Устройство осциллографа, его настройка и сферы применения
Устройство осциллографа, его настройка и сферы применения
Для ремонта электронных изделий необходимы измерительные инструменты. Большинство из них используют мультиметры или тестеры старого образца, но для комплексной диагностики неисправностей электронного оборудования необходим более точный и чувствительный прибор – осциллограф. Он в основном используется профессиональными специалистами по электронике. Обычному человеку довольно сложно понять всю сложность своей работы. Эта статья поможет вам разобраться в принципе работы и полезных функциях этого прибора для диагностики электронного оборудования.
ВКонтакте Facebook Twitter Google+ Контент Minecraft:
Что такое осциллограф и зачем он нужен
Осциллограф позволяет визуализировать электрические сигналы, импульсы и колебания. При диагностике неисправностей электронного оборудования важно понимать процессы, происходящие в электронных схемах, даже если они кратковременны и происходят хаотично. С помощью осциллографа можно увидеть амплитуду колебаний электрона и время любой его части. Осциллографы используются для измерения: фазы, частоты, коэффициента модуляции электронных колебаний и многих других необходимых измерений. Широкий диапазон частот измерения и способность отделять полезные сигналы от помех делают его незаменимым прибором при ремонте сложной электронной техники. В общих чертах и понятным новичкам языком принцип работы можно описать следующим образом.
Специалисты рекомендуют разобраться в устройстве и принципе работы никель-металлогидридных аккумуляторов.
Устройство осциллографа
Основным элементом устройства является экран, разделенный на блоки. Он показывает визуализацию электрических вибраций. Масштаб ячеек задается с помощью настроек на корпусе области видимости. Вертикальные ячейки отображают напряжение приложенного сигнала, а горизонтальные ячейки измеряют время. Напряжение аккумулятора и уровни времени устанавливаются регуляторами на корпусе. Зная время импульса сигнала, легко вычислить его частоту.
Усилитель сигнала
Устройство оснащено усилителем-формирователем электрического сигнала. По сути, эта функция меняет масштаб синусоидальной волны на экране. Например, экран разнесен по вертикали на 10 ячеек, а предел усиления установлен на 1 вольт на ячейку. В этом случае двадцативольтовый импульс на экране виден не будет. Вам необходимо установить параметр усиления на большее количество вольт, отображаемое в одной ячейке. Аналогично, при низких напряжениях увеличение коэффициента усиления позволяет четко визуализировать график формы сигнала.
Развёртка и её регулировка
Настройка осциллографа путем развертки параметров аналогична настройке усиления, но по горизонтальной оси. Ячейки соответствуют миллисекундам. Изменяя величину, соответствующую одной единице, мы можем получить желаемое синусоидальное отображение в нужном масштабе. Если необходимо изучить небольшой участок сигнала, уменьшите значение развертки. Изучение частоты и типа электронных импульсов и оценка таких свойств, как периодичность, повышает ценность.
Блок синхронизации
Синусоидальная кривая графика рисуется на экране слева направо до конца. Далее повторите рисунок. Слишком быстрое рисование графика может привести к его «подпрыгиванию» или даже к созданию трудных для понимания кривых. Это происходит потому, что новое изображение накладывается поверх старой диаграммы с четким смещением. Путем настройки синхронизации сканирование начинается, когда входной сигнал достигает установленного значения.
Например, установив значение синхронизации в ноль вольт, при обработке синусоидального сигнала отображение начнется после того, как напряжение на входе достигнет заданного значения, и закончится в конце экрана. Затем визуализация начнется со следующего нулевого индикатора, и цикл повторится. В результате становится видна стабильная картинка и четко видны все скачки сигнала. Самый простой блок синхронизации имеет две настройки:
- «Фронтальный» регулятор – позволяет установить пусковое напряжение. Например, если вы установите его на ноль, синусоидальная волна начнет рисоваться, когда она упадет до нуля.
- Регулятор затухания. Когда регулятор установлен на ноль, синусоидальная волна начинает рисоваться по мере того, как она поднимается снизу до нулевого значения.
В сложных моделях осциллографов также имеется множество настроек запуска для более конкретных измерений.
Блок питания
Используется для подачи необходимого напряжения на электронную схему самого осциллографа через сеть 220 Вольт.
Устройство может быть оснащено одним или несколькими сигнальными входами. Это зависит от модели. Для одновременного измерения, анализа и сравнения нескольких электрических сигналов необходимо несколько выходов. Простейшие осциллографы имеют только сигнальный выход и заземляющий щуп. Если ко входу устройства ничего не подключено, на среднем экране моделируется горизонтальная линия, называемая нулевой линией. Например, если подключить щуп сигнала к плюсовой клемме аккумулятора, а массу к минусовой, то прямая подскочит вверх на количество ячеек, соответствующее напряжению на серой шкале, установленной на корпусе устройства. Поменяв местами щупы, линия пройдет на такое же количество ячеек.
Читайте также статью: Как выращивать клубник на высоких грядках
Зачем необходим осциллограф
Осциллографы служат многим целям. Визуализация поведения электронных сигналов значительно упрощает определение неисправностей и, следовательно, ускоряет время ремонта любого устройства, даже очень сложного. Осциллограф позволяет:
- Измерьте напряжение и временные параметры электрических сигналов, чтобы определить частоту.
- Посмотрите на амплитуду сигнала, чтобы понять его природу.
- Измерьте фазовый сдвиг.
- Узнайте соотношение полезного сигнала к помехам и помехам, а также разберитесь в характеристиках шума.
Неисправности оборудования легче выявить с помощью осциллографа, а некоторые неисправности невозможно диагностировать без осциллографа. Он требует большого количества измерений в секунду и способен обнаруживать очень кратковременные неисправности сигнала и фиксировать их, что невозможно с помощью мультиметра.
Виды осциллографов
Устройства делятся на две большие категории: аналоговые (собранные с использованием схем электронно-лучевой трубки) и цифровые (собранные с использованием жидкокристаллических дисплеев). Также существуют подразделения по количеству сигнальных входов. Это необходимо для одновременного измерения нескольких показаний и их сравнения.
Аналоговые осциллографы
Эти прицелы собираются из комплектных трубок по классической схеме. Такие модели оснащены кроссоверами, усилителями вертикальной развертки, синхронизаторами и девиационными блоками питания. Нижний предел частоты измерения составляет 10 Гц, а верхний предел зависит от установленного усилителя. Сегодня аналоговое оборудование заменяется цифровыми моделями этого необходимого агрегата.
Цифровые осциллографы
Видео: Урок №50. Осциллограф. Первое знакомство.
эти устройства собраны на основе микропроцессорных компонентов. Данная схема осциллографа имеет более широкий спектр технических возможностей. Они состоят из распределителя, усилителя, декодера, преобразующего аналоговые сигналы в цифровые коды, блоков управления, памяти, а также источника питания и газа k. Отображение визуализации измерений. Цифровые устройства компактны и могут быть разных типов:
- Цифровое запоминающее устройство. Принцип работы несколько отличается от аналоговой версии. Входной сигнал преобразуется в цифровую форму и при необходимости сохраняется. Скорость памяти задается блоком управления. Оцифровка сигнала повышает стабильность дисплея и запоминает информацию, что упрощает растягивание и масштабирование синусоидального сигнала. ЖК-дисплей может отображать дополнительные данные и управлять устройством. Некоторые модели оснащены цветными дисплеями, которые позволяют отличать сигнал от помех, шума и других каналов, а также маркировать интересующие области цветом на осциллограмме. Сохраненные результаты измерений можно передать на компьютер в виде файла или распечатать для дальнейшей обработки.
- Цифровое люминофорное оборудование. Благодаря новейшим технологиям построения сигналов на цифровых люминофорах эти устройства сочетают в себе все преимущества аналоговых и цифровых осциллографов. Это позволяет увидеть на экране все нюансы модуляции сигнала, как и у аналогового типа устройства. В то же время он может сохранять результаты измерений в памяти и анализировать их. Также возможно отображение диаграмм разной интенсивности, что позволяет очень легко выявлять неисправности в импульсных электронных схемах и модулях. Например, при регулировании напряжения на выходе импульсного источника питания может быть рассчитана глубина модуляции электрического сигнала, что приводит к нестабильной работе схемы или модуля. Люминофорные устройства мгновенно реагируют на изменения входных сигналов, отображают изображения с различной яркостью, имеют возможность сохранять и анализировать результаты измерений. Он прекрасно сочетает в себе все преимущества цифровых и аналоговых устройств и превосходит их по многим параметрам.
- Цифровое стробоскопическое устройство. Эти типы устройств используют эффект последовательного стробирования сигнала. Эти устройства точны и чувствительны, позволяют изучать периодические сигналы минимальной силы и имеют широкую полосу пропускания. Позволяет выявлять дефекты в очень сложных схемах. Цена этих устройств очень высока и поэтому ими пользуются только профессионалы.
Портативные осциллографы
Технологии постоянно развиваются, фиксированные цифровые устройства становятся все меньше и меньше, и осциллографы не являются исключением. Портативные модели этих устройств небольшие, легкие и питаются от батареек или встроенных аккумуляторов. При этом они не уступают стационарному оборудованию по функциональности и точности, предлагают большое количество функций и возможностей применения в различных областях.
Виртуальные осциллографы
Опция виртуального прибора является хорошей альтернативой традиционным цифровым осциллографам. Их преимуществами являются низкая стоимость, простота использования, небольшой размер и хорошая производительность. Недостатки: Невозможность измерения и непрерывной визуализации амплитуды сигнала. Может использоваться в любой области радиотехники. Например, при ремонте телекоммуникационных сетей, ремонте электронного оборудования и компьютеризированной техники, при диагностировании любых схем и узлов, требующих проверки и анализа нестабильных, переходных электронных процессов.
Виртуальные инструменты могут быть двух типов: ·
- Аппаратный модуль, собранный в отдельный блок, который подключается к компьютеру через USB-порт.
- Программное приложение для компьютеров, работающих со звуковой картой, к линейному входу которой подключен пробник сигнала. Сигнал визуализируется на мониторе ПК или ноутбука.
Выбирая модель устройства, необходимо убедиться, что вы понимаете, какие измерения оно будет производить.
Проверка осциллографа
Инструкция по эксплуатации должна описывать процесс калибровки (проверки) оборудования. Почти все осциллографы имеют специальный выход генератора прямоугольных импульсов на задней или боковой стороне корпуса. Используется для калибровки оборудования. При подключении пробника сигнала к калибровочному выходу на экране должна появиться зубчатая линия. После установки воспроизведения луча в режим «Авто» необходимо проверить работу всех функций, поворачивая ручки. Яркость должна быть отрегулирована, фокус должен быть сфокусирован, а луч должен двигаться вверх и вниз при масштабировании. При регулировке триггера сигнал должен остановиться.
Самый простой способ убедиться в исправности устройства — прикоснуться к щупу пальцем. Балка должна реагировать на прикосновение.
Каковы основные функции и возможности вышеуказанных осциллографов? Это определенно поможет новичкам. Многие проблемы, возникающие в процессе эксплуатации техники, можно понять только опытным путем. Устройство достаточно сложное, но изучив его, вы легко сможете решить задачу диагностики и ремонта практически любой электронной схемы.
Читайте также статью: Как выбрать котел отопления
