальный источник шума и посмотреть на изменение сигнала при добавлении компонентов фильтрации или демпфирования в проблемные цепи. Хотя осциллограф не заменяет анализатор спектра, он все же может помочь вам отследить потенциальные проблемы с электромагнитными помехами, которые могут привести к отказу от сертификации. Если вам нужно более точное измерение, вы можете купить специальные пробники ближнего поля для анализа вашей печатной платы.

Осциллографы — фантастические диагностические инструменты, но их также можно использовать при планировании проекта.Когда вы моделируете схему с помощью инструмента моделирования, такого как SPICE, например, ваша компонентная модель может не быть идеальным представлением реального компонента. Используя осциллограф на макетной версии вашей схемы, вы можете взаимодействовать с ней в режиме реального времени и видеть точный отклик этого компонента, что позволяет вам определить, будет ли ваша симуляция точной или нет. Этот процесс также может значительно улучшить выбор компонентов, пробуя образцы различных частей в тестовой цепи, вместо того, чтобы полагаться на общую модель SPICE для этого типа компонента.

В дополнение к выбору компонентов, вы также часто можете встретить осциллограф, используемый во время проверки качества серийной платы. Для аналоговых схем, таких как усилители или источники питания, многие модели осциллографов позволяют настроить режим «годен / не годен», который может сразу сказать вам, соответствует ли схема критериям для продолжения производственного процесса.

Какой осциллограф?

Осциллограф — важный инструмент для любого инженера-электронщика, разработчика аппаратного обеспечения или разработчика микропрограмм.Они также являются бесценным инструментом для производителей, студентов и любителей электроники. На рынке представлен огромный выбор осциллографов — так как же выбрать тот, который соответствует вашим потребностям?

На рынке представлен широкий ассортимент осциллографов с широким диапазоном цен. Очень дешевый осциллограф может стоить вам 100 долларов, но это предел — некоторые осциллографы стоят более полумиллиона долларов! Даже некоторые пробники для высококачественных осциллографов стоят дороже, чем новый семейный автомобиль.

Прежде чем мы рассмотрим спецификации или модели осциллографов, давайте сначала кратко рассмотрим, как работает осциллограф.

Современный цифровой осциллограф принимает аналоговый вход от пробника и преобразует его в цифровой сигнал для отображения. Он также работает с невероятно широким диапазоном напряжений; даже осциллограф низкого уровня может иметь максимальное напряжение 1000 В (пиковое) / 300 В (среднеквадратичное) и по-прежнему иметь возможность измерять сигналы с амплитудой всего в несколько милливольт. Передняя часть осциллографа заботится о масштабировании этого широкого диапазона входных напряжений до того, с чем осциллограф может справиться. Этот кондиционированный сигнал затем используется для запуска осциллографа, а также для входа в цепочку дискретизации и АЦП, которая в конечном итоге сохраняется в виде показаний в памяти.Эти показания в памяти вы можете представить себе как список отдельных отсчетов с отметками времени, которые при объединении будут отображать вашу форму волны на экране.

Полоса пропускания осциллографа

Полоса пропускания — один из наиболее заметных методов сравнения различных осциллографов. Он представляет собой максимальную частоту сигнала, которую можно измерить без особого внимания. Затухание происходит из-за индуктивного и емкостного реактивного сопротивления, которые изменяются с увеличением частоты.Это в конечном итоге ограничивает полосу пропускания оборудования осциллографа. Однако сам зонд также имеет ограничения по полосе пропускания. Однако при покупке осциллографа входящие в комплект пробники обычно имеют такую ​​же или большую полосу пропускания, чем сам осциллограф. Объявленная полоса пропускания — это точка, в которой сигнал ослабляется на -3 дБ или примерно на 70,7% от измеренного сигнала.

При покупке осциллографа у него должна быть более широкая полоса пропускания, чем максимальная частота сигнала, которую вы хотите измерить.Для многих инженеров это, скорее всего, тактовый генератор / генератор или протокол связи.

Частота дискретизации осциллографа

Частота дискретизации — это количество точек данных, которые осциллограф может преобразовать и сохранить в памяти в секунду. Чем больше образцов вы сможете получить, тем более детальным будет отображаться сигнал. Частота дискретизации должна быть как минимум в два раза выше частоты вашего сигнала, в идеале как минимум в четыре раза больше, чем частота сигнала. Многие качественные осциллографы обеспечивают максимальную частоту дискретизации от 10 до 20 раз превышающую их полосу пропускания, что позволяет улавливать небольшие переходные всплески или провалы в сигнале.

При низкой частоте дискретизации вы можете полностью пропустить небольшие переходные процессы или дрожание сигнала, поскольку вероятность этого переходного процесса между выборками увеличивается.

Глубина памяти

Глубина памяти осциллографа — это легко недооцениваемая спецификация, которая может иметь решающее значение, особенно при высоких частотах дискретизации. Глубина памяти определяет, сколько отсчетов можно сохранить, и, следовательно, как долго ваш осциллограф может собирать данные. Это влияет на то, насколько вы можете прокручивать сигнал после срабатывания триггера или насколько вы можете увеличивать масштаб до определенной области захваченного сигнала.В общем, чем больше объем памяти, тем лучше; иметь больше данных обычно хорошо. Некоторым осциллографам более низкого уровня может быть сложно обработать все данные в своей памяти, если у них есть значительный объем без вычислительной мощности для их резервного копирования. Это может привести к медленным вычислениям или другим операциям, но в обычных осциллографах производители обычно оставляют разумный объем памяти в зависимости от возможностей обработки.

Большая глубина памяти также повысит вероятность захвата нечастых / ошибочных сигналов, что упрощает отслеживание «странного поведения» в тестируемом устройстве.

Другие характеристики

Мы можем обсуждать технические характеристики осциллографа на многих страницах, но вряд ли эти характеристики будут такими важными, как приведенные выше варианты для первой или второй покупки осциллографа. Если вы не собираетесь расширять границы любого приобретаемого осциллографа, большинство вариантов на рынке будут «достаточно хороши» для обычного пользователя.

Чего следует избегать?

Прежде чем мы углубимся в рассмотрение некоторых вариантов популярных осциллографов, я хочу сначала высказать несколько предупреждений об очень недорогих устройствах.Обычно я не люблю говорить, что что-то не стоит покупать, но если вы посмотрите на онлайн-рынок, несомненно, есть недорогие устройства, которые называют себя осциллографами, на которые не стоит тратить ваше время или деньги.

Вообще говоря, эти предложения, которых следует избегать, сводятся к полосе пропускания и частоте дискретизации. Предположим, вы ищете осциллограф для работы с электроникой. В этом случае я бы предложил абсолютную минимальную полосу пропускания 25 МГц с минимальной рекомендуемой полосой пропускания 50 МГц и частоту дискретизации, соизмеримую с полосой пропускания.

Осциллограф-мультиметр

Существуют портативные осциллографы, которые невероятно функциональны, а вот недорогие, похожие на мультиметр, — нет. Они предназначены для просмотра сигнала переменного тока от чего-то вроде генератора или настенной розетки, и от них будет очень мало пользы для проектирования или тестирования электроники.

Если вы электрик, ремонтирующий генератор, я уверен, что они будут идеальными, работать с микроконтроллером, однако полоса пропускания 20 кГц / 200 кГц / с довольно бессмысленна.

Портативные мини-осциллографы с цветным TFT-дисплеем

Хотя эти маленькие устройства дешевы и выглядят довольно аккуратно, на самом деле они просто работают на недорогом микроконтроллере ARM, если вам повезет. При типичной полосе пропускания всего 1 МГц и 10 MSa / s даже низкоскоростная связь SPI выходит за рамки возможностей этого устройства. Более дорогие версии могут иметь полосу пропускания до 15 МГц и более с частотой дискретизации до 100 MSa / s, но, опять же, этого недостаточно для использования в современных схемах.

Экран с низким разрешением и общие ограниченные возможности означают, что вы не получаете много пользы за деньги, они вряд ли будут полезны для проектирования или тестирования электроники, которую вы могли бы построить.

Комплект осциллографов

Несмотря на то, что сборку набора всегда интересно, по сути, это голая версия описанного выше варианта без корпуса, и она так же ограничена.

Хотя они намного дешевле, чем описанный выше вариант, их полезность также невысока.

9 популярных первых осциллографов

По сравнению с указанными выше осциллографами, эти осциллографы очень популярны, а некоторые из них ненамного дороже указанных выше.Как правило, я предпочитаю 4-канальный осциллограф. Я часто обнаруживаю, что хочу использовать 3 канала при экспериментировании со схемой или диагностике неисправности. Если вы потратите немного больше на 4-канальный осциллограф, это даст вам возможность расти, если вы можете себе это позволить. Осциллографы, как правило, очень хорошо сохраняют свою ценность, поэтому, если ваш бюджет ограничен и вы не видите немедленной потребности в 3-4 каналах, то вариант с 2 каналами может дать некоторую экономию.

Многие осциллографы предлагают относительно дешевую базовую модель с ограниченными программными функциями.Вы можете обновить эти функции программного обеспечения в будущем, купив лицензионный ключ, который можно будет ввести в область действия, что даст вам возможность обновления без необходимости покупать новое оборудование. Вы можете даже найти эти обновления в комплекте со скидкой или бесплатно во время распродаж.

Осциллографы в этом списке представлены в произвольном порядке, и все они являются отличным выбором для своей целевой аудитории.

Ригол ДС1052Э

Несмотря на то, что Rigol DS1052E является одним из самых дешевых осциллографов начального уровня, он вполне способен.Это 2-канальный осциллограф, который достаточно прост в использовании. DS1052E очень популярен среди производителей / студентов / любителей, потому что он предлагает отличное соотношение цены и качества. Он также относительно компактен, что идеально подходит для установки на небольшом столе для любителей или студентов.

Поскольку это осциллограф очень начального уровня, вы часто можете найти их в хорошем состоянии, поскольку люди переходят на более мощные осциллографы по мере роста их навыков и опыта. Как упоминалось ранее, осциллографы хорошо сохраняют свою ценность, поэтому не ожидайте слишком большой скидки на подержанную модель — однако вы можете получить осциллограф с разблокированными опциями, которые дадут вам больше возможностей, чем новый осциллограф базового уровня.

Несмотря на то, что это очень способный осциллограф по своей цене, он всего 2 канала, а экран относительно небольшой и с низким разрешением.

Ригол ДС1054З

Не удивлюсь, если Rigol DS1054Z станет одним из самых продаваемых осциллографов всех времен. По цене, которая лишь немного дороже, чем DS1052E, описанная выше, вы получаете огромное количество функциональных возможностей по очень низкой цене. У меня есть DS1054Z, это не мой основной осциллограф, но его компактный и легкий форм-фактор делает его очень удобным для работы на высокотехнологичном оборудовании, когда получение более крупного прицела может быть немного хлопотным.

В дополнение к дополнительным 2 каналам по сравнению с DS1052E, вы также получаете гораздо более крупный экран с высоким разрешением, что значительно упрощает просмотр происходящего. Вы также получаете больше кнопок вокруг экрана, что упрощает доступ к функциям и в целом просто улучшает взаимодействие с пользователем.

Ригол МСО5074

В качестве последнего осциллографа Rigol мы рассмотрим MSO5074. MSO5074 представляет собой осциллограф смешанного типа, что означает, что он также может действовать как анализатор протокола с дополнительными цифровыми входами.С опциями программного обеспечения он может действовать как генератор произвольных функций и анализатор спектра, что делает его невероятно разнообразным. Осциллограф серии MSO5000 является моим текущим ежедневным драйвером, поскольку соотношение цены и качества, когда я перестраивал свою домашнюю лабораторию после переезда в другую страну, было непревзойденным.

Помимо относительно большого экрана, сенсорный экран на удивление удобен для пользователя. Покупая прицел, я подумал, что сенсорный экран — это своего рода уловка. Однако, когда я использую DS1054Z, я слишком часто касаюсь экрана без какого-либо эффекта — так что оказалось, что это гораздо полезнее, чем я первоначально ожидал.

Еще одна функция, которую я обнаружил на удивление полезной, — это то, что у осциллографа есть выход HDMI, который позволяет мне записывать изображение с экрана с помощью устройства записи HDMI или выводить выходной сигнал на большой экран. В наши дни все работают из дома, и это довольно интересный вариант, поскольку он позволяет вам записать проблему с тестируемым устройством и отправить видео другому инженеру. Вы также можете использовать карту захвата HDMI для потоковой передачи изображения вашего осциллографа непосредственно на конференц-связь.

Это также невероятно популярный осциллограф, и цена за его возможности довольно фантастическая. Он настолько популярен, что сообщество даже создало его, чтобы вы могли играть в классический Doom на прицеле, когда вам нужен перерыв в работе за электроникой.

Tektronix TBS1202B-EDU

Tektronix — известный производитель испытательного оборудования, работающий в отрасли уже несколько десятилетий. Осциллограф серии 1000 TBS1052B-EDU можно напрямую сравнить с описанными выше Rigol DS1052E и DS1054Z.По характеристикам Rigol DS1054Z более сопоставим. Однако TBS1202B-EDU только двухканальный. Осциллограф хорошо подходит в качестве осциллографа начального уровня. DS1054Z предназначен для студентов и учебных заведений.

У

Tek также есть несколько других моделей, которые значительно дешевле в той же серии, например, TBS1052C, который представляет собой осциллограф с частотой 50 МГц, такой же, как и варианты Rigol, по той же цене.

Мне нравится, что модель TBS1202B-EDU имеет полосу пропускания 200 МГц и имеет частоту дискретизации 2 Гвыб / с, что вдвое больше, чем у других вариантов линейки TBS1000.К сожалению, объем памяти несколько ограничен — всего 2500 точек, в то время как альтернативы из той же серии имеют длину записи 20 000 точек.

Tektronix TDS2024C

Делая шаг вперед к осциллографам серии 2000, Tektronix TDS2024C имеет 4 канала. Как и TBS1202B, который мы рассмотрели выше, он также имеет полосу пропускания 200 МГц, частоту дискретизации 2 Гвыб / с и всего 2500 точек длины записи. Хотя входные характеристики у него почти такие же, это более мощный прицел с дополнительными программными функциями, большим количеством каналов и выделенными аппаратными кнопками для всех наиболее часто используемых функций.

К сожалению, размер экрана меньше, чем у осциллографов серии 1000 выше.

Одно из главных преимуществ серии 2000, на мой взгляд, заключается в том, что в ней предусмотрены возможности ограниченного тестирования, что делает ее идеальной для быстрого тестирования и утверждения устройств перед отправкой.

Keysight DSOX1204A

Компания Keysight, ранее известная как Agilent, на протяжении многих десятилетий является лидером в области испытательного оборудования. Серия DSOX1000 — это осциллографы начального уровня, но они ни в коем случае не являются базовыми осциллографами.Их прицелы серии 1000 доступны в вариантах 70, 100 и 200 МГц. Благодаря 4 каналам и частоте дискретизации 2 Гвыб / с плюс 2 миллиона точек глубины памяти, это мощный и практичный прицел.

Опыт компании Keysight в области испытательного оборудования проявляется в дизайне пользовательского интерфейса дисплея. Дисплей большой и яркий, с фантастической компоновкой, очень простой в использовании.

Осциллограф Keysight MSOX2004A

Осциллографы Keysight серии 2000 поставляются с вариантами, которые также имеют возможность 8-канального логического анализатора / анализатора протоколов.Раньше у меня был MSOX2004A, и это очень хорошо спроектированные прицелы с простым, но мощным пользовательским интерфейсом. MSOX2004A — это версия осциллографов среднего уровня серии 2000 начального уровня с полосой пропускания 70 МГц, частотой дискретизации 2 Гвыб / с и глубиной памяти 1 миллион точек, а также с 8-канальным логическим анализатором.

В дополнение к функциям логического анализатора / анализатора протоколов, осциллограф также имеет опции для генератора произвольных функций, а встроенный цифровой вольтметр делает его универсальным осциллографом.

Rohde and Schwarz RTB2004

Rohde и Schwarz обычно известны своим высококлассным испытательным оборудованием, особенно в мире ВЧ-техники. Неудивительно, что их осциллограф серии 2000, модель начального уровня для них, полон функций и обладает очень высокими техническими характеристиками. RTB2004 имеет множество дополнительных функций, которые можно приобрести позже, сохраняя низкую базовую цену.

Самой инновационной особенностью этого осциллографа является то, что он имеет 10-битный аналого-цифровой преобразователь.Обычно осциллографы имеют только 8-битный АЦП. Дополнительное разрешение обеспечивает достаточную детализацию сигналов и потенциально позволяет более точные измерения.

RTB2004 имеет четыре аналоговых канала, полосу пропускания 70 МГц (с возможностью обновления программного обеспечения), частоту дискретизации 2,5 Гвыб / с и глубину памяти 20 миллионов отсчетов. В дополнение к типичным функциям осциллографа RTB2004 также может действовать как генератор произвольных функций, анализатор протокола с 16 цифровыми каналами и работать как анализатор спектра.

ПикоСкоп 2000

Серия PicoScope 2000 немного отличается от всего остального, что мы рассматривали, тем, что они основаны на ПК, а не полностью интегрированы.Вам понадобится ноутбук или компьютер, чтобы иметь возможность использовать один из этих осциллографов, при этом обработка данных будет передаваться на более мощный компьютер через USB-соединение.

Компания

Pico Tech хорошо известна своими автомобильными приборами и производством недорогих осциллографов, подключенных к ПК. Хотя модели с меньшей пропускной способностью дешевы, я бы не рекомендовал ничего ниже модели 50 МГц (2206B), поскольку она быстро обнаружит свои ограничения при разработке встроенных систем.

PicoScope 2206B имеет частоту дискретизации 500 Мвыб / с, что дает ему самую низкую частоту дискретизации из всех рассмотренных нами осциллографов.Скорость формы волны также низкая по сравнению с другими вариантами.

У предыдущего работодателя был PicoScope. Однако для выполнения многих задач мне приходилось брать с собой собственный осциллограф, так как входное напряжение составляло максимум 20 В с максимальным пределом 100 В. Я работал над системой на 300 В, поэтому, если вы работаете с чем-то более высоким, чем 20 В, PicoScope, вероятно, не для вас.

Если место ограничено, и вы ищете недорогой вариант, PicoScope — отличный вариант.

Как выбрать осциллограф

При покупке первого осциллографа хорошо подумать, для чего вы хотите его использовать или какие схемы у вас могут быть в том, что вы разрабатываете.Импульсный источник питания может иметь частоту до 2 МГц с очень короткими переходными выбросами при переключении. Микроконтроллер может быстро генерировать сигналы с частотой 50 МГц + с помощью своих выводов ввода-вывода или обмена данными, такими как SPI. Колесо энкодера может генерировать очень короткие импульсы, которые требуют разумной частоты дискретизации.

События длительностью

микросекунды тривиальны для осциллографов, но подумайте, нужно ли вам быстрее. Какое самое короткое событие / переходный процесс / импульс вы должны увидеть с помощью осциллографа? Рассчитайте требования к полосе пропускания и / или частоте дискретизации, чтобы надежно засвидетельствовать эти сигналы.

Осциллографы

со встроенными логическими анализаторами / анализаторами протоколов невероятно эффективны для разработчиков микропрограмм. Декодированные цифровые каналы могут использоваться для триггеров, что позволяет начать запись аналоговых сигналов, когда в канале связи обнаруживается определенный байт или последовательность байтов.

Последние мысли

На рынке есть множество отличных вариантов осциллографов, даже для людей с ограниченным бюджетом. Даже бюджетные осциллографы сегодня настолько мощны и функциональны по сравнению с альтернативами, представленными на рынке 10 или 15 лет назад, что мы действительно избалованы выбором.

Если вы не зацикливаетесь на крупном бренде, который с незапамятных времен производит испытательное оборудование, Rigol и Siglent предлагают невероятное соотношение цены и качества. Около десяти лет назад Rigol создавала осциллографы низкого уровня Agilent (теперь Keysight) для них как OEM-партнера и существует с конца 90-х годов. В последнее десятилетие Rigol продолжала стремительно внедрять инновации.

Я владел оборудованием Keysight и Rigol в основном в течение последнего десятилетия и с большим уважением отношусь к обоим брендам.Rigol часто воспринимается скорее как бюджетный / любительский бренд, но когда вы сравниваете спецификации, особенно на более дорогие устройства, для меня это явный победитель, когда вы добавляете розничную цену в эту смесь. Если вы не планируете доводить свой осциллограф до жестких пределов, большинство технических характеристик мелких деталей можно практически считать эквивалентными для большинства основных игроков рынка. Моя новая лаборатория домашней электроники на 80% состоит из Rigol, на 20% из Siglent, после того, как я рассмотрел все варианты лицом к лицу в выставочных залах поставщиков — я очень стараюсь, чтобы логотип на оборудовании не повлиял на решение.

Я не добавил Siglent в этот список, так как еще один недорогой китайский поставщик, как сообщество производителей и любителей, в конечном итоге склонен предпочитать Rigol. Определенное оборудование от Siglent превосходит Rigol по цене, сравнимой с ценой, но я чувствую, что Rigol по-прежнему остается лидером среди осциллографов. Hantek (и все другие бренды, под которыми продается оборудование) и Owon также не вошли в число участников, поскольку я чувствую, что они еще не находятся в той же лиге, что и Rigol и Siglent, по качеству или стоимости — будучи немного дешевле, вы могли бы а также потратьте немного больше денег на технически более совершенные варианты с большей поддержкой сообщества.

В конечном итоге ваше решение должно зависеть от того, для чего вы собираетесь использовать оборудование, каков ваш бюджет и каковы могут быть ваши будущие потребности. Я считаю, что из этого списка у Keysight самые простые в использовании осциллографы, Rigol предлагает лучшее соотношение цены и качества, а R&S предлагает самый интересный вариант. Все основные сведения об осциллографе, показанные здесь, в целом применимы к моделям, представленным выше.

Хотите узнать больше о том, как Altium Designer может помочь вам в разработке вашей следующей печатной платы? Поговорите со специалистом Altium.

Введение в осциллографы — Жидкие инструменты

Осциллографы

являются важным испытательным и измерительным оборудованием в лаборатории. Они используются для отображения, записи и анализа форм сигналов напряжения, как правило, во временной области. В этом руководстве мы будем использовать встроенный осциллограф Moku: Lab, чтобы познакомить с основными функциями и изучить некоторые важные концепции и параметры осциллографов. Это поможет вам лучше понять, что делает осциллограф, как он обычно используется, а также концепции частоты дискретизации, полосы пропускания, триггеров и т. Д.

Большинство современных осциллографов относятся к семейству цифровых запоминающих осциллографов (DSO). Большинство концепций, представленных в этом руководстве, относятся к DSO.

---

Что такое осциллограф?

Осциллограф — это испытательный и измерительный прибор, который быстро измеряет напряжение с течением времени. Он записывает напряжение в определенных точках цепи и отображает напряжение (ось Y) как функцию времени (ось X) на экране. По сути, это очень быстрый вольтметр с возможностью регистрации данных и построения графиков (рис. 1).

Рисунок 1: Осциллограф можно рассматривать как быстрый вольтметр, который измеряет напряжение в заданные интервалы времени, затем регистрирует и отображает кривую напряжения как функцию времени.

Одной из ключевых характеристик осциллографа является скорость, с которой он может измерять и записывать напряжение. В спецификации это называется частотой дискретизации . Частота дискретизации осциллографа обычно измеряется количеством точек, которые он может измерить за секунду.Например, осциллограф Moku: Lab имеет максимальную частоту дискретизации 500 Мвыб / с. Это 500000000 измерений в секунду. MSa / s означает количество отсчетов (106) в секунду. Теоретически максимальная частота, которую может измерить прибор, ограничивается ½ частоты дискретизации. Это называется условием Найквиста. Однако в большинстве случаев частота дискретизации не является ограничивающим фактором для осциллографа. Полоса пропускания осциллографа описывает максимальную частоту, которую может обрабатывать аналоговый вход.Обычно описывается частотой среза с ослаблением -3 дБ. Сигналы, значительно превышающие частоту среза, ослабляются. Совместная частота дискретизации и полоса пропускания являются определяющими характеристиками осциллографа. Частота дискретизации обычно ориентирована на полосу пропускания . Современные осциллографы имеют частоту дискретизации от сотен мегасэмплов до десятков гигаэмплов в секунду (109) и полосу пропускания от десятков МГц до нескольких ГГц. Более высокая частота дискретизации и полоса пропускания обычно обеспечивают лучшую модальность сигнала, хотя за это приходится платить.Как показывает практика, полоса пропускания осциллографа должна быть как минимум в 3-5 раз больше, чем основная частота сигнала, который вы хотите измерить. Чтобы зафиксировать резкий подъем / спад, например прямоугольную волну, состоящую из множества синусоидальных волн разных частот, необходима более широкая полоса пропускания.

Рисунок 2: Две наиболее важные характеристики осциллографа: частота дискретизации и полоса пропускания.

---

Настройки ввода

Мы рассмотрели основные функции и две ключевые характеристики осциллографа.Теперь рассмотрим некоторые детали. Во-первых, настройки ввода. Большинство осциллографов имеют два или четыре входных канала. Каналы можно индивидуально включать, выключать и настраивать. Настройки входа изменяют способ настройки аналоговых интерфейсов, что в основном влияет на ось Y на дисплее. Тремя наиболее важными входными настройками осциллографа Moku: Lab являются: вертикальный масштаб (диапазон входного сигнала), связь и импеданс.

Вертикальный масштаб:

Шкала определяет диапазон напряжения по оси Y.Цифровые запоминающие осциллографы обычно имеют ограниченное вертикальное разрешение (количество точек, которые они могут использовать для представления полного входного диапазона). По возможности рекомендуется использовать весь входной диапазон. Вертикальный масштаб в осциллографе обычно напрямую связан с входным усилением. После отображения сигнала на осциллографе отрегулируйте вертикальную шкалу соответствующим образом, чтобы убедиться, что сигнал не является ни насыщенным, ни недостаточным.

Сцепление:

Входная связь определяет, какие части вашего сигнала (постоянного и переменного тока) проходят через вход.При соединении по постоянному току через вход проходят как постоянный, так и переменный ток. При соединении по переменному току через вход допускается только переменная составляющая. Это полезно, когда вы хотите измерить небольшое колебание переменного тока поверх большого смещения постоянного тока. Частота отсечки для связи по переменному току обычно составляет около 50-60 Гц.

Сопротивление:

Импеданс определяет сопротивление входного нагрузочного резистора. Большинство осциллографов имеют возможность выбора между 50 Ом или 1 МОм. Выбор зависит от импеданса источника сигнала.Обычно 1 МОм используется для точного измерения напряжения, поскольку он меньше нарушает входной сигнал, а 50 Ом используется для измерения мощности на высоких частотах и ​​для подключения к другим устройствам с сопротивлением 50 Ом.

Осциллографы

часто используют щупы для подключения к электрическим цепям, обычно это могут быть щупы 1x или 10x. 1x пробники проходят через сигнал без масштабирования амплитуды, тогда как пробники 10x имеют резисторный делитель, который масштабирует сигнал на 1/10. Тип датчика 1x или 10x также можно установить в настройках входа Moku: Lab, чтобы на дисплее правильно отображалось масштабирование датчика и фактическая величина сигнала.

Рисунок 3: Входные настройки осциллографа Moku: Lab. Вы можете настроить вертикальный масштаб, изменить входную связь и изменить входное сопротивление для вашего осциллографа.

---

Функция триггера

Функция запуска — один из важнейших механизмов осциллографа. Как мы обсуждали в предыдущем разделе, частота дискретизации осциллографа составляет от нескольких сотен МГц до нескольких ГГц. На практике невозможно постоянно отображать и сохранять такое количество точек данных на экране.Вот тут и вступает в игру спусковой механизм. Вместо непрерывного сбора данных осциллограф фиксирует определенное количество точек данных (например, 10 000 точек) после «срабатывания». После запуска осциллограф отображает эти 10 000 точек на экране, а затем ожидает следующего запуска. Если события запуска происходят быстрее, чем это может обработать осциллограф, он просто игнорирует эти промежуточные запуски, пока осциллограф не будет готов к следующему запуску. Это означает, что формы сигналов, отображаемые на экране, могут быть непоследовательными во времени.Вместо этого осциллограф постоянно отображает эти «моментальные снимки», снятые при каждом событии запуска (рис. 4). Большинство осциллографов имеют режим «прокрутки», который непрерывно фиксирует и отображает точки данных без запуска. Однако частота дискретизации, используемая в режиме прокрутки, обычно намного ниже.

Рисунок 4: Осциллографы отображают на экране снимки событий запуска. Если событие запуска происходит быстрее, чем осциллограф может обработать, отображаемые формы сигналов не являются последовательными во времени.

Условие срабатывания:

Осциллограф обычно срабатывает, когда напряжение на одном из входных каналов повышается / падает до определенного уровня. Например, мы можем запускать осциллограф, когда напряжение на входе 1 повышается до 1 В. Условия запуска легко настраиваются, а некоторые осциллографы имеют более сложные условия запуска. Однако мы не будем рассматривать их в этом вводном руководстве.

Режим триггера:

В большинстве осциллографов существует три различных режима запуска: «Авто», «Нормальный» и «Покадровый».В режиме «Авто» срабатывание «принудительного» срабатывания происходит, когда осциллограф не обнаруживает событие срабатывания триггера по прошествии определенного времени. Осциллограф всегда будет отображать последние полученные данные, даже если условие срабатывания триггера не выполняется. В «Нормальном» режиме осциллограф срабатывает только при выполнении установленного условия запуска. Осциллограф всегда будет ждать следующего триггерного события, вместо того, чтобы применять «принудительный» триггер. В «Единичном» режиме осциллограф ожидает следующего события запуска. После срабатывания триггера экран приостанавливается и отображается сигнал, захваченный с помощью этого триггера.

Рисунок 5: Настройки триггера для осциллографа Moku: Lab. Вы можете выбрать автоматический, нормальный или однократный режим запуска. Кроме того, вы можете настроить условие запуска на основе ваших измерений.

---

Развертка (горизонтальная шкала)

Теперь обсудим ось X. Развертка осциллографа контролирует поведение горизонтальной оси. Регулируя развертку, осциллограф автоматически выбирает оптимальную частоту дискретизации, которая уравновешивает длину кривой (по времени) и временное разрешение.Почему мы не всегда используем максимальную частоту дискретизации? Как мы упоминали ранее, количество точек, которые осциллограф может хранить для каждого триггерного события, ограничено его внутренней памятью. Допустим, размер выборки составляет 10 000 точек. Если сигнал, который мы хотим наблюдать, колеблется с частотой 1 Гц, то при 500 Мвыб / с 10000 точек отображают 0,000002 секунды данных. При такой скорости мы не сможем приблизиться к полной картине сигнала 1 Гц! Таким образом, необходимо оптимизировать частоту дискретизации, когда мы настраиваем масштаб оси X.Чем ниже анализируемая частота, тем длиннее временная развертка и тем больше промежуток между представленными образцами.

DSO имеет конечную частоту дискретизации. Это означает, что точки данных, полученные осциллографом, не являются действительно непрерывными во времени. Чтобы отображать непрерывный сигнал на экране при увеличении масштаба по оси времени, можно выбрать различные режимы интерполяции. Линейная интерполяция не выполняет повышающую дискретизацию. Чтобы отобразить сигнал, между последовательными точками рисуется прямая линия. Это «уродливо», но не «изобретает» никаких новых данных.Интерполяция SinX / X сохраняет частотные характеристики сигнала. Однако во временной области может показаться, что есть перерегулирование или недоработка, чего на самом деле нет в сигнале. Гауссова интерполяция «сглаживает» сигнал, сохраняя визуальные характеристики сигнала во временной области за счет частотной информации.

Если сигнал, который вы пытаетесь захватить, повторяется для каждого события запуска, иногда полезно усреднить несколько событий запуска и отобразить усредненный сигнал.Это должно значительно улучшить отношение сигнал / шум относительно слабого сигнала.

Параметр

Persistence позволяет сохранить на экране заданное количество старых сигналов (событий запуска). Это помогает наблюдать за изменениями формы сигналов с течением времени.

Рисунок 6: Настройки развертки осциллографа Moku: Lab. Частота дискретизации автоматически определяется по горизонтальной шкале.

---

Расширенные функции

Теперь поговорим о некоторых автоматизированных функциях, встроенных в осциллограф.Современный осциллограф может измерять различные свойства захваченных сигналов, такие как амплитуда, частота и т. Д. Таким образом, вместо вычисления частоты входного сигнала путем подсчета временного интервала на экране, вы можете заставить осциллограф автоматически выполнять вычисления за вас. Большинство осциллографов также имеют математические функции, такие как: сложение, вычитание и даже выполнение анализа с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) для входных сигналов. Сочетание всех этих функций делает современный осциллограф действительно практичным инструментом для анализа цепей, сигналов связи и т. Д.

Рисунок 7: Математические и измерительные функции осциллографа Moku: Lab. Оранжевая кривая показывает сумму входа 1 и входа 2. Измерение от пика до пика входа 1 и измерение частоты канала 2 отображаются в нижней части области отображения сигнала.

Спасибо за то, что прочитали это ознакомительное руководство по осциллографу. Вы можете загрузить приложение Moku: Lab из Apple App Store и испытать его в демонстрационном режиме. Подробную информацию об особенностях осциллографа Moku: Lab можно найти в Руководстве пользователя осциллографа.

---

Есть вопросы или комментарии?

Свяжитесь с нами

Цифровой осциллограф

— обзор

2.8.2 Цифровые стробоскопические осциллографы

Как обсуждалось в последнем разделе, сбор данных в цифровом осциллографе осуществляется путем цифровой дискретизации и хранения данных. Чтобы уловить достаточно подробностей формы волны, выборка должна быть непрерывной с достаточно высокой скоростью по сравнению с временной шкалой формы волны. Это называется дискретизацией в реальном времени .Согласно критерию Найквиста, f _s ≥ 2 f _{sig, max} требуется для характеристики формы сигнала, где f _s — частота дискретизации, а f _{sig, max} — это частота дискретизации. максимальная частота сигнала. Для формы сигнала синусоидального сигнала максимальная частота равна его основной частоте, и для воспроизведения формы сигнала достаточно дискретизации на частоте Найквиста, то есть двух отсчетов за период. Однако это предполагает, что мы знаем, что форма волны была синусоидальной до измерения.

Как правило, для сигнала неизвестной формы максимальная частота f _{sig, max} может быть намного выше основной частоты f _sig . Следовательно, для получения деталей формы сигнала частота дискретизации должна быть намного выше, чем f _sig . Обычно f _s ≥ 5 f _sig необходим для точного измерения. Это означает, что для характеристики сигнала с основной частотой 10 ГГц частота дискретизации должна быть выше 50 ГГц, что является очень сложной задачей для усилителей и электронных схем в осциллографе.Стробоскопический осциллограф предназначен для измерения высокоскоростных сигналов с использованием относительно низких частот дискретизации, что снижает требования к электронным схемам.

Принцип работы стробоскопического осциллографа основан на недискретизации повторяющихся сигналов. Хотя только небольшое количество выборок может быть получено в течение каждого периода формы сигнала, с выборкой за многие периоды и объединением данных вместе, форма волны может быть восстановлена ​​с большим количеством точек выборки.Этот метод также называется дискретизацией эквивалентного времени и существует два основных требования: (1) форма волны должна быть повторяющейся и (2) должны быть доступны стабильный запуск и точно контролируемая относительная задержка.

Рисунок 2.8.7 (a) иллюстрирует принцип выборки сигнала. Поскольку форма сигнала должна быть повторяющейся, используется периодическая последовательность импульсов запуска, а синхронизация между первым импульсом запуска и формой сигнала определяется выбором уровня запуска.Дискретная точка данных выбирается в момент каждого запускающего импульса. При установке периода запуска немного больше периода сигнала на Δ T , выборка данных происходит в разных положениях в пределах каждого периода формы сигнала. Поскольку в течение каждого периода запуска собирается только одна точка данных, по определению это последовательная выборка .

Рисунок 2.8.7. Иллюстрация (а) метода последовательной выборки и (б) сигнала, восстановленного после последовательной выборки.

Если общее количество точек выборки, необходимых для восстановления формы волны на экране, составляет N , а временное окно формы волны для отображения составляет Δ T _dsp , последовательная задержка каждого события выборки в пределах периода сигнала должно быть

(2.8.1) ΔT = ΔTdspN − 1

На рисунке 2.8.7 (b) показана восстановленная форма сигнала, и, очевидно, Δ T представляет разрешение выборки во временной области. Здесь Δ T может быть выбрано очень коротким, чтобы иметь высокое разрешение при относительно низкой частоте дискретизации.Однако при выборе высокого разрешения необходимо пойти на компромисс; сбор данных становится длиннее, потому что необходимо будет задействовать большое количество периодов сигнала. Основным недостатком является то, что, поскольку для каждого периода сигнала разрешена только одна точка выборки, при большом периоде сигнала время измерения может быть очень большим.

Случайная выборка — альтернативный алгоритм выборки, как показано на рисунке 2.8.8. При случайной выборке сигнал непрерывно дискретизируется с частотой, которая не зависит от частоты запуска.Следовательно, в течение периода запуска выборка может осуществляться более чем одной или менее чем одной точкой (точками) данных, в зависимости от разницы частот между выборкой и запуском. В процессе измерения данные сохраняются в памяти с выбранным значением напряжения сигнала и временем снятия напряжения. Разница во времени между каждым моментом выборки и ближайшим триггером собирается и настраивается для восстановления формы сигнала на экране дисплея.

Рисунок 2.8.8. Иллюстрация (а) метода случайной выборки и (б) сигнала, восстановленного после случайной выборки.

Предположим, что период выборки составляет Δ T _с , период запуска составляет Δ T _tg , а временное окно сигнала для отображения на экране составляет Δ T _dsp . Если Δ T _dsp = Δ T _tg , то в среднем имеется N _ave = Δ T _tg / Δ T _s точек данных, выбранных в течение каждого триггерный период.Следовательно, чтобы накопить N точек выборки для графического отображения, общее время, необходимое для сбора данных, составляет T _N = N Δ T _с = N _ср. Δ T _тг . При использовании случайной выборки частота выборки не ограничивается одной выборкой за период запуска, как при последовательной выборке, и, таким образом, эффективность выборки может быть выше, ограничиваясь только скоростью выборки, которую может предложить осциллограф.Основным недостатком является то, что, поскольку частота дискретизации отличается от частоты запуска, восстановленные точки дискретизации в окне дисплея могут быть неравномерно разнесены, как показано на Рисунке 2.