Осциллограф, что с его помощью можно сделать

Осциллограф, что с его помощью можно сделать

Осциллограф — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.

В мастерской электронщика и электрика если не обязательно, то, по крайней мере, крайне желательно наличие осциллографа. Его используют на ряду с простыми измерительными приборами: амперметром, вольтметром, омметром, в конце концов мультиметром. Из этой статьи вы узнаете об осциллографе — что это такое и для чего он нужен.

Осциллограф — что это?

Все, кто работает с электричеством, знают, что напряжение измеряют вольтметром, а ток амперметром. Но эти приборы показывают только то значение тока, которое есть в момент измерений. Даже при измерении переменных по значению и знаку величин вы получаете какое-то усредненное по определенным алгоритмам или законам значение.

Но с помощью вольтметра можно следить за тем, как измеряется величина, правда, с погрешностями. У стрелочных приборов они обусловлены конструктивными особенностями, а у цифровых также, но добавляются еще и частота дискретизации и другие программные проблемы.

Но как проследить за быстроизменяющимся сигналом, у которого величины изменяются за тысячные и миллионные доли секунды?

Такие измерения крайне важны во многих сферах:

— Во всех областях электронике;

— При изучении параметров электрооборудования;

— В диагностике и настройки систем автомобиля и прочих.

Для этого используют осциллографы и осциллографические пробники. Осциллограф — это тот же вольтметр, только на экране которого показывается не значение напряжения сигнала, а его форма и поведение. Форма сигнала отображается с привязкой к шкале проградуированной в Вольтах (вертикально) и секундах (горизонтально) — для подробного их изучения.

На картинке ниже вы видите примеры изображений на экране осциллографа, красным выделено сколько микросекунд в одном квадратике по горизонтали, а зеленым – сколько вольт по вертикали. Иными словами цена деления на изображении – 1В/дел и 10 мкс/дел.

Сразу стоит отметить, что, в основном, с помощью осциллографов изучают сигнал, который периодически повторяется. Сигналы изменяющиеся произвольным образом изучают с помощью осциллографа с функцией самописца.

Такой функцией обладают преимущественно цифровые осциллографы, но не все цифровые осциллографы умеют записывать осциллограммы в память. На фото ниже изображен аналоговый с электроннолучевой трубкой – он для таких задач не подходит.

А это цифровой:

Чтобы разобраться каким образом сигнал, который измеряется с периодом в доли секунды замирает на экране можно привести простой пример — стробоскоп. Если любой подвижный предмет периодически освещать коротковременными вспышками света, то в результате вы будете видеть конкретные его положения, как на фотографиях.

При этом, если освещать таким образом вращающийся с определенной скоростью предмет, то при условии, что частота вспышек совпадет со скоростью его вращения — вы будете видеть неподвижный предмет или определенную часть вращающегося предмета обращенного к вам одной и той же стороной в момент вспышки. Если частота вспышек не будет совпадать со скоростью вращения предмета, то вы будете видеть последовательность отдельных его участков в произвольном порядке.

Я встречал и сравнение на примере поезда с бесконечным числом одинаковых вагонов:

Если вспышки буду идти с частотой, совпадающей с частотой смены вагонов перед вами, то вам будет казаться, что каждый раз вы видите один и тот же неподвижный вагон перед собой.

Таким же образом работает и осциллограф — он отображает один и тот же участок периодического сигнала, в результате вы можете изучить особенности его изменения.

В пределах этой статьи мы не будем вдаваться в блоки, из которых он состоит, режимы работы, синхронизации и прочего, давайте рассмотрим что можно сделать с помощью осциллографа.

Осциллограф в электронике

Первое что приходит в голову — это электроника. Вы не можете наглядно увидеть, открылся ли транзистор, и как часто он это делает. Кроме того, при проектировании современных быстродействующих устройств, важно знать не только о самом факте срабатывания полупроводниковых ключей, но и о формах фронтов нарастания и затухания тока и напряжения.

Благодаря этому вы можете узнать насколько правильно подобран режим работы транзистора или другого компонента и о корректности работы радиоэлектронного устройства в целом.

Итак, при проектировании электроники нужно использовать осциллограф для наладки готового изделия и подбора конечных номиналов компонентов, что повышает его надежность.

Осциллограф в ремонте

Ремонт электроники это процесс поиска вышедшей из строя детали, который без необходимого набора инструментов сводится к поочередной замене элементов и узлов до доведения прибора до работоспособности. Иначе говоря — ремонт методом тыка.

Отдельные элементы, например транзисторы, резисторы, индуктивности и конденсаторы зачастую вы можете проверить с помощью мультиметра или универсального транзистор-тестера. С микросхемами дело обстоит иначе.

При ремонте блоков питания вы можете наглядно проконтролировать работу ШИМ-контролера — сердца импульсных преобразователей.

Больше нет способов с помощью которых вы можете достоверно убедится в его исправности. Хотя в этом можно убедиться по косвенным признакам.

А также:

При ремонте устройств с микроконтроллерами можно проверить работу тактового генератора, наличие сигналов на всех пинах микроконтроллера.

При диагностике усилителей звука, можно увидеть в каком месте исчезает или искажается сигнал.

Ремонт автомобилей

Большинство неисправностей современных автомобилей типа: «не заводится», «провалы при разгоне», «плохо едет и глохнет», — связаны с проблемами в электрической части. Так как все двигателя, которые сейчас устанавливаются, инжекторные, если речь вести о газе или бензине, а если в двигатель работает на дизельном топливе, то у него наверняка стоят форсунки с электронным управлением.

То же самое касается и системы зажигания.

Для функционирования систем впрыска и зажигания топлива, расчета моментов срабатывания форсунок и искрообразования, необходимо знать о положении коленчатого и распределительного валов двигателя. Поэтому автомобили оборудованы множеством датчиков.

Для диагностики всех этих систем используют как встроенные протоколы связи, считывают ошибки, так и мотортестеры — приборы которые могут и связываться с системой управления двигателя и работать в роли осциллографа.

Таким образом вы можете узнать о работе датчиков положения, проследить соответствие положения распределительного и коленчатого вала (фазы ГРМ).

С помощью специальных щупов — исправность работы системы зажигания, а по форме осциллограммы определить неисправность катушки, свечей, высоковольтных проводов и наличие импульса на катушки вообще.

Систему зарядки автомобиля можно проверить с помощью осциллографа. Так вы можете диагностировать неисправности диодного моста генератора, не снимая его с автомобиля.

Заключение

Осциллограф помогает увидеть форму сигнала и есть ли он вообще. Это важно и при разработке устройств и при их ремонте. Следует отметить, что можно обойтись и без него, но тогда вы потратите намного больше времени на диагностику прибора, а ремонт превратится в гадание на кофейной гуще.

Ранее ЭлектроВести писали, что на месте строительства многофункционального комплекса по переработке твердых бытовых отходов в Дергачевском районе изучают состав получаемого полигонного газа.

По материалам: electrik.info.

Зачем нужен осциллограф | РОБОТОША

Часто, произнося это слово в присутствии человека, не связанного с радиоэлектроникой, мне начинало казаться, что я произнес какое-то очень завораживающее слово. В глазах собеседника сразу появлялось удивление и заинтересованность, и он начинал смотреть на меня как на какого-то мага или волшебника. Так что же это за прибор, который делает человека, занимающегося электроникой, фактически Гарри Поттером?

Основное предназначение осциллографа — изобразить форму измеряемого электрического сигнала (его напряжения), и он становится относительно простым в использовании прибором уже после первого с ним знакомства (хотя куча всяких ручек и кнопочек на нем может вогнать в ступор кого угодно). Фактически, осциллограф рисует нам двухмерный график зависимости напряжения от времени, где по горизонтальной оси X мы наблюдаем время, по вертикальной Y — напряжение. Или как еще говорят, осциллограф делает временную развертку сигнала. Интенсивность (или яркость) сигнала на дисплее можно представить в виде третьей оси Z.

Оси осциллографа

Итак, осциллограф — это измерительный прибор, который позволяет:

• Определить временные параметры и значения напряжения сигнала (его амплитуду)
• Замерив временные характеристики сигнала, можно вычислить его частоту
• Наблюдать сдвиг фаз, который происходит при прохождении различных участков цепи
• Наблюдать искажение сигнала, вносимые каким-то участком цепи
• Можно выяснить постоянную (DC) и переменную (AC) составляющие сигнала
• Можно выяснить соотношение сигнал/шум и является ли шум стационарным, или же он изменяется во времени

Еще раз повторюсь, что хотя мы и можем измерять некоторые из параметров исследуемого сигнала, его напряжение (амплитуду), частоту, сдвиг фаз, но именно форма сигнала зачастую позволяет понять процессы, происходящие в электрической цепи.

Рассмотрим пример осциллограммы электрического сигнала — это то, что показывает осциллограф.  Картинка идеализирована, работая с реальными приборами таких идеально ровных линий увидеть не получится (из-за чего это происходит я расскажу несколько позже).

Осциллограмма

В нашем случае мы наблюдаем периодический сигнал, у которого отсутствует постоянная составляющая (равна нулю), и мы имеем переменную составляющую в форме прямоугольных импульсов. Действующее (эффективное) значение напряжения (Vrms, среднеквадратичное значение) в данном частном случае совпало с амплитудой сигнала, хотя в общем случае, это не так (действующее значение будет меньше амплитудного). К слову, вольтметры измеряют именно действующее значение напряжения (простенький цифровой вольтметр показывает вообще некоторое средневыпрямленное значение, такое, что при измерении синусоидального сигнала оно равно действующему значению). Хотя есть вольтметры, измеряющие именно амплитудные (пиковые) значения сигналов, вне зависимости от формы сигнала (в них используются пиковые детекторы). К теме работы вольтметров, я обязательно еще вернусь в своих публикациях.

Глядя на полученную осциллограму, можно заметить, что мы имеем:

• периодический сигнал прямоугольной формы
• он принимает значения как положительной, так и отрицательной полярности (вольтметр просто показал бы какое-то число)
• сигнал изменяется в пределах от -6В до +6В (чувствительность по вертикали 2В/деление)
• длительность отрицательного полупериода равна длительности положительного полупериода

Не так уж и мало информации мы получили, глядя на экран осциллографа!

При помощи многоканального осциллографа можно одновременно наблюдать сигналы в различных точках схемы и смотреть, как они между собой соотносятся. Например, на входе и выходе усилителя. Мы можем посмотреть сигнал на входе и сигнал на выходе, выяснить какие искажения в форму сигнала вносит наш усилитель, как изменилась его амплитуда, какова временная задержа (сдвиг фаз). Как правило, увеличение количества входов осциллографа значительно сказывается на его стоимости. На практике, при разработке, отладке, настройке или ремонте цифровых и аналоговых устройств оптимальным, я считаю, наличие в своем арсенале двухканального осциллографа.

В ближайшее время я планирую рассказать о том, как выбрать подходящий для ваших задач осциллограф, на какие характеристики следует обращать внимание, как устроены различные типы осциллографов и покажу, как с этим чудо-прибором работать. Следите за новостями!

 

---

Еще по этой теме

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Осциллограф — это… Что такое Осциллограф?

Осциллограф

Осцилло́граф (лат. oscillo — качаюсь + греч. γραφω — пишу) — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи; измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.

Современные осциллографы позволяют исследовать сигнал гигагерцовых частот. Для исследования более высокочастотных сигналов можно использовать электронно-оптические камеры.

Применение

Используются в прикладных, лабораторных и научно-исследовательских целях, для контроля/изучения электрических сигналов — как непосредственно, так и получаемых при воздействии различных устройств/сред на датчики, преобразующие эти воздействия в электрический сигнал.

Курсорные измерения

Захват строки телевизионного сигнала

Для периодического и оперативного контроля качественных показателей телевизионного тракта и отдельных его звеньев в системах телевещания применяются специальные осциллографы с блоком выделения строк.

Классификация

По назначению и способу вывода измерительной информации:

• Осциллографы с периодической развёрткой для непосредственного наблюдения формы сигнала на экране (электронно-лучевом, жидкокристаллическом и т. д.) — в зап.-европ. языках oscilloscop(e)
• Осциллографы с непрерывной развёрткой для регистрации кривой на фотоленте (шлейфовый осциллограф) — в зап. -европ. языках oscillograph

По способу обработки входного сигнала

• Аналоговый
• Цифровой

По количеству лучей: однолучевые, двулучевые и т. д. Количество лучей может достигать 16-ти и более (n-лучевой осциллограф имеет nное количество сигнальных входов и может одновременно отображать на экране n графиков входных сигналов).

Осциллографы с периодической развёрткой делятся на: универсальные (обычные), скоростные, стробоскопические, запоминающие и специальные; цифровые осциллографы могут сочетать возможность использования разных функций.

Также существуют осциллографы, совмещенные с другими измерительными приборами (напр. мультиметром).

Осциллограф также может существовать не только в качестве автономного прибора, но и в виде приставки к компьютеру (подключаемой через какой-либо порт: LPT, COM, USB, вход звуковой карты).

Устройство

Осциллограф с дисплеем на базе ЭЛТ состоит из электронно-лучевой трубки, блока горизонтальной развертки и входного усилителя (для усиления слабых входных сигналов). Также содержатся вспомогательные блоки: блок управления яркости, блок вертикальной развертки, калибратор длительности, калибратор амплитуды.

Современные осциллографы всё в большей степени переходят (как и вся техника визуализации — телевизоры, мониторы и тп.) на отображение информации на экране ЖК-дисплеев.

Экран

Схема электронно-лучевой трубки осциллографа: 1 — отклоняющие пластины, 2 — электронная пушка, 3 — пучок электронов, 4 — фокусирующие катушки, 5 — экран

Осциллограф имеет экран A, на котором отображаются графики входных сигналов (у цифровых осциллографов изображение выводится на дисплей (монохромный или цветной) в виде готовой картинки, у аналоговых осциллографов в качестве экрана используется электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением). На экран обычно нанесена разметка в виде координатной сетки.

Сигнальные входы

Осциллографы разделяются на одноканальные и многоканальные (2, 4, 6, и т. д. каналов на входе). Многоканальные осциллографы позволяют одновременно сравнивать сигналы между собой (формы, амплитуды, частоты и пр.)

Управление разверткой

Имеются значительные отличия в аналоговых и цифровых осциллографах. В цифровых осциллографах, строго говоря, не требуется синхронизация, так как при частоте обновления 1 сек и менее изображение на экране вполне читаемо визуально.

Режимы развертки:

• автоматический;
• ждущий;
• автоколебательный;
• однократный;

Триггер

Если запуск развёртки никак не связан с наблюдаемым сигналом, то изображение на экране будет выглядеть «бегущим» или даже совершенно размазанным. Это происходит потому, что в этом случае осциллограф отображает различные участки наблюдаемого сигнала на одном и том же месте. Для получения стабильного изображения все осциллографы содержат систему, называемую триггер.

Триггер в осциллографе — это устройство, которое задерживает запуск развёртки до тех пор, пока не будут выполнены некоторые условия. Триггер имеет как минимум две настройки:

• Уровень сигнала: задаёт входное напряжение (в вольтах), при достижении которого запускается развёртка
• Тип запуска: по фронту или по спаду

Таким образом, триггер запускает развёртку всегда с одного и того же места сигнала, поэтому изображение сигнала на осциллограмме выглядит стабильным и неподвижным (конечно, только при правильных настройках триггера).

Настройка

Для работы с осциллографом предварительно необходимо произвести калибровку его канала (каналов). Калибровка производится после прогрева прибора (примерно минут 5). Калибратор встроен в большинство осциллографов. Для калибровки высокочастотных моделей желательно иметь шнур с двумя разъемами (на выход калибратора и на вход осциллографа) иначе возможны искажения сигнала. Для низкочастотных моделей возможно просто коснуться щупом выхода калибратора. Далее ручку вольт/дел. ставится так, чтобы сигнал калибратора занимал 2—4 деления на экране (то есть, если калибратор 1 вольт,- то на 250 милливольт). После этого канал включается на переменное напряжение и на экране появится сигнал. Далее, в зависимости от частоты калибратора, ручка развертки ставится в положение при котором видно не менее 5—7 периодов сигнала. Для частоты 1 килогерц частота развертки при которой каждый период занимает одно деление экрана равен 1 мс (одна миллисекунда). Далее необходимо убедиться, чтобы сигнал на протяжении этих 5-7 периодов попадал точно по делениям экрана. Для аналоговых осциллографов нормируется как правило ±4 деления от центра экрана, то есть на протяжении восьми делений должен совпадать точно. Если не совпадает, следует поворачивать ручку плавного изменения развертки добиваясь совпадения. Заодно проверяется амплитуда (размах) сигнала — она должна совпадать с тем, что написано на калибраторе. Если не совпадает, то необходимо добиться совпадения, поворачивая ручку плавного изменения чувствительности вольт/дел. Необходимо помнить, что если установлена чувствительность канала в 250 милливольт, то сигнал в 1 вольт занимает при правильной настройке 4 деления. После калибровки прибор будет показывать сигнал точно. Теперь можно не только смотреть, но и измерять сигналы.

История

Первый осциллограф был изобретён французским физиком Андре Блонделем в 1893 году.

Интересные факты

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

• Р. Г. Карпов, Н. Р. Карпов Электрорадио измерения М.: «Высшая школа», 1978

Осциллограф. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Осциллограф представляет прибор, используемый для исследования временных и амплитудных параметров электрического сигнала, который подается на его вход, или непосредственно на экране, или записываемого на фотоленте. На сегодняшний день это один из самых распространенных типов контрольно-измерительных приборов, который наряду с мультиметрами позволяет производить производственные и научные исследования.

На сегодняшний день промышленность не стоит на месте. Создаются современные приборы, которые позволяют значительно сокращать время исследований и разработок. Они обладают значительным набором измерительных приложений, емкостным сенсорным дисплеем, глубокой памятью и высочайшей скоростью обновления сигналов на экране.

Виды

Всего имеется несколько типов приборов, которые различаются по характеристикам:

• Аналогово-цифровые.

• Цифровые запоминающие.

• Устройства смешанных сигналов.

• Виртуальные устройства.

По количеству лучей осциллограф может быть:

• Однолучевой.
• Двулучевой и так далее.

Число лучей может быть 16 и более (n-лучевой прибор имеет n сигнальных входов, в том числе может отображать на экране одновременно n графиков входных сигналов).

Приборы также классифицируются по принципу действия:

• Электронный: аналоговый и цифровой.
• Электромеханический: электродинамический, выпрямительный, электростатический, термоэлектрический, электромагнитный, магнитоэлектрический.

По развертке их можно поделить:

• Специальный.
• Запоминающий.
• Стробоскопический.
• Скоростной.
• Универсальный.

Имеются также приборы, которые совместимы с иными измерительными устройствами. Это может быть не только автономное устройство, но и приставка, к примеру, компьютер, карта расширения или вовсе подключение к внешнему порту.

Устройство

Конструкция аналоговых устройств базируется на применении систем аналоговой горизонтальной развертки и электронно-лучевых трубок. Одним из главных блоков данных приборов являются генераторы линейно меняющегося напряжения пилообразной формы.

Аналоговый осциллограф

 имеет:

• Отклонение луча на экране определяется напряжение пластин. Трубки выделяются большим диапазоном частоты. Горизонтальная развертка функционирует от напряжения горизонтальных пластин по линейной зависимости. Верхняя граница частоты определяется усилителем и емкостью пластин. Нижний предел соответствует 10 герцам.
• Для визуализации характеристик и формы в аналогово-цифровых приборах исследуемого сигнала используются системы аналоговой горизонтальной развертки, электронно-лучевые трубки, в том числе генераторы линейно изменяющегося напряжения. К тому же в конструкции приборов имеются встроенные запоминающие модули, которые используются для хранения изображения.
• Запоминающие цифровые приборы применяют высокоскоростную оцифровку аналоговых сигналов, обеспечивают их хранение и выводят на жидкокристаллический индикатор, который применяется вместо электронно-лучевой трубки. Цифровой осциллограф имеет преобразователь аналогового сигнала, усилитель, делитель, блок управления, память и блок выведения на ЖК панель.
• Устройства смешанных сигналов быстро оцифровывают аналоговые сигналы, в том числе имеют функцию ввода цифровых последовательностей. Вся необходимая информация сохраняется в запоминающий модуль и выводится на жидкокристаллический монитор при необходимости.

Принцип действия

Аналоговые устройства для создания изображения на экране применяют электронно-лучевую трубку. В ней напряжение, которое подается на оси X и Y, заставляет точку передвигаться по экрану. На горизонтали можно наблюдать зависимость от времени, тогда как по вертикали идет отображение пропорциональное входному сигналу. В целом же сигнал усиливается и направляется на электроды, которые отклоняют по оси Y электронно-лучевой трубки с применением аналоговой технологии.

Цифровой

 осциллограф работает несколько по-другому:

• Выполняется модификация входящего аналогового сигнала в цифровую форму.
• Затем происходит его сохранение. Скорость сохранения зависит от управляющего устройства. Верхняя граница определяется скоростью преобразователя, при этом у нижней границы нет ограничений.
• Преобразование сигнала в цифровой код позволяет повысить устойчивость отображения, сделать масштаб и растяжку проще, сохранить данные в память.
• Использование дисплея вместо электронной трубки дает возможность отображать любые данные, в том числе выполнять управление прибором. У дорогостоящих приборов установлены цветные экраны, благодаря чему они дают возможность выделять цветом различные места, различать курсоры и сигналы иных каналов.
• Синхронизацию можно наблюдать прямо перед включением развертки. Используемые процессоры обработки сигнала позволяют обрабатывать сигнал при помощи анализа преобразованием Фурье.
• Информация в цифровом виде дает возможность записать экран с итогами измерения в память, в том числе распечатать на принтере. Большинство приборов имеют накопители, чтобы можно было записать изображения в архив и в дальнейшем произвести их обработку.

Применение

Осциллограф

 представляет измерительный прибор, при помощи него можно:

• Определить значения напряжения сигнала (амплитуду) и временные параметры.
• Измерив временные характеристики сигнала, удастся определить его частоту.
• Наблюдать сдвиг фаз, происходящий при прохождении разных участков цепи.
• Выяснить переменную (AC) и постоянную (DC), которые составляют сигнал.
• Наблюдать искажение сигнала, который вносит определенный участок цепи.
• Выяснить соотношение сигнал/шум, определить стационарность шума или его изменение по времени.
• Понять процессы, которые происходят в электрической цепи.
• Выяснить частоту колебаний и так далее.

Эти устройства преимущественно применяются в электронике и радиотехнике. Особенно важным элементом прибор используется в электромеханических сферах производства. Данное устройство выступает в качестве фиксирующего прибора, который наглядно отображает все колебания электрического тока, происходящие в определенном электрическом механизме. С помощью прибора можно найти помехи, а также искажения прохождения электрического импульса в самых разных узлах схемы.

Применение в диагностике и ремонте автомобилей

Применяются эти приборы и в других областях. Так они часто используются для определения неисправностей в системе исполнительных механизмов и иной диагностике. При помощи них даже можно диагностировать механические неисправности двигателя.

К примеру, осциллограф способен:

• Выявить неисправный катализатор.
• Определить соответствие установки задающего шкива коленвала по отношению к датчику положения коленчатого вала.
• Выявить сильный подсос воздуха.
• Наблюдать сигналы с датчиков системы, отслеживать их изменение.
• Считывать коды неисправностей, сохраненные системой.
• Указать идентификационные данные системы, ЭБУ.
• Выполнить проверку работу исполнительных механизмов и так далее.

Естественно, что такой прибор должен иметь логический анализатор, специальное программное обеспечение и уметь выполнять дешифровку протоколов.

Как выбрать осциллограф

На рынке представлено множество самых разных моделей. Поэтому перед покупкой следует определиться:

• Следует узнать, где будет применяться прибор?
• Какова амплитуда измеряемых сигналов?
• Сигналы в скольких точках схемы будет нужно измерять одновременно?
• Необходимость измерения одиночных и периодических сигналов?
• Необходимость сигналов в частотной области, функции быстрого преобразования Фурье и так далее?

При выборе следует обратить внимание на следующие параметры:

• Количество каналов. Они будут влиять на число отображаемых независимых сигналов на дисплее. Их одновременное наличие позволит наблюдать за несколькими графиками, проводить их сравнение и анализировать. Для работы с простой техникой хватит 2-4 каналов. Наиболее продвинутыми являются приборы с функцией логического анализатора и 16 каналами.
• Частота дискретизации будет влиять на число выборок сигнала в секунду, то есть на качество разрешения изображения на экране. Большее количество точек сигнала позволит построить более точное изображение. Данный параметр важен при измерении переходных и однократных процессов.
• Тип питания. При работе с прибором на выезде или вдали от сети лучше покупать модель с аккумулятором. В остальных случаях лучше покупать измерительные приборы, работающие от сети.
• Полоса пропускания. Следует учесть, что полоса пропускания должна в 3-5 раз быть выше значения частот исследуемых сигналов. Для простых усилителей звуковой частоты и цифровых схем достаточно параметра в 25 МГц. Для профессиональных исследований и радиочастотных схем будет нужно устройство с полосой пропускания порядка 100-200 МГц.

Почему не стоит использовать советские приборы

Сегодня вполне можно купить устройства, выпущенные 30-40 лет назад. Однако такой осциллограф лучше не использовать, ведь:

• Для калибровки необходимо использовать подстроечники, которых полно и сверху и сбоку. Обеспечить точную настройку будет затруднительно.
• Высохшие электролиты.
• Вес.
• Габариты и так далее.

Похожие темы:

Как пользоваться осциллографом и для чего он вообще нужен. Часть I

1. Краткая история
2. Общий принцип работы
3. Какие бывают осциллографы
4. Основные характеристики

К осциллографам у меня особая любовь. Кому-то бентли нравятся, а кому-то осциллографы. У каждого свои причуды. Бентли мне тоже нравится, но в отличии от всех других её владельцев, мне еще и осциллографы нравятся! =)

Главная задача осциллографа: регистрировать изменения исследуемого сигнала и выводить его на экран для просмотра. Это самый незаменимый прибор в лаборатории радиолюбителя. Можно и частоту прикинуть и амплитуду посмотреть и, что часто ещё важней, форму сигнала изучить. Решил заниматься электроникой — обязательно купи.

Краткая история

История осциллографа насчитывает уже 100 с лишним лет. В разное время над усовершенствованием прибора работали такие известные люди как Адре Блондель, Роберт Андреевич Колли, Уильям Крукс, Карл Браун, И. Ценнек, А. Венельт, Леонид Исаакович Мандельштам и многие другие.

Кстати, а вы знали, что первое подобие осциллографа создали в Российской Империи? Это сделал В 1885 году русский физик Роберт Колли. Прибор назывался осциллометр. Осциллографы того времени сильно отличались от тех, что используются сейчас!

Общий принцип работы

Надо сказать, что сейчас существует огромное количество разных осциллографов. Но для нас важен общий принцип работы, который заключается в том, что прибор регистрирует изменение напряжения сигнала и выводит его на экран. Да, именно для этого и нужен осциллограф, и всё. Но это настолько важно для физиков и инженеров, что словами передать сложно. Важность этого прибора сравнима с открытием закона всемирного тяготения.

На картинке выше приведена типичная панель управления осциллографа. Куча всяки регуляторов, кнопочек, разъемов и экран. Ужас, как во всём это разобраться? Да легко. Поехали.

Никто не обидится, если я скажу, что у осциллографа два главных органа управления. Над ними обычно написано «Развертка» или «Длительность», «В/дел». Разберемся!

Сначала про «В/дел». На вход прибора ты можешь подавать сингал разной амплитуды. Захотел подал синусоиду с амплитудой в 1В, а захотел 0.2В или 10В. Как видно на картинке сверху, экран прибора обычно разделен на клеточки. Да, это та самая всем привычная декартова система координат. Так вот  «В/дел» позволяет изменять масштаб по оси Y. Другими словами можно менять размер клеточки в вольтах. Если выбрать 0.1В и подать синусоиду амплитудо в 0. 2В, тогда вся синусоида займёт на экране 4 клетки. 

А при исследовании сигнала в реальной схеме амплитуда сигнала может быть такой, что весь сигнал не сможетпоместиться на экране прибора. Вот тогда ты и будешь крутить ручку регулировки «В/дел», устанавливая необходимый масшатб оси Y таким, чтобы увидеть весь сигнал. 

Теперь про «Длительность». Большую часть истории развития электронных осциллографов они были аналоговыми. В качестве экрана использовались ЭЛТ (электронно-лучевые трубки). Те самые, что уже и в телевизорах трудно встретить. Кому интересно, посмотрите видео ниже. Оно прекрасно объясняет принцип рисования исследуемого сигнала на экране ЭЛТ-осциллографа. Либо читаем дальше, если лень смотреть, — я расскажу о самом главном. 

Итак, ручка «длительность» («разёртка») нужна для того, чтобы задать с какой скоростью будет бегать луч на экране прибор слева на право.  (Ты думал, что там рисуется линия целиком? Нет, это в современных цифровых приборах так, но оних позже) Для чего это нужно? Да собственно на этом и строится работа осциллографа. Луч бегает слева-направо, а подаваемый на вход сигнал просто отклоняет его вверх или вниз. В итоге ты и видишь на экране прибора красивую картинку синусоиды или какого-нибудь шума. 

Ладно, зачем это нужно теперь понятно. Остался вопрос зачем менять скорость перемещения или, другими словами, частоту пробегания луча по экрану (частоту развертки)? 

Может ты замечал сам или видел на каком-нибудь шоу или концерте такой эффект, что когда в темноте вспихивал яркий свет на долю секунды, тогда казалось, что все движение прекратилось, мир замер? Поздравляю ты подметил стробоскопический эффект. Есть даже такое устройство — стробоскоп. Стробоскоп позволяет разглядывать быстродвижущиеся предметы. В осциллографе тоже самое, он по сути представляет собой «электронный» стробоскоп! Только с помощью изменения частоты развертки мы добиваемся замирания картинки на экране прибора. И если частота развертки будет близка или совпадать с частотой сигнала, то на экране ты увидишь статичную картинку, которая словно нарисована на бумаге.

А иначе будет казаться, что синусоида куда-то бежит. Я не буду рассказывать как это достигается. Главное понять принцип, а детали конкретной реализации уже не столь важны. Все остальные функции осциллографа уже являются дополнением. Их наличие сильно упрощает исследование сигналов. И если каких-то из них нет в твоём приборе, то можно жить спокойно. 

Какие бывают осциллографы

Пока что ещё можно выделить три основных вида осциллографов: аналоговые, цифровые и аналогово-цифровые. Цифровых с 80х годов 20 века становится всё больше. Сейчас они представляют самую многочисленную группу. Обладают множеством полезных дополнительных функций, маленьким размером, весом и приличной стоимостью.

На момент написания этих строк, средняя цена за цифровой прибор будет от 15 тысяч за самую корявую модель. Более-менее нормльный прибор можно купить от 25 000. В то время как старый советский прибор с серьезными характеристиками, многократно превосходящими среднюю цифровую модель, можно найти за 3-6 тысяч, но вес, размеры и некоторые другие характеристики могут подойти не каждому =)

Основные характеристики

У осциллографов есть много характеристик. Обо всех радиолюбителю знать бесполезно. Разве что радиолюбитель решил стать профессионалом =) Но есть такие, о которых следует быть в курсе и понимать что они означают.

• Полоса пропускания или параметры переходной характерис­тики
• Время нарастания переходной характеристики τ_н
• Чувствительность
• Параметры входов
• Размер экрана, габариты
• Минимальная частота развертки
• Минимальное коэф. В/дел

Что дальше

Заголовок этой записи начинается с фразы «Как пользоваться», однако получилось длинней, чем планировалось и поэтому практические приёмы я решил вынести во вторую часть

И на последок ещё одна крутая картинка, найденная на просторах сети и иллюстрирующая работу осциллографа:

Осциллограф

На рисунке приведено основное окно программы при работе в режиме осциллографа. В центре окна находится рабочий экран на котором отображаются осциллограммы, красная осциллограмма соответствует каналу А, а синяя каналу В. Слева от рамки рабочего экрана расположена шкала по напряжению канала A (красный шрифт), справа от рамки — шкала по напряжению канала B (синий шрифт). Размерность обоих шкал по напряжению всегда Вольты. Снизу рабочего экрана расположена ось времени (развертка).

Слева и справа от рабочего экрана находятся 2 указателя, позволяющих смещать нуль канала A и канала B соответственно. Смещение нуля целесообразно проводить, если сигналы обоих каналов чересчур накладываются друг на друга, что затрудняет их анализ. Для установки одной из 9-ти стандартных позиций нуля необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши над соответствующем указателем, после чего из появившегося всплывающего меню выбрать одно из возможных значений положения нуля.

Над рамкой рабочего экрана расположены два маркера, предназначенные для точного измерения временных интервалов и значений амплитуд напряжений каждого из каналов. Маркеры можно передвигать с помощью мыши, для этого необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши над треугольником, после чего не отпуская левою кнопку передвигать мышь влево или вправо. При передвижении маркера по рабочему экрану будут отображаться соответствующие данные на панели «параметры сигнала под маркером».

Для задания уровня синхронизации используются два горизонтальных маркера A и B. Маркер A задает уровень (амплитуду) напряжения канала A который используется при включенной синхронизации (абсолютной) по каналу A. Маркер B аналогично задает уровень, используемый при включенной синхронизации по каналу B.

Для перемещения осциллограмм внутри рабочего экрана предназначена стандартная линейка прокрутки. Под линейкой прокрутки находится небольшая кнопка позволяющая скрыть панель настроек осциллографа, что обеспечивает больше места для рабочего экрана.

Кроме того имеется возможность перемещения осциллограмм по вертикали и горизонтали путем перетаскивания соответствующих осей (горизонтальной — вправо-влево, вертикальных — вверх-вниз)

Задать размах шкалы напряжения канала A/B возможно на панели «Канал A/B (В/дел)». Размах задается с помощью ручки настройки  (подробнее). Необходимо отметить, что USB осциллограф DiSco аппаратно поддерживает два диапазона входных сигналов 0-2 В и 2-20 В. Из этого следует, что для того чтобы получить наиболее достоверную осциллограмму амплитуда которой находится в диапазоне ±2 В целесообразно выбрать размах ±0. 2 Вольт/деление или ниже. Так как ошибка кантования при размахе ±0.2 Вольт/деление и ниже будет составлять 4В / 1024 = 0,0039 В (разрядность 10 бит), в то время как при размахе ±0,5 Вольт/дел и выше ошибка кантования будет в 10 раз больше 40В / 1024 = 0,039 В. У осциллографа DiSco2 поддиапазонов 12, поэтому ошибка квантования менее заметна.

На этих же панелях расположены кнопки включения / выключения каналов. Если при анализе устройства не требуется анализировать одновременно два аналоговых сигнала, то целесообразно будет выключить один из каналов, что позволит увеличить максимальную частоту дискретизации с 100 кГц до 200 кГц.

При работе с осциллографом DiSco2 рядом кнопкой включения/выключения канала появляется кнопка открытого/закрытого входа с символами [ — ] и [~], включающая установленное в приборе микрореле, замыкающее выводы внутреннего конденсатора, предназначенного для фильтрации постоянной составляющей сигнала.

Панель «Период»  позволяет задавать развертку с которой происходит отображение входного аналогового сигнала. Частота дискретизации подбирается автоматически. В правом нижнем углу панели «Период» располагается кнопка переключения режима чтения: buf — чтение с использованием внутреннего буфера прибора, pipe — потоковое чтение данных в компьютер (в несколько раз увеличивается размер буфера отсчетов но ужесточаются требования предъявляемые к компьютеру (подробнее о режимах чтения)).

Все управляющие элементы синхронизацией, за исключением маркеров, расположены на панели «Синхронизация» . Кнопка «Включена/Выключена» позволяет включить или выключить синхронизацию. Кнопки «A» и «B» выбирают канал и соответствующий маркер, сигнал с которого будет использоваться в качестве источника синхронизации. Кнопка «Ext» указывает что источником синхронизации будет внешний источник подключаемый к каналу B.1 логического анализатора, который работает как вход (внешняя синхронизации доступна только при чтении через буфер).

 

Кнопки выбора фронта определяют, по какому фронту сигнала (нарастающему или спадающему) будет абсолютная синхронизация, по какому перепаду сигнала (положительному или отрицательному) будет дифференциальная синхронизация и по какому фронту внешнего синхросигнала (нарастающему или спадающему) будет внешняя синхронизация. Две кнопки расположенные внизу панели определяют тип синхронизации: абсолютная или дифференциальная. Поле, расположенное возле кнопки задания дифференциальной синхронизации определяет разницу между соседними отсчетами сигнала при превышении, которой будет выполнение условия синхронизации. Необходимом отметить, что при задание параметров синхронизации которые не могут быть выполнены, например задан уровень 5 В, а максимальная амплитуда сигнала не превышает 2 В, прибор все время будет находится в ожидании выполнения условия синхронизации, т.е. одна из кнопок запуска измерения будет красной. В данном случае совсем не обязательно останавливать измерения нажимая кнопку «Сброс», так как при измерения любых условий синхронизации они автоматически будут переданы в устройство.

На панели «Параметры сигнала под маркерами»  отображаются, положение каждого маркера на оси времени и амплитуда сигнала обеих каналов под каждым маркером. Также вычисляется разница времени маркеров и амплитуд сигналов, при этом цвет результата разницы будет определяться цветом того маркера соответствующие значение, которого больше.

На панели «Общие параметры сигнала» отображаются вычисленные значения постоянной и переменной составляющей напряжения и если возможно, то и значение частоты по каждому каналу.

Панель «Фильтрация»  обеспечивает подключение, и расчет цифровых фильтров для каждого канала. Для включения фильтрации по каналу сначала необходимо рассчитать фильтр открыв окно задания параметров фильтра нажав кнопку «…», после чего установить галочку «Вкл.» для выбранного канала.

Для того, чтобы произвести измерение необходимо нажать кнопку «Однокр.» или «Цикл.» на панели «Управление» . Кнопка » Однокр.» инициализирует только одно измерение (оцифровка и накопление отсчетов микроконтроллером, а затем передача их оболочке при работе через буфер) после чего на рабочем экране отображаются только что считанные осциллограммы. Кнопка » Цикл.» выполняет аналогичные действии за исключением того, что после окончания измерения автоматически запускается новое измерение. После нажатия на одну из кнопок запуска она меняет свое название на «Сброс» красного цвета, нажатие на такую кнопку вызовите немедленный сброс устройства и прекращение ожидания результатов измерения. Кнопка «Сброс» может оказаться единственным средством останова измерения, например, когда задан уровень синхронизации который ни когда не может быть достигнут.

Группа выбра режима в группе «Вид» предназначена для переключения из обычного режима с временной разверткой (T) в режим XY.

В этом режиме канал A используется для задания координаты по горизонтальной оси. канал B — для задания координат по вертикальной оси. Индикаторы нуля изменяют свой вид и появляются дополнительные горизонтальные маркеры. Так ка в этом режиме не предполагается работа с временной осью. то параметры сигнала, отображаемые в панели «Параметры сигнала под маркерами», показывают значения напряжения по горизонтальной (A) и вертикальной (B) осям, а также их разницу.

Ручка управления «Период» в режиме XY служит лишь для задания параметров дискретизации и определяет количество данных, обрабатываемых в одном кадре. Чем больше период дискретизации, тем больший промежуток времени будет обработан для отображения сигнала.

ПрофКиП С1-102М осциллограф универсальный (2 канала, 0 МГц … 20 МГц) — Полная Информация на Официальном Сайте: Цена, Описание, Инструкции.

Параметры	Значения
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)
Тип	прямоугольный, 6 дюймов
Экспозиционная площадь	8 х 10 дел (1 дел = 1 см)
Ускоряющее напряжение	2 кВ
Z-вход
Входной сопротивление	~47 кОм
Входной уровень	≥ 5 Впик-пик
Частотный диапазон	2 МГц
Канал вертикального отклонения
Чувствительность	5 мВ /дел … 5 В /дел ±3%
Полоса пропускания (-3 дБ)	0 МГц … 20 МГц (открытый вход) 10 Гц … 20 МГц (закрытый вход)
Время нарастания	≤ 17. 5 нс
Входной импеданс	~ 1МОм /25 пФ
Максимальное входное напряжение	400 В
Вход усилителя	открытый (DC), закрытый (АС), заземленный (GND)
Режим работы	канал 1 (Ch2), канал 2 (Ch3), оба канала (DUAL) (попеременно (ALT) /поочередно (CHOP)), сумма каналов (ADD), разность каналов (Ch3 INV)
Канал горизонтального отклонения
Коэффициент развертки	0.2 мкс /дел … 0.5 с /дел 20 нс /дел … 50 мс /дел при масштабировании
Точность	±3% ±5% при масштабировании (20 нс /дел … 50 нс /дел некалиброванное)
Масштабирование развертки	х 10
Максимальный коэффициент развертки	20 нс /дел
Линейность развертки	±5% ±10% при масштабировании
Синхронизация
Режим	автоматический (AUTO), ждущий (NORM), ТВ-строки (TV-H), ТВ-кадры (TV-V)
Синхронизация	блокировка уровня синхронизации
Источник синхронизации	канал 1 (Ch2), канал 2 (Ch3), сложение каналов синхронизации (ALT), сеть (LINE), внешний (EXT)
Вход усилителя	закрытый (AC)
Полярность синхронизации	«+» или «-»
Чувствительность (20 Гц … 2 МГц)	0. 5 дел (Ch2, Ch3) 2.0 дел (ALT) 200 мВ (EXT) ТВ-синхронизация > 1дел или 1 В (EXT)
Чувствительность (2 МГц … 20 МГц)	1.5 дел (Ch2, Ch3) 3.0 дел (ALT) 800 мВ (EXT) ТВ-синхронизация > 1дел или 1 В (EXT)
Внешний вход синхронизации
Входной импеданс	1 МОм ±3% /25 пФ ±5 пФ
Максимальное входное напряжение	400 В при 1 кГц
Режим X-Y
Чувствительность	5 мВ /дел … 5 В /дел ±4%
Частотный диапазон X-входа	500 кГц
Сдвиг фазы	≤3° (50 кГц)
Выходной сигнал
Выход сигнала канала 1
Калибратор
Форма сигнала	положительный меандр
Частота	1 кГц
Коэффициент	в пределах 48:52
Выходное напряжение	2 Впик-пик ±2%
Выходной импеданс	1 кОм
Частотомер
Разрядность	6-разрядный
Частотный диапазон	10 Гц … 20 МГц

Что такое осциллограф? | Tektronix

Осциллограф, ранее известный как осциллограф, представляет собой прибор, который графически отображает электрические сигналы и показывает, как эти сигналы меняются с течением времени. Он измеряет эти сигналы, подключаясь к датчику, который представляет собой устройство, которое создает электрический сигнал в ответ на физические стимулы, такие как звук, свет и тепло. Например, микрофон — это датчик, преобразующий звук в электрический сигнал.

Здесь мы расскажем все, что вам нужно знать об осциллографе, от того, как он работает, до того, как найти подходящий.

История осциллографа

В 1897 году немецкий физик Карл Фердинанд Браун изобрел электронно-лучевую трубку и, вместе с ней, первый осциллограф, который десятилетия спустя был расширен компанией A.C. Cossor. В 1934 году General Radio выпустила первый коммерческий осциллограф, который стал первым осциллографом, который использовался вне лаборатории. А в 1946 году Говард Воллум и Мелвин Джек Мердок основали компанию Tektronix, которая впоследствии стала мировым лидером в области осциллографов.С тех пор Tek продолжает выпускать новые инновационные технологии, в том числе первый цифровой осциллограф в 1971 году и первое программное решение для преобразования осциллографа в облако — TekDrive — в 2020 году. Осциллографы являются основным продуктом любого инженера и даже были показаны в известных фильмах. на протяжении всей истории. Вы можете посетить веб-сайт музея Тек, чтобы увидеть полный список осциллографов в фильмах.

Для чего нужен осциллограф?

Осциллографы

часто используются при проектировании, производстве или ремонте электронного оборудования.Инженеры используют осциллограф для измерения электрических явлений и быстрого и точного решения измерительных задач, чтобы проверить свои конструкции или убедиться, что датчик работает должным образом.

Кто пользуется осциллографом?

Ученые, инженеры, физики, специалисты по ремонту и преподаватели используют осциллографы, чтобы видеть, как сигналы меняются с течением времени. Инженер-автомобилестроитель может использовать осциллограф для сопоставления аналоговых данных от датчиков с последовательными данными от блока управления двигателем. Между тем, медицинский исследователь может использовать осциллограф для измерения мозговых волн. У этого мощного инструмента нет недостатка в приложениях.

Как работает осциллограф?

Существует три основных системы осциллографов: вертикальная, горизонтальная и триггерная. Вместе эти системы предоставляют информацию об электрическом сигнале, поэтому осциллограф может точно восстановить его. На рисунке ниже показана блок-схема осциллографа.

Первый каскад ослабляет или усиливает напряжение сигнала, чтобы оптимизировать амплитуду сигнала; это называется вертикальной системой, поскольку она зависит от управления вертикальным масштабом.Затем сигнал достигает блока сбора данных, где аналого-цифровой преобразователь (АЦП) используется для дискретизации напряжения сигнала и преобразования его в значение цифрового формата. Горизонтальная система, которая содержит часы отсчетов, дает каждому отсчету напряжения точную временную (горизонтальную) координату. Тактовая частота дискретизации управляет АЦП, и его цифровой выход сохраняется в памяти сбора данных как точка записи. Система запуска обнаруживает указанное пользователем условие в потоке входящего сигнала и применяет его в качестве привязки ко времени в записи формы сигнала.Отображается событие, соответствующее критериям запуска, а также данные формы сигнала, предшествующие или следующие за событием.

Сравнение осциллографа

и цифрового мультиметра с вольтметром

Осциллограф, цифровой мультиметр, вольтметр — в чем разница и взаимозаменяемы ли они? Вольтметр измеряет разность потенциалов между двумя узлами электрической цепи. Хотя цифровой мультиметр также измеряет напряжение, он также может измерять ток и сопротивление. А осциллограф показывает, как напряжение меняется с течением времени.Как правило, по мере того, как приложение становится более продвинутым, совершенствуется и инструмент.

Что измеряет осциллограф?

Проще говоря, осциллограф измеряет волны напряжения. На экране осциллографа напряжение отображается вертикально по оси Y, а время — горизонтально по оси X. Интенсивность или яркость дисплея иногда называют осью Z. Полученный график может многое рассказать о сигнале, в том числе:

• Значения времени и напряжения сигнала
• Частота колебательного сигнала
• «Движущиеся части» цепи, представленные сигналом
• Частота, с которой возникает конкретная часть сигнала относительно других частей
• Искажает ли неисправный компонент сигнал
• Какая часть сигнала составляет постоянный ток (DC) или переменный ток (AC)
• Часть сигнала, являющаяся шумом
• Меняется ли шум с течением времени

Типы осциллографов

Есть два типа осциллографов: аналоговые и цифровые.Аналоговый осциллограф фиксирует и отображает форму волны напряжения в исходной форме, в то время как цифровой осциллограф использует аналого-цифровой преобразователь для захвата и хранения информации в цифровом виде. Когда дело доходит до отладки и проектирования, большинство инженеров сегодня используют цифровые осциллографы. Цифровые осциллографы обычно делятся на пять категорий: от менее дорогих осциллографов общего назначения до более сложных осциллографов, которые, хотя и являются более дорогими, предлагают расширенные функции и большую точность, чем более простые модели.

• Цифровой запоминающий осциллограф (DSO): это обычный цифровой осциллограф, который идеально подходит для высокоскоростных многоканальных приложений с низкой частотой повторения или одноканальных, высокоскоростных, многоканальных приложений.
• Цифровой люминесцентный осциллограф (DPO): DPO использует новый подход к архитектуре осциллографа и, в отличие от DSO, обеспечивает ось Z (интенсивность) в реальном времени. DPO — лучший универсальный инструмент для проектирования и поиска и устранения неисправностей для широкого круга приложений, который часто используется для расширенного анализа, тестирования коммуникационной маски, цифровой отладки прерывистых сигналов, повторяющегося цифрового проектирования и приложений синхронизации.
• Осциллограф смешанных сигналов (MSO): тип DSO, MSO предназначены для отображения и сравнения как аналоговых, так и цифровых сигналов. Это предпочтительный инструмент для быстрой отладки цифровых схем с использованием мощного цифрового запуска, возможности сбора данных с высоким разрешением и инструментов анализа.
• Осциллограф со смешанной областью (MDO): эти осциллографы обладают теми же возможностями, что и осциллографы со смешанными сигналами, но также имеют встроенный анализатор спектра, добавляющий отладку радиочастотных сигналов к аналоговым и цифровым возможностям.
• Цифровой стробоскопический осциллограф: для высокоскоростного анализа сигналов стробоскопические осциллографы поддерживают анализ джиттера и шума со сверхнизким уровнем джиттера. Его пропускная способность и высокая скорость синхронизации в 10 раз выше, чем у других осциллографов для повторяющихся сигналов.

Узнайте больше о типах осциллографов и особенностях каждого из них, чтобы подобрать осциллограф, подходящий для вашего приложения.

Как выбрать лучший осциллограф

Когда дело доходит до выбора правильного осциллографа, необходимо учитывать ряд факторов, включая полосу пропускания, частоту захвата формы сигнала, частоту дискретизации, время нарастания, возможности запуска и цену.Так же, как выдержка, условия освещения и диафрагма камеры — все это влияет на ее способность захватывать изображение четко и точно, соображения производительности осциллографа существенно влияют на его способность достигать требуемой целостности сигнала. Чтобы узнать больше об этих критериях и о том, как они могут быть связаны с вашими приложениями, прочтите наше подробное руководство по оценке осциллографа.

Ресурсы осциллографа

Цифровые осциллографы

— это ключ к тому, чтобы помочь инженерам решать сложные современные измерительные задачи.Tektronix является мировым лидером в области осциллографов и предлагает широкий выбор осциллографов для удовлетворения потребностей даже самых передовых приложений. Приобретите осциллографы сегодня или обратитесь к представителю Tektronix, чтобы запросить демонстрацию осциллографа.

Не готовы «нажать на курок»? Загрузите наш учебник по осциллографам XYZ, чтобы узнать все, что вам нужно знать, чтобы выбрать и использовать лучший осциллограф для своего приложения.

Что такое осциллограф? — Определение с сайта WhatIs.com

Осциллограф — это лабораторный прибор, обычно используемый для отображения и анализа формы электронных сигналов.Фактически, устройство рисует график мгновенного напряжения сигнала как функции времени.

Типичный осциллограф может отображать сигналы переменного тока (AC) или пульсирующего постоянного тока (DC) с частотой примерно от 1 герц (Гц) или до нескольких мегагерц (МГц). Осциллографы высокого класса могут отображать сигналы с частотами до нескольких сотен гигагерц (ГГц). Дисплей разбит на так называемые горизонтальные (горизонтальные) и вертикальные (вертикальные) деления.Время отображается слева направо на горизонтальной шкале. Мгновенное напряжение отображается на вертикальной шкале, при этом положительные значения идут вверх, а отрицательные значения — вниз.

Самая старая форма осциллографа, которая до сих пор используется в некоторых лабораториях, известна как электронно-лучевой осциллограф . Он создает изображение, заставляя сфокусированный электронный луч перемещаться или перемещаться по поверхности электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Более современные осциллографы в электронном виде воспроизводят действие ЭЛТ, используя жидкокристаллический дисплей (жидкокристаллический дисплей), аналогичный тем, что есть на портативных компьютерах.В самых сложных осциллографах используются компьютеры для обработки и отображения сигналов. Эти компьютеры могут использовать любой тип дисплея, включая ЭЛТ, ЖК-дисплей и газовую плазму.

В любом осциллографе горизонтальная развертка измеряется в секундах на деление (с / дел), миллисекундах на деление (мс / дел), микросекундах на деление (с / дел) или наносекундах на деление (нс / дел). Вертикальное отклонение измеряется в вольтах на деление (В / дел), милливольтах на деление (мВ / дел) или микровольтах на деление (мкВ / дел).Практически все осциллографы имеют регулируемые настройки горизонтальной развертки и вертикального отклонения.

На рисунке показаны две распространенные формы сигналов, которые могут отображаться на экране осциллографа. Сигнал вверху представляет собой синусоидальную волну; сигнал внизу — это наклонная волна. Из этого дисплея видно, что оба сигнала имеют одинаковую или почти одинаковую частоту. Они также имеют примерно одинаковую размах амплитуды. Предположим, что скорость горизонтальной развертки в этом случае составляет 1 мкс / дел.Затем обе эти волны завершают полный цикл каждые 2 мкс, поэтому их частоты составляют примерно 0,5 МГц или 500 килогерц (кГц). Если вертикальное отклонение установлено, например, на 0,5 мВ / дел, то обе эти волны имеют размах амплитуды примерно 2 мВ.

В наши дни типичными осциллографами высокого класса являются цифровые устройства. Они подключаются к персональным компьютерам и используют свои дисплеи. Хотя в этих машинах больше не используются сканирующие электронные лучи для генерации изображений волновых форм, как в старых электронно-лучевых «прицелах», основной принцип остается тем же.Программное обеспечение контролирует скорость развертки, вертикальное отклонение и множество других функций, в том числе:

• Сохранение форм сигналов для дальнейшего использования и сравнения
• Отображение нескольких сигналов одновременно
• Спектральный анализ
• Портативность
• Опция питания от аккумулятора
• Удобство использования со всеми популярными операционными платформами
• Увеличение и уменьшение масштаба
• Многоцветные дисплеи

Знакомство с осциллографом — что такое осциллограф и как им пользоваться?

Вы когда-нибудь видели это устройство, но не знаете, что это такое? Что ж, это

Осциллограф!

Осциллограф — важный инструмент в любом рабочем месте инженера-электрика.Независимо от того, новичок вы или профессиональный инженер, вам понадобится этот инструмент.

Если вам нужно что-то более продвинутое, которое может предоставить вам больше информации, чем ваш мультиметр, для поиска и устранения неисправностей в вашей цепи, осциллограф просто необходим!

Без лишних слов, давайте сразу перейдем к делу, чтобы узнать больше об осциллографе.

Сегодня мы будем освещать:

• Что такое осциллограф?
  • Основные функции осциллографа
  • Что можно измерить с помощью O-Scopes?
  • Когда следует использовать осциллограф?
• Типы осциллографов
  • Какой осциллограф мне выбрать?
• Как пользоваться осциллографом?

---

Что такое осциллограф?

Осциллограф — это тип электронного измерительного прибора, который может графически отображать изменения напряжения сигнала.Другие сигналы (например, звук или вибрация) можно преобразовать в напряжение и отобразить на экране осциллографа.

Инженеры

используют осциллографы для изучения процесса изменения различных электрических явлений в лабораторных условиях. Его можно использовать для захвата, обработки, отображения и анализа формы и ширины полосы электронных сигналов.

Они отображают электрический сигнал, изменяющийся во времени, и создают двухмерный график, на котором по оси X отложено время, а по оси Y — напряжение.

Основные функции осциллографа

• Отображает и вычисляет частоту и амплитуду колебательного сигнала на графике.
• Отображает напряжение и время определенного сигнала.
• Устраните любые возможные неисправности компонентов вашего проекта, посмотрев на ожидаемый результат работы конкретного компонента. (Посмотрите, не искажает ли сигнал неисправный компонент.
• Покажите, какая часть сигнала является постоянным током (DC) или переменным током (AC).

Если вы посмотрите на осциллограф, то увидите элементы управления вокруг экрана осциллографа. Их можно использовать для настройки масштаба графика (по вертикали и горизонтали), что позволяет увеличивать и уменьшать масштаб сигнала.Есть также триггерные элементы управления для стабилизации и отображения повторяющейся формы сигнала

.

Что можно измерить с помощью O-Scopes?

В основном используется для измерения вольт, осциллограф может измерять множество других сигналов от:

• Ток
  • Для измерения тока вы можете либо измерить падение напряжения на шунтирующем резисторе, либо использовать токовый пробник.
• Звук
  • Для измерения звука используйте преобразователь, преобразующий звуковой сигнал в напряжение.
• Частота и период
  • Частота = Количество повторов сигнала в секунду
  • Период = Количество секунд, которое занимает каждый повторяющийся сигнал.
• Рабочий цикл
  • Отношение продолжительности положительного сигнала к отрицательному за каждый период.
• Время нарастания и спада
  • Измерьте продолжительность, когда сигналы повышаются до верхней точки, и продолжительность, когда сигналы падают до нижней точки.
  • Полезно, если вы хотите узнать, насколько быстро цепь может реагировать на сигналы
• Характеристики напряжения
  • Измерьте величину (амплитуду) сигнала (размах амплитуды)
  • Максимум и Минимальные напряжения (Вычислите самое высокое и самое низкое напряжение вашего сигнала)
  • Среднее и среднее напряжение
• Сопротивление
• Напряжение постоянного / переменного тока

Когда следует использовать осциллограф?

Вот несколько сценариев, в которых осциллограф будет полезен при поиске и устранении неисправностей и в исследовательских ситуациях:

• Попытка найти ЧАСТОТУ и АМПЛИТУДУ сигнала.(Важно, если вы пытаетесь отладить схему.) Используя O-scope, вы можете определить, неисправен ли определенный компонент в вашей схеме.
• Пытаюсь определить уровень шума в вашей цепи.
• Определение формы волны . (Квадрат, Пила, Шаг, Импульс, Синус)
• Количественное определение разности фаз между двумя разными сигналами.

---

Типы осциллографов

В основном есть 2 типа O-осциллографов: аналоговые и цифровые.Разница в том, что аналоговые O-осциллографы используют непрерывные переменные напряжения и электронный луч для прямого отображения входного напряжения на дисплей, в то время как цифровые O-осциллографы отбирают входной сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя и отображают это показание на дисплее. .

Аналоговые осциллографы часто старше, имеют меньшую полосу пропускания и меньше функций, поэтому мы не будем много о них говорить.

Цифровые прицелы

В категории цифровых прицелов они делятся на несколько категорий:

• Цифровой запоминающий осциллограф (DSO) : Имеет память для хранения форм сигналов и их отображения в течение определенного периода времени.
• Осциллографы с цифровым люминофором (DPO) : Использует архитектуру параллельной обработки, позволяющую захватывать и отображать сигналы.
• Цифровые стробоскопические осциллографы : используются для анализа высокочастотных сигналов, например, до 50 ГГц.

Какой осциллограф мне выбрать?

Что ж, с таким количеством типов осциллографов, из которых можно выбирать с различными функциями и производительностью, бывает сложно выбрать один для себя.

Ответ прост: выберите тот, который больше всего подходит для вашего проекта! Например, небольшие легкие портативные цифровые осциллографы идеально подходят для вас, если вам нужно что-то портативное и легкое в использовании.

MiniDSO DS213 Nano, 4 канала, 100 MSa / s.

Лично я предпочитаю DSO, подобные показанному выше, поскольку они предоставляют хранилище, в котором вы можете хранить, захватывать, отображать и распечатывать сигналы, когда захотите. Не говоря уже о том, что этот DSO, показанный выше, имеет размеры всего 99,5 мм x 58,5 мм, что делает его очень портативным и даже может поместиться в вашем кармане!

Хорошие новости и для вас, если вы хотите получить этот miniDSO, так как у нас 20% скидка на этот продукт! Просто введите код: TOOLS20 , чтобы воспользоваться скидкой.

Ищете другой тип осциллографа, например USB DSCope? У нас тоже есть! Оцените этот двухканальный портативный осциллограф DSCope U3P100 с дискретизацией 1 Гвыб / с / полосой пропускания 100 МГц USB3.0!

Осциллограф DSCope U3P100 — это сверхпортативный двухканальный цифровой осциллограф на базе USB с высокими характеристиками (полоса пропускания 100 МГц, частота дискретизации 1 Гвыб / с, 2 МБ в реальном времени и длина одной записи 256 МБ). С помощью простого в использовании кроссплатформенного программного обеспечения DSView ваши схемы могут быть отлажены и проанализированы с использованием желаемой операционной системы.Кроме того, благодаря его компактным размерам вы можете удобно наблюдать аналоговую волну и ее частотный спектр в любом месте в любое время. Это сверхпортативный осциллограф, который легко помещается в кармане и легко переносится. Кроме того, его внешний корпус изготовлен из алюминия с ЧПУ для защиты и имеет бесшумную конструкцию без вентилятора.

---

Как пользоваться осциллографом?

Наконец, после изучения функций, измерений и типов осциллографа, как вы на самом деле используете осциллограф?

Шаг 1. Включите осциллограф

• Во-первых, вам, конечно же, нужно будет сначала включить осциллограф.Для этого просто нажмите переключатель, который часто обозначается как «Power» или «Line».
• Если к осциллографу ничего не подключено, на дисплее должна появиться ровная линия. (это означает, что напряжение на входе не меняется с течением времени ».
• На этом этапе не забудьте также подключить датчики к осциллографу.

Шаг 2: Подключение к осциллирующему сигналу

• Для этого шага вам понадобится устойчивый сигнал постоянной частоты.
  • Большинство осциллографов уже имеют встроенный генератор частоты для излучения надежной волны заданной частоты.(Установите импульсный или прямоугольный сигнал с амплитудой 2,5 В при 500 Гц)
  • Если у вас нет генератора сигналов, вы можете загрузить код в Arduino для генерации сигнала.

Шаг 3: Триггер

• Как только вы подключитесь к сигналу через зонды, вы должны начать видеть, как сигнал начинает танцевать на вашем экране.
• Перемещая системные ручки по горизонтали и вертикали, вы можете перемещать осциллограмму по экрану. (Если вы повернете ручки шкалы по часовой стрелке, это увеличит масштаб вашей формы волны, а если вы повернете ее против часовой стрелки, она уменьшится.)
• Теперь, если ваша волна на дисплее нестабильна, поверните шкалу уровня запуска. При этом вы увидите, как индикатор уровня запуска перемещается вверх и вниз по дисплею.
• Обратите внимание, что если значение триггера выше самого высокого пика вашей формы волны, сигнал станет нестабильным.

Шаг 4: Начните измерения!

• Теперь вы готовы начать измерения с помощью O-scope! Для начала я расскажу вам, как измерять амплитуду.
• Прежде чем мы начнем, что такое амплитуда? Амплитуда волны — это разница между высотой пиков волны и уровнем равновесия волны.
• Для измерения амплитуды, например, расстояние между линией равновесия и пиком волны составляет 3,5 деления по вертикали, с вольт / деление при 1 В, 3,5 деления по вертикали = амплитуда волны 3,5 В.

---

Заключение

Это все на сегодня руководство по введению в осциллограф — что такое осциллограф и как им пользоваться.Надеюсь, вы нашли это руководство полезным!

Если у вас есть какие-либо вопросы по осциллографу, просто ответьте на них в разделе комментариев ниже!

Ищете осциллографы? У Seeed их масса! Посмотрите их здесь

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

Что такое осциллограф? — Определение и типы

Монитор жизненно важных функций пациента

Что такое осциллограф?

Наблюдение за сердцебиением вместо того, чтобы просто слышать его, было особенно полезно для врача в отделении неотложной помощи.На мониторе он увидел электрическую активность сердца в форме волны. Электрические сигналы, производимые сердцем, повторяются, поэтому врач знал, какой должна быть форма сигнала и как определить, правильно ли бьется сердце.

Электроды, прикрепленные к груди пациента, измеряли напряжение в различных точках на его груди. Затем монитор обработал эти значения напряжения, а затем построил график изменения этих значений во времени.

Точно так же осциллограф — это прибор, который помогает нам увидеть, как выглядит форма сигнала при изменении напряжения в течение определенного периода времени.

Дисплей

Осциллограф отображает график со значениями напряжения по оси y и временем (в долях секунды) по оси x. Используя этот график, мы можем:

• измерить высоту в различных точках сигнала; т.е. значения напряжения в разное время.
• определяет длину одного цикла волны; т.е. период формы сигнала.
• сравнить разницу в расстоянии, пройденном двумя сигналами, начавшимися в одной и той же точке; т.е. их разность фаз.

Сигналы на экране дисплея осциллографа

Системы управления

Типичный осциллограф имеет четыре различные системы, помогающие ему функционировать:

1. вертикальная система управляет расположением и размером формы сигнала в вертикальном направлении. Это также помогает согласовать входной сигнал.
2. горизонтальная система управляет расположением и размером формы волны в горизонтальном направлении.Это также помогает при захвате сигнала.
3. Система запуска гарантирует, что начальная точка волнового рисунка правильно размещена на экране.
4. Система отображения включает экран дисплея, ручки, кнопки, переключатели и индикаторы на передней панели.

Передняя панель осциллографа

Типы

Осциллографы бывают двух типов — аналоговые и цифровые.

Аналоговый

Аналоговый осциллограф является оригинальным типом. Он используется, когда на входе поступает сигнал с бесконечным количеством постоянно меняющихся значений напряжения. Итак, аналоговый осциллограф используется для анализа сигналов, которые генерируются непрерывно, но с изменяющимися значениями. Примеры включают звуковые волны от аналоговых магнитофонов и проигрывателей.

Аналоговый осциллограф использует электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) для нанесения кривой сигнала на фосфорный экран.Когда возбужденные электроны ЭЛТ попадают на экран, излучается свет. Чем больше электронов сталкивается с экраном в определенной точке, тем выше интенсивность света в этой точке. Когда это происходит на экране, мы видим след формы волны.

Цифровой

Новые цифровые осциллографы дискретизируют сигнал с высокой частотой с помощью аналого-цифрового преобразователя, который преобразует непрерывные аналоговые сигналы в дискретные.Эти сигналы имеют двоичную форму и обрабатываются в цифровом виде до того, как график отобразится на мониторе в цифровом виде.

Цифровые осциллографы также имеют дополнительные функции, такие как возможности параллельной обработки сигналов, которые помогают ускорить процесс анализа и отображения сигналов.

Цифровой запоминающий осциллограф

Использует

Осциллографы используются во многих различных отраслях промышленности:

• Инженеры-электронщики используют осциллографы при разработке электронных устройств и для определения уровней шума в сигнале.
• Радиоастрономы используют осциллографы для измерения частоты звуковых сигналов; то есть, как часто сигнал повторяется за определенный промежуток времени.
• Автомобильные техники и мастера по ремонту электроники регулярно используют осциллографы, чтобы проверить наличие сигнала и определить причину проблемы.
• Медицинский персонал использует осциллографы для мониторинга активности мозга с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ), мышечной активности с помощью электромиограммы (ЭМГ), а также для мониторинга сердца с помощью электрокардиограммы (ЭКГ).

Краткое содержание урока

Осциллографы — это инструменты, используемые для отображения сигналов, генерируемых электронными устройствами, в целях проектирования, тестирования и мониторинга.

1. Вертикальная система управляет расположением и размером формы волны в вертикальном направлении.
2. горизонтальная система управляет расположением и размером формы волны в горизонтальном направлении.
3. Система запуска гарантирует, что начальная точка волнового рисунка правильно размещена на экране.
4. Система отображения включает экран дисплея, ручки, кнопки, переключатели и индикаторы на передней панели.

Осциллографы используются во многих различных отраслях промышленности и в зависимости от их функции, включая больницы, исследования, проектирование и ремонт.

Два основных типа осциллографов:

• аналоговые осциллографы — используются для исследования непрерывных форм сигналов и используют электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) для нанесения кривой сигнала на фосфорный экран.
Цифровые осциллографы
• — используйте аналого-цифровые преобразователи для преобразования сигналов в двоичные данные, которые затем обрабатываются и отображаются на экране.

Что такое осциллограф? Типы осциллографов — Compocket

ВСЕ О ОСЦИЛЛОСКОПЕ

Осциллограф — это измерительное устройство, которое позволяет нам видеть изменения электрического напряжения, зависящие от времени. Можно сказать, что осциллограф — это, по сути, устройство графического отображения.Осциллографы — важный инструмент в арсенале электронщика или тестера. Осциллограф показывает информацию о временном интервале , времени нарастания и искажении сформированного сигнала.

Базовый осциллограф состоит из четырех различных систем:

• Вертикальная система
• Горизонтальная система
• Система запуска
• Система визуализации

Все эти системы используются осциллографом, чтобы предоставить наибольшую информацию о сигнале и позволить пользователю определять целостность, предсказуемость и надежность этих сигналов для любого количества приложений.

История осциллографа

Самый старый способ создания изображения формы волны заключался в измерении напряжения или тока вращающегося ротора в определенных точках вокруг оси ротора и записи измерений, сделанных с помощью гальванометра. Медленно перемещаясь вокруг ротора, можно нарисовать общую стоячую волну на миллиметровой бумаге, записав градусы вращения и силу измерителя в каждой позиции. Эти процессы были автоматизированы с помощью пошагового метода измерения формы волны Жюля Франсуа Жубера. Этот процесс может дать только очень грубую форму волны. Но это был первый шаг в науке о формировании изображений сигналов.

Первый цифровой запоминающий осциллограф был произведен компанией Nicolet Test Instrument из Мэдисона. Используется для вибрационного и медицинского анализа с низкоскоростным аналого-цифровым преобразователем. После производства высокоскоростных цифровых осциллографов в Швейцарии Уолтер Лекрой в Соединенных Штатах Америки разработал цифровой запоминающий осциллограф с высокой скоростью.Уолтер Лекрой — один из лучших разработчиков осциллографов в мире.

Цифровые осциллографы также привели к производству портативных цифровых осциллографов. Портативный осциллограф — это осциллограф реального времени, обычно использующий монохромный или цветной жидкокристаллический дисплей. С увеличением распространения компьютеров компьютерные осциллографы становятся все более распространенными. ПК может быть частью осциллографа или использоваться с осциллографом. В осциллографах сигнал фиксируется на внешнем оборудовании и передается на компьютер, где он обрабатывается и отображается.

В цифровых запоминающих осциллографах

используется быстрый аналого-цифровой преобразователь для записи и отображения цифрового представления формы сигнала. Цифровой запоминающий осциллограф позволяет отображать события перед запуском и устранять неисправности электронных сбоев.

Цифровые осциллографы, используемые сегодня, появились в результате развития осциллографов, электронно-лучевых трубок, аналоговых осциллографов и цифровой электроники.

Цифровые осциллографы получили широкое распространение с 1980-х годов .

Типы осциллографов:

• Цифровой осциллограф
• Аналоговый осциллограф
• USB-осциллограф
• Портативный осциллограф

Поясним эти варианты соответственно.

Цифровой осциллограф: Осциллографы

наиболее часто встречающиеся типы — цифровые. Они работают с быстрым аналогово-цифровым преобразователем (АЦП) с высоким разрешением и микроконтроллером, который управляет функциями дисплея с помощью кнопки.Благодаря цифровым осциллографам стали возможны такие удобные функции, как автоматическое измерение, частотный анализ и БПФ, память изображений. Он может передавать полноэкранные изображения, видео или данные формы сигнала
с осциллографа на ПК.

Аналоговый осциллограф:

Эти устройства, работающие по принципу отклонения электронного луча в электронно-лучевой трубке на экране входным сигналом, подаваемым на катушки вертикального и горизонтального дефлектора, образуют самые старые известные осциллографы.

Осциллограф USB:

Эти устройства, работающие по тому же принципу, что и цифровые осциллографы, не имеют экрана. Они используют программное обеспечение, работающее на нашем компьютере, для отображения сигнала.

Портативный осциллограф:

Это устройства с ограниченными возможностями с точки зрения небольших размеров и удобства транспортировки. Осциллографы лабораторного типа с батареей и зарядными моделями — это устройства, которые могут давать результаты с высокой точностью. Портативный осциллограф имеет дополнительный прочный защитный кожух , который особенно используется в полевых условиях и при обнаружении неисправностей.

Хотя следует отметить, что многие из этих карманных осциллографов втиснут тонны функций в свои крошечные рамки. Он обеспечивает качественную точность, множество функций и надежные возможности регистрации данных как для осциллографа, так и для встроенного цифрового мультиметра.

Независимо от того, являетесь ли вы профессионалом или студентом, вам нужен точный, удобный и портативный осциллограф.

Портативные осциллографы обычно используются для оценки, расчета и проверки в технологиях, машиностроении, телекоммуникациях, автоисследованиях и в тяжелой промышленности.

Где используется осциллограф?

Осциллограф можно использовать во многих процессах поиска и устранения неисправностей и исследований:

• Он используется для определения частоты и амплитуды сигнала, который может быть критическим для входа, выхода схемы или внутренних систем. Так вы можете определить, неисправен ли какой-либо компонент в вашей цепи.
• Используется для определения , сколько шума в цепи.
• При определении формы волна — синус, квадрат, треугольник, комплекс и т. Д.
• Он используется для измерения разности фаз между двумя разными сигналами.
Осциллографы
• можно найти в технических службах, научно-исследовательских и производственных отделах и лабораториях.

Что измеряют осциллографы? Осциллограф

используется для многих измерений. Наиболее известные из них;

• Измерения напряжения
• Измерения времени и частоты
• Измерение ширины импульса и времени нарастания
• Измерения фазового сдвига

Как работает осциллограф? Осциллографы

бывают двух типов:

• Цифровые осциллографы
• Аналоговые осциллографы

Аналоговые осциллографы:

Хотя аналоговые осциллографы сегодня не используются, они работают так же, как старые ламповые телевизоры.Они работают с техникой формирования изображения на люминофорном экране по принципу передачи входящего сигнала на катушки, используемые для отклонения электронного луча, сформированного в электронно-лучевой трубке.

Цифровые осциллографы:

В наши дни типичных осциллографов высокого класса представляют собой цифровые устройства. Они подключаются к персональным компьютерам и используют свои дисплеи. Он может подключить осциллограф к ПК. Цифровые осциллографы, с другой стороны, работают по принципу дискретизации сигнала со входа благодаря высокоскоростным микропроцессорам. Преимущество этого заключается в том, что сигнал можно остановить в любое время, запустить на желаемом уровне, записать и создать заново. Кроме того, хотя в аналоговых осциллографах нет теоретических ограничений, частота дискретизации приобретаемого вами устройства определяет максимальную частоту сигнала, которую вы можете измерить цифровыми осциллографами.

Цифровые осциллографы можно классифицировать как:

• Цифровые запоминающие осциллографы (DSO)
• Цифровые люминофорные осциллографы (ДПО)
• Осциллографы смешанных сигналов (ОСО)
• Цифровые стробоскопические осциллографы

Использование осциллографа — Как использовать осциллограф?

Вертикальная ось (y) изображения, сформированного на экране осциллографа, показывает амплитуду, то есть интенсивность измеренного сигнала.Горизонтальная ось показывает время.

Кнопки и задачи

Volts / Div: Определяет вертикальное разрешение сигнала, отображаемого на осциллографе. Вращая эту ручку, мы можем настроить, сколько напряжений V соответствует каждому кадру, который появляется на экране с шагом по вертикали. Как правило, у нас есть возможность изменять это разрешение с различными шагами от 1 мВ до 5 В.

Secs / Div: Определяет горизонтальное разрешение сигнала на экране.Мы устанавливаем , сколько секунд, миллисекунд или микросекунд будет отображать каждый горизонтальный кадр с помощью этой кнопки.

Соединение постоянного и переменного тока:

• AC: Измеряет сигналы переменного тока.
• DC: Измеряет сигналы постоянного тока.

Триггер: Этот параметр доступен только для цифровых осциллографов. С помощью этой кнопки мы устанавливаем, что осциллограф начнет измерения, когда сигнал достигнет. Если изображение на экране скачет вправо и влево, эта настройка будет полезна.

Horizontal Pos: Этот параметр используется для регулировки горизонтального положения сигнала на экране. Это очень полезная функция для сигналов, которые не помещаются на экране.

Вертикальное положение: Этот параметр используется для регулировки вертикального положения сигнала на экране. Особенно при одновременном исследовании двух разных сигналов, может быть очень полезно найти два сигнала в разных положениях по вертикали с помощью этой функции.

Авто: Эта кнопка доступна только на цифровых осциллографах.Мы можем легко настроить вертикальное и горизонтальное разрешение измеряемого сигнала наиболее подходящим для экрана способом, нажав эту кнопку.

Стоп: Эта кнопка, которая предназначена только для цифровых осциллографов, позволяет сделать снимок текущего состояния сигнала и изучить его более подробно.

Вам также может понравиться: Что такое щупы осциллографа?

Определение осциллографа Merriam-Webster

os · cil · lo · область | \ ä-ˈsi-lə-ˌskōp , ə- \

: прибор, в котором изменения колеблющейся величины электричества временно появляются в виде видимой формы волны на экране дисплея.

Осциллограф

— Academic Kids

от академических детей

Портативный аналоговый осциллограф модели 475A компании Tektronix, очень типичный прибор конца 1970-х годов.Этот прибор с двумя трассами имел вертикальную полосу пропускания 250 МГц, максимальную вертикальную чувствительность 5 мВ на деление и максимальную (без увеличения) скорость горизонтальной развертки 10 нс на деление.

Осциллограф или осциллограф — это электронный измерительный прибор, который создает видимый двухмерный график одной или нескольких разностей электрических потенциалов. Горизонтальная ось дисплея обычно представляет время, что делает инструмент полезным для отображения периодических сигналов.Вертикальная ось обычно показывает напряжение. Отображение вызвано «пятном», которое периодически «скользит» по экрану слева направо.

Особенности и использование

Пример использования

Классическое использование осциллографа — диагностика неисправного электронного оборудования. Например, в радиоприемнике человек смотрит на схему и пытается найти соединения между каскадами (например, электронными смесителями, электронными генераторами, усилителями).

Затем кладут заземление прицела на землю цепи, а щуп прицела — на соединение между двумя ступенями в середине цепочки ступеней.

Когда ожидаемый сигнал отсутствует, известно, что некоторая предыдущая ступень электроники вышла из строя. Поскольку большинство отказов происходит из-за одного неисправного компонента, каждое измерение может доказать, что половина ступеней сложного оборудования либо работает, либо, вероятно, не вызвала неисправность.

После обнаружения неисправной ступени дальнейшее исследование неисправной ступени обычно позволяет квалифицированному специалисту точно определить, какой компонент неисправен. После того, как техник заменит компонент, устройство может быть восстановлено в рабочем состоянии или, по крайней мере, устранена следующая неисправность.

Другое применение — проверка недавно разработанной схемы. Очень часто недавно разработанная схема будет неправильно работать из-за плохого уровня напряжения, электрических шумов или ошибок конструкции. Цифровая электроника обычно работает от часов, поэтому для проверки цифровых цепей необходим двухканальный осциллограф. «Объемы хранения» полезны для «фиксации» редких электронных событий, которые вызывают неисправность в работе.

Другое применение — инженеры-программисты, которые должны программировать электронику. Часто осциллограф — это единственный способ проверить, правильно ли программное обеспечение работает с электроникой.

Описание

Отсутствует изображение
Oscilloscope_diagram.png

Типичный осциллограф представляет собой прямоугольную коробку с маленьким экраном, многочисленными входными разъемами и ручками и кнопками управления на передней панели. Для облегчения измерения на лицевой стороне экрана нарисована сетка, называемая сеткой . Каждый квадрат в сетке обозначается как деление . Измеряемый сигнал подается на один из входных разъемов, который обычно представляет собой коаксиальный разъем типа BNC или N.Если источник сигнала имеет собственный коаксиальный разъем, то используется простой коаксиальный кабель; в противном случае используется специальный кабель, называемый пробником осциллографа , поставляемый с осциллографом.

В простейшем режиме осциллограф несколько раз рисует горизонтальную линию, называемую кривой , через середину экрана слева направо. Один из элементов управления, элемент управления развертки , устанавливает скорость рисования линии и калибруется в секундах на деление.Если входное напряжение отклоняется от нуля, дорожка отклоняется вверх или вниз. Другой элемент управления, вертикальный элемент управления , устанавливает масштаб вертикального отклонения и калибруется в вольтах на деление. Результирующая кривая представляет собой график зависимости напряжения от времени (настоящее отображается в различных положениях, самое недавнее прошлое — слева, менее недавнее прошлое — справа).

Если входной сигнал периодический, то можно получить почти стабильную кривую, просто установив временной интервал в соответствии с частотой входного сигнала.Например, если входной сигнал представляет собой синусоидальную волну с частотой 50 Гц, то его период составляет 20 мс, поэтому развертка по времени должна быть отрегулирована так, чтобы время между последовательными горизонтальными развертками составляло 20 мс. Этот режим называется , непрерывная развертка . К сожалению, развертка осциллографа не является идеально точной, а частота входного сигнала не идеально стабильна, поэтому кривая будет дрейфовать по экрану, что затрудняет измерения.

Для обеспечения более стабильной кривой современные осциллографы имеют функцию, называемую триггером .При использовании , запускающего , прицел будет останавливаться каждый раз, когда развертка достигает крайней правой стороны экрана, а возвращает обратно в левую часть экрана. Затем осциллограф ожидает указанного события, прежде чем рисовать следующую трассировку. Событием триггера обычно является входной сигнал, достигающий определенного пользователем порогового напряжения в указанном направлении (положительное или отрицательное).

Эффект заключается в повторной синхронизации временной развертки с входным сигналом, предотвращая горизонтальный дрейф кривой.Таким образом, запуск позволяет отображать периодические сигналы, такие как синусоидальные и прямоугольные волны. Цепи запуска также позволяют отображать непериодические сигналы, такие как одиночные импульсы или импульсы, которые не повторяются с фиксированной частотой.

Типы триггеров включают:

• внешний триггер , импульс от внешнего источника, подключенного к выделенному входу на прицеле.
• триггер фронта , детектор фронта, который генерирует импульс, когда входной сигнал пересекает заданное пороговое напряжение в заданном направлении.
• запуск по видеосигналу , схема, которая извлекает синхронизирующие импульсы из видеоформатов, таких как PAL и NTSC, и запускает временную развертку для каждой строки, указанной строки, каждого поля или каждого кадра. Эта схема обычно находится в устройстве контроля формы сигнала.
• триггер с задержкой , который ждет заданное время после триггера по фронту перед запуском развертки. Никакая схема триггера не действует мгновенно, поэтому всегда есть определенная задержка, но схема задержки триггера увеличивает эту задержку до известного и регулируемого интервала.Таким образом, оператор может исследовать конкретный импульс в длинной серии импульсов.

Большинство осциллографов также позволяют обходить развертку и подавать внешний сигнал в усилитель строчной развертки. Это называется режим X-Y и используется для просмотра фазового соотношения между двумя сигналами, что обычно делается в радио и телевизионной технике. Когда два сигнала представляют собой синусоиды разной частоты и фазы, полученная кривая называется кривой Лиссажу.

Некоторые осциллографы имеют курсоров , которые представляют собой линии, которые можно перемещать по экрану для измерения временного интервала между двумя точками или разницы между двумя напряжениями.

Большинство осциллографов имеют два или более входных каналов , что позволяет им отображать более одного входного сигнала на экране. Обычно осциллограф имеет отдельный набор вертикальных регуляторов для каждого канала, но только одну систему запуска и временную развертку.

Осциллограф с двойной временной разверткой имеет две системы запуска, поэтому два сигнала можно просматривать на разных осях времени.Это также известно как режим «увеличения». Пользователь улавливает желаемый сложный сигнал, используя подходящую настройку триггера. Затем он включает функцию «увеличения», «масштабирования» или «двойной временной развертки» и может перемещать окно, чтобы рассмотреть детали сложного сигнала.

Иногда событие, которое хочет увидеть пользователь, может происходить только изредка. Чтобы уловить эти события, некоторые осциллографы являются «осциллографами», которые сохраняют самые последние развертки на экране.

Некоторые цифровые осциллографы могут выполнять развертку с такой низкой скоростью, как один раз в час, имитируя самописец с ленточной диаграммой.То есть сигнал прокручивается по экрану справа налево. Большинство модных осциллографов переключаются из режима развертки в режим ленточной диаграммы примерно один раз в десять секунд. Это потому, что в противном случае область видимости выглядит сломанной: она собирает данные, но точка не видна.

Советы по использованию

Наиболее типичная проблема, возникающая при приближении к незнакомой осциллографе, заключается в том, что след не виден.

Многие новые осциллографы имеют кнопку «сбросить параметры» или «автоматическая настройка».Используйте его, когда запутаетесь или впервые приблизитесь к незнакомому прицелу. У некоторых прицелов есть кнопка «лучоискатель». Он ограничивает размер отсканированного изображения, поэтому на экране появляется кривая.

Убедитесь, что сначала вы установили параметры канала на «DC» связь с автоматическим запуском. Увеличивайте в канале вольты на деление (эффективно разделяя высоту строки), пока не появится линия. Установите время развертки на деление, близкое к скорости желаемого события, а затем отрегулируйте вольты на деление, пока событие не появится в нужном размере.

Осциллографы почти всегда имеют тестовый выход, который можно измерить, чтобы убедиться, что канал и пробник работают. Приближаясь к незнакомому осциллографу, целесообразно сначала измерить этот сигнал.

Емкость провода в измерительном щупе может привести к тому, что осциллограф будет неточно отображать высокоскоростные сигналы. Если сигнал выглядит искаженным, то есть, если он показывает необычные всплески («звон») или странные выпуклости, попробуйте отрегулировать емкость зонда осциллографа. Многие пробники осциллографа (например, с делителями напряжения 10x) имеют небольшой регулировочный винт на щупе.Большинство осциллографов обеспечивают тестовый выходной сигнал, который генерирует прямоугольную волну для настройки пробника. Отрегулируйте датчик так, чтобы углы прямоугольной волны выглядели прямоугольными, без перерегулирования или недолета.

Полоса пропускания тестовых пробников должна равняться полосе пропускания входных усилителей осциллографа или превышать ее.

Обычно заземляющий провод осциллографа должен быть подключен к заземлению тестируемой цепи. В конец большинства измерительных проводов осциллографов встроен зажим заземления.Для точного измерения высокоскоростных сигналов заземляющий провод должен быть как можно короче; на частотах выше 100 МГц необходимо удалить подвесной заземляющий провод и заменить его маленьким заземляющим штырем, который скользит по заземляющему кольцу на конце пробника.

Если осциллограф подключен к заземлению сети, вполне вероятно, что заземление измерительного провода также подключено к заземлению сети (через шасси осциллографа). Если тестируемая цепь также связана с заземлением сети, то подключение заземления пробника к любому сигналу будет эффективно действовать как короткое замыкание на землю, что может вызвать повреждение тестируемой цепи или самого осциллографа.Этого можно избежать, подавая питание на осциллограф через развязывающий трансформатор.

«AC» муфта блокирует любой постоянный ток в сигнале. Это полезно при измерении слабого сигнала со смещением постоянного тока.

Муфта «DC» должна использоваться при измерении постоянного напряжения.

Убедитесь, что вы запускаете с правильного канала. Установите задержку запуска на ноль. Отрегулируйте уровень запуска до тех пор, пока не сработает желаемое событие. Наконец, отрегулируйте задержку срабатывания триггера до тех пор, пока не появится желаемый сигнал.

Зонды для осциллографов дороги и хрупки. Чтобы уменьшить емкость, проводник в проводе зонда осциллографа иногда бывает уже человеческого волоса. Пластиковую «ручку» датчика часто легко сломать. Никогда не оставляйте зонд на полу, где по нему можно ходить. Если вам необходимо совместно использовать прицел, подумайте о том, чтобы иметь и защищать собственный набор пробников.

Выбор

Осциллографы

обычно имеют контрольный список некоторых перечисленных выше функций. Основной критерий качества — это полоса пропускания его вертикальных усилителей.Типичные осциллографы общего назначения должны иметь полосу пропускания не менее 100 МГц, хотя для приложений звуковой частоты приемлемы гораздо более низкие полосы пропускания. Полезный диапазон развертки составляет от одной секунды до 100 наносекунд, с запуском и разверткой с задержкой. Для работы с цифровыми сигналами необходимы двойные каналы, и рекомендуется использовать объем памяти со скоростью развертки не менее 1/5 максимальной частоты вашей системы.

Главное преимущество качественного осциллографа — качество схемы запуска.Если триггер нестабилен, отображение всегда будет нечетким. Качество примерно улучшается по мере увеличения частотной характеристики и стабильности напряжения триггера.

Цифровые накопители (почти единственный вид, который сейчас доступен на более высоком уровне рынка) используются для отображения вводящих в заблуждение сигналов при низких частотах дискретизации, но эта проблема «наложения спектров» теперь встречается гораздо реже из-за увеличенной длины памяти. Тем не менее, стоит спросить о подержанном рынке.

По состоянию на 2004 год двухканальная система хранения данных с полосой пропускания 150 МГц стоит около 1200 долларов США за новую, и ее вполне достаточно для общего использования.Текущий рекорд полосы пропускания по состоянию на февраль 2005 года принадлежит семейству осциллографов Tektronix TDS6000C с цифровой расширенной полосой пропускания до 15 ГГц и стоимостью около 150 000 долларов США.

Как это работает

Электронно-лучевой осциллограф (CRO)

Самый ранний и самый простой тип осциллографа состоял из электронно-лучевой трубки, вертикального усилителя, временной развертки, горизонтального усилителя и источника питания. Теперь их называют «аналоговыми», чтобы отличить их от «цифровых» прицелов, которые стали обычным явлением в 1990-х и 2000-х годах.

До введения CRO в его нынешнем виде электронно-лучевая трубка уже использовалась в качестве измерительного прибора. Электронно-лучевая трубка представляет собой вакуумированную стеклянную оболочку, аналогичную таковой в черно-белом телевизоре, с плоской поверхностью, покрытой фосфоресцирующим материалом (люминофором). Диаметр экрана обычно меньше 20 см, что намного меньше, чем у телевизора.

В горловине трубки находится электронная пушка, представляющая собой нагретую металлическую пластину с проволочной сеткой (сеткой) перед ней.Небольшой потенциал сетки используется для блокирования ускорения электронов, когда электронный луч должен быть выключен, например, во время обратного хода развертки или когда не происходит триггерных событий. Применяется разность потенциалов не менее нескольких сотен вольт, чтобы сделать нагретую пластину (катод) отрицательно заряженной относительно отклоняющих пластин. Для осциллографов с более широкой полосой пропускания, где дорожка может быстрее перемещаться по люминофорной мишени, часто используется положительное ускоряющее напряжение после отклонения, превышающее 10000 вольт, что увеличивает энергию (скорость) электронов, ударяющих по люминофору.Кинетическая энергия электронов преобразуется люминофором в видимый свет в точке удара. При включении ЭЛТ обычно отображает одну яркую точку в центре экрана, но точку можно перемещать электростатически или магнитно. ЭЛТ в осциллографе использует электростатическое отклонение.

Между электронной пушкой и экраном находятся две противоположные пары металлических пластин, называемых отклоняющими пластинами. Вертикальный усилитель создает разность потенциалов на одной паре пластин, создавая вертикальное электрическое поле, через которое проходит электронный луч.Когда потенциалы пластины одинаковы, луч не отклоняется. Когда верхняя пластина положительна по отношению к нижней пластине, луч отклоняется вверх; когда поле перевернуто, луч отклоняется вниз. Горизонтальный усилитель выполняет аналогичную работу с другой парой отклоняющих пластин, заставляя луч перемещаться влево или вправо. Эта система отклонения называется электростатическим отклонением и отличается от системы электромагнитного отклонения, используемой в телевизионных трубках.По сравнению с магнитным отклонением, электростатическое отклонение может более легко следовать за случайными изменениями потенциала, но ограничивается небольшими углами отклонения.

Развертка — это электронная схема, которая генерирует линейно нарастающее напряжение. Это напряжение, которое изменяется непрерывно и линейно со временем. Когда оно достигает предварительно определенного значения, линейное изменение сбрасывается, а напряжение восстанавливает свое первоначальное значение. При распознавании триггерного события происходит сброс, позволяя линейному нарастанию снова.Напряжение временной развертки обычно управляет усилителем строчной развертки. Его эффект заключается в перемещении электронного луча с постоянной скоростью слева направо по экрану, а затем быстрое возвращение луча влево вовремя, чтобы начать следующее сканирование. Развертка по времени может быть настроена так, чтобы время развертки соответствовало периоду сигнала.

Между тем, вертикальный усилитель приводится в действие внешним напряжением (вертикальный вход), которое снимается с измеряемой схемы или эксперимента. Усилитель имеет очень высокий входной импеданс, обычно один мегом, так что он потребляет лишь крошечный ток от источника сигнала.Усилитель работает с вертикальными отклоняющими пластинами с напряжением, пропорциональным вертикальному входу. Коэффициент усиления вертикального усилителя можно регулировать в соответствии с амплитудой входного напряжения. Положительное входное напряжение изгибает электронный луч вверх, а отрицательное напряжение изгибает его вниз, так что вертикальное отклонение точки показывает значение входа. Реакция этой системы намного быстрее, чем у механических измерительных устройств, таких как мультиметр, где инерция стрелки замедляет ее реакцию на ввод.

Когда все эти компоненты работают вместе, в результате на экране появляется яркая линия, представляющая график зависимости напряжения от времени. Напряжение отложено по вертикальной оси, а время — по горизонтали.

Наблюдение высокоскоростных сигналов, особенно неповторяющихся сигналов, с помощью обычного CRO затруднено, часто требуется затемнение комнаты или установка специальной смотровой крышки на лицевую сторону трубки дисплея. Чтобы облегчить просмотр таких сигналов, специальные осциллографы позаимствовали технологии ночного видения, используя микроканальную пластину на лицевой стороне лампы для усиления слабых световых сигналов.

Отсутствует изображение
Tektronix_C-5A_camera.jpg

Хотя CRO позволяет просматривать сигнал, в его основной форме нет средств записи этого сигнала на бумаге для целей документирования. Поэтому были разработаны специальные камеры для осциллографов, позволяющие напрямую фотографировать экран. В ранних камерах использовалась рулонная или пластинчатая пленка, а в 1970-х годах стали популярны мгновенные камеры Polaroid®.

Большинство многоканальных осциллографов фактически не имеют нескольких электронных лучей.Вместо этого они отображают только одну точку за раз, но переключают точку между одним каналом и другим либо поочередно (режим ALT), либо много раз за цикл (режим CHOP). Было построено очень мало настоящих двухлучевых осциллографов ; в них электронная пушка формировала два электронных луча, и было два набора вертикальных отклоняющих пластин и один общий набор горизонтальных отклоняющих пластин.

Регуляторы вертикального усилителя и временной развертки откалиброваны для отображения вертикального расстояния на экране, которое соответствует заданной разнице напряжений, и горизонтального расстояния, которое соответствует заданному временному интервалу.

Источник питания — важный компонент прицела. Он обеспечивает низкое напряжение для питания катодного нагревателя в лампе, а также вертикальных и горизонтальных усилителей. Для привода электростатических отклоняющих пластин необходимо высокое напряжение. Эти напряжения должны быть очень стабильными. Любые изменения приведут к ошибкам в положении и яркости следа.

Более поздние аналоговые осциллографы добавили цифровую обработку в стандартную конструкцию. Та же базовая архитектура — электронно-лучевая трубка, вертикальные и горизонтальные усилители — была сохранена, но электронный луч контролировался цифровой схемой, которая могла отображать графику и текст, смешанные с аналоговыми сигналами.Дополнительные функции, которые предоставляет эта система, включают:

• экранная индикация настроек усилителя и временной развертки;
• курсоры напряжения — регулируемые горизонтальные линии с отображением напряжения;
• курсоры времени — регулируемые вертикальные линии с отображением времени;
• Экранные меню для настроек триггера и других функций.

Аналоговый запоминающий осциллограф

Дополнительная функция, доступная на некоторых аналоговых осциллографах, называется «хранилищем». Эта функция позволяет образцу графика, который обычно затухает за доли секунды, оставаться на экране в течение нескольких минут или дольше.Затем можно сознательно активировать электрическую цепь, чтобы сохранить и стереть след на экране.

Хранение осуществляется по принципу вторичной эмиссии. Когда обычный пишущий электронный луч проходит через точку на поверхности люминофора, он не только на мгновение вызывает свечение люминофора, но и кинетическая энергия электронного луча сбивает другие электроны с поверхности люминофора. Это может оставить чистый положительный заряд. Затем в запоминающих осциллографах имеется одна или несколько вторичных электронных пушек (называемых «наводящими пушками»), которые обеспечивают постоянный поток низкоэнергетических электронов, движущихся к люминофорному экрану.Электроны из пистолета-распылителя сильнее притягиваются к тем областям люминофорного экрана, где пишущий пистолет оставил чистый положительный заряд; Таким образом, электроны наводнения повторно освещают люминофор в этих положительно заряженных областях люминофорного экрана.

Если энергия электронов наводнения должным образом сбалансирована, каждый падающий электрон наводнения выбивает один вторичный электрон из люминофорного экрана, таким образом сохраняя чистый положительный заряд в освещенных областях люминофорного экрана.Таким образом, изображение, изначально написанное пишущим пистолетом, может сохраняться в течение длительного времени. В конце концов, небольшой дисбаланс в соотношении вторичного излучения приводит к тому, что весь экран «исчезает положительно» (загорается) или заставляет первоначально записанную трассу «затухать отрицательно» (гаснуть). Именно эти дисбалансы ограничивают максимально возможное время хранения.

В некоторых осциллографах используется строго двоичная (вкл. / Выкл.) Форма хранения, известная как «бистабильная память». Другие допускали постоянную серию коротких неполных циклов стирания, которые создавали впечатление люминофора с «переменной стойкостью».Некоторые осциллографы также позволяли частичное или полное отключение наводнения, позволяя сохранить (хотя и незаметно) скрытое сохраненное изображение для последующего просмотра. (Затухание положительного или затухание отрицательного происходит только тогда, когда наводящие пистолеты «включены»; при выключенных наводнениях только утечка зарядов на люминофорном экране ухудшает сохраненное изображение).

Цифровой запоминающий осциллограф

Цифровой запоминающий осциллограф, или сокращенно DSO, в настоящее время является предпочтительным типом для большинства промышленных приложений, хотя простые аналоговые CRO все еще используются любителями.Он заменяет ненадежный метод хранения, используемый в аналоговых хранилищах, на цифровую память, которая может хранить данные столько времени, сколько требуется, без ухудшения качества. Он также позволяет выполнять комплексную обработку сигнала с помощью схем высокоскоростной цифровой обработки сигналов.

Вертикальный вход, вместо того, чтобы управлять вертикальным усилителем, оцифровывается аналого-цифровым преобразователем для создания набора данных, который сохраняется в памяти микропроцессора. Набор данных обрабатывается и затем отправляется на дисплей, который в ранних DSO представлял собой электронно-лучевую трубку, но теперь, скорее всего, это будет плоская ЖК-панель.Распространены DSO с цветными ЖК-дисплеями. Набор данных может быть отправлен по LAN или WAN для обработки или архивирования. Изображение на экране можно записать прямо на бумагу с помощью подключенного принтера или плоттера без необходимости использования камеры осциллографа. Собственное программное обеспечение осциллографа для анализа сигналов может извлекать множество полезных функций во временной области (например, время нарастания, ширину импульса, амплитуду), частотные спектры, гистограммы и статистику, карты постоянства и большое количество параметров, значимых для инженеров в специализированных областях, таких как телекоммуникации. , анализ дисководов и силовая электроника.

Осциллограф на базе ПК

Отсутствует изображение
Osc250.gif Программное обеспечение осциллографа, работающее в Windows

Хотя большинство людей думают об осциллографе как об автономном приборе в коробке, появляется новый тип «осциллографа», который состоит из внешнего аналого-цифрового преобразователя (иногда с собственной памятью и, возможно, даже с некоторыми данными). возможность обработки), подключенного к ПК, который обеспечивает дисплей, интерфейс управления, дисковое хранилище, сетевое соединение и часто электрическое питание.Жизнеспособность этих так называемых осциллографов на базе ПК зависит от широкого распространения и низкой стоимости стандартизированных ПК. Это делает инструменты особенно подходящими для образовательного рынка, где компьютеры являются обычным явлением, но бюджеты на оборудование часто невелики.

К преимуществам осциллографов на базе ПК можно отнести:

• Более низкая стоимость (при условии, что у пользователя уже есть ПК).
• Простой экспорт данных в стандартное программное обеспечение ПК, например в электронные таблицы и текстовые редакторы.
• Возможность управления прибором с помощью специальной программы на ПК.
• Использование сетевых функций ПК и дискового хранилища, которые требуют дополнительных затрат при добавлении к автономному осциллографу.
• Более простая переносимость при использовании с портативным компьютером.

Есть и недостатки, к которым можно отнести:

• Необходимость установки программного обеспечения осциллографа на ПК владельцем.
• Время, затрачиваемое на загрузку ПК, по сравнению с почти мгновенным запуском автономного осциллографа (хотя, поскольку некоторые современные осциллографы на самом деле являются замаскированными ПК или подобными машинами, это различие сужается).
• Уменьшение портативности при использовании с настольным ПК.
• Неудобство использования части экрана ПК для отображения осциллографа.

Альтернативы осциллографу

Существует доступная альтернатива осциллографу, которая полезна для многих задач и, возможно, лучше для ремонта радио, а именно для прослушивания сигналов.

Основной план состоит в том, чтобы смешать (умножить) промежуточную частоту с сигналом, а затем усилить и прослушать результат через динамик.Другими словами, вы используете амплитудную модуляцию, чтобы сдвинуть сигнал вниз в звуковой диапазон. (Конечно, для сигналов звуковой частоты модуляция не требуется.)

С современными твердотельными схемами такое оборудование дешево и может работать от небольшой батареи.

Эта диагностическая система широко использовалась почти на всех ранних этапах развития радиосвязи и до сих пор используется в Азии и бедными радиолюбителями. В Советском Союзе стандартный радиодиагностический тестер сочетал мультиметр с генератором, частотным смесителем и усилителем звука, которые могли выполнять эту задачу.

Осциллографы в массовой культуре

В 1950-х и 1960-х годах осциллографы часто использовались в фильмах и телевизионных программах для представления общего научного и технического оборудования, во многом так же, как лестницы Якоба и колбы Эрленмейера, наполненные сухим льдом, использовались более ранним поколением кинематографистов. В американском телешоу 1963–65 годов The Outer Limits известно, что в качестве фона для вступительных титров использовалось колеблющееся изображение осциллографа (« Нет ничего плохого в вашем телевизоре…. «), а в фильме Colossus: The Forbin Project особенно выделяется осциллограф Tektronix RM503, установленный в стойке.

Осциллограф мелочи

В те годы, когда осциллографы строились с использованием электронных ламп и, следовательно, большого количества высоковольтной электроники, мы рекомендуем промыть свой осциллограф! Компания Tektronix опубликовала рекомендованную процедуру в журнале своей компании TekScope , и да, она включала осторожное нанесение воды и средства для мытья посуды под низким давлением с последующим тщательным ополаскиванием и сушкой инструмента.Таким образом, техник по обслуживанию может удалить пыль и другие токопроводящие загрязнения, которые в противном случае могут помешать правильной калибровке прибора.

См. Также

Внешние ссылки

ca: Oscilloscopi da: Осциллограф de: Oszilloskop es: Osciloscopio fr: Осциллограф nl: Oscilloscoop ja: オ シ ロ ス コ ー プ pl: Оцилоскоп pt: Osciloscpio

.