Измерение напряжения осциллографом
Лабораторная работа №3
«ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ОСЦИЛЛОГРАФОМ»
Цель работы: Используя программу Electronics Workbench, с помощью виртуального осциллографа измерить напряжение.
Конечным результатом работы должен стать вывод о проделанной работе, а так же числовое значение измеренного напряжения в указанной точке.
Выполнение работы
1. Запустите пакет Electronics Workbench
Сделать это можно, воспользовавшись меню «Пуск» (Пуск->Программы->Electronics Workbench)
Соберите схему, состоящую из осциллографа и источника напряжения.
Для сборки схемы необходимо набросать на рабочее поле указанные на схеме элементы. Элементы можно выбрать из панели компонентов, указанной на рисунке:
Панель компонентов
Для помещения источника
напряжения необходимо щёлкнуть по самой левой кнопке в панели компонентов.
В открывшемся окне необходимо выбрать желаемый тип источника и нажать кнопку «Ок»:
Выбор источника
напряжения
В открывшемся окне выберите источник постоянного напряжения (DC Power source), и нажмите кнопку «Ок».
Затем поместите на схему осциллограф. Для этого щёлкните по соответствующей кнопке на крайней правой панели инструментов:
После размещения осциллографа на схеме соедините его с источником напряжения. Для этого — щёлкните мыщью на выводе источника напряжения(например, отрицательном), затем щёлкните на один из входов осциллографа — на вход «G»(Ground – общий). После этого соедините положительный вывод источника напряжения со входом «A» осциллографа.
Так же необходимо заземлить одну из точек цепи. Заземление находится в панели компонентов там же, где и источник напряжения, называется Ground.
В результате схема должна принять следующий вид:
Схема первого опыта
После того, как указанная
схема будет собрана, запустите симуляцию с помощью тумблера, расположенного в
правой верхней части экрана, либо через меню(Simulation-Run).
После запуска симуляции можно посмотреть на показания осциллографа. Для этого необходимо дважды щёлкнуть мыщью на его изображении на схеме. При этом появится окно, имеющее следующий вид:
Окно осциллографа
В окне осциллографа можно жирная белая линия означает нулевую отметку напряжения. Если подать напряжение на вход в обратной полярности, то красная линия, обозначающая входной сигнал, окажется ниже нулевой отметки.
Сам экран осциллографа имеет сетку. По горизонтальной оси откладывается время, по вертикальной — напряжение. Цена деления сетки настраивается как по времени, так и по напряжению.
Настройка по времени находится в рамке Timebase под экраном осциллографа. В нашем случае одно деление сетки по горизонтали соответствует 10 миллисекундам.
Настройка цены
деления по напряжению находится чуть правее.
В нашем случае — в рамке «Channel A». В указанном примере одно деление вертикальной шкалы соответствует 5
вольтам.
Измерить напряжение можно двумя способами:
1. По цене деления шкалы и по количеству делений до красной линии сигнала. Этот способ наиболее универсален, и работает со всеми типами осциллографов.
2. По цифровому значению мгновенного напряжения, отображемому в поле ниже экрана осциллографа. Этот способ годится только для программы Multisim, т.к. на большей части реальных осциллографов нет поля с мгновенным значением напряжения.
Осциллограф демонстрационный двухканальный (приставка к телевизору)
1. Назначение
Осциллограф предназначен
для наблюдения формы и частоты периодических электрических сигналов при
проведении различных демонстрационных опытов, используя в качестве
монитора любой телевизор с низкочастотным видеовходом.
2. Технические данные
Масштабная сетка на экране телевизора – 8х8 делений
Число входных каналов – 2
Диапазон частот входных сигналов на каждом канале – 0 – 500 кГц. При включении разделительной емкости – 10Гц – 500 кГц.
Диапазон уровней входных сигналов – 20мВ/дел до 1В/дел. (20,50,100,200,500мВ и 1 В).
Диапазон горизонтальной развертки – 10 мкс/дел до 50 мс/дел.(10,20,50,100,200,500мкс и 1,2,5,10,20,50 мс).
Входной импеданс – 1 мОм, 25 пф
Режимы работы: Одноканальные А и Б, двухканальные АБ и X/Y
Режим синхронизации – внутренний от сигнала.
Регулировка смещения осциллограмм по вертикали – раздельно по каждому каналу
Цифровое экранное меню – Установки масштаба входных уровней, развертки и режимов работы.
Питание – 12В от сети 220В, 50Гц.
через адаптер
Потребляемая мощность – не более 5 ВА
Габаритные размеры – 150х110х55 мм
Масса – не более 0,5 кГ
3. Комплект поставки
Осциллограф – 1 шт.
Адаптер – 1 шт.
Кабель для подключения к телевизору типа “Тюльпан” – 1 шт.
Кабель для подключения сигнала – 2 шт.
Руководство по эксплуатации – 1 шт.
Коробка упаковочная – 1 шт.
4. Краткое описание осциллографа
Осциллограф представляет собой аналого-цифровой преобразователь, на входы которого через масштабирующие каскады поступают исследуемые сигналы, где преобразуются в поток цифровых кодов.
Значения кодов
пропорциональны мгновенному значению уровня сигнала. Поток цифровых
кодов загружается в память цифрового сигнального процессора, в котором
под управлением программы формируется полный телевизионный сигнал,
выдаваемый на видеовход телевизора.
На передней стенке корпуса установлены органы управления осциллографом: кнопка “МЕНЮ” для управления экранным меню, кнопки “>” и “<” для установки режимов работы (величины уровней входных сигналов, горизонтальной развертки, выбор каналов и демонстрация фигур Лиссажу), гнезда “Вх.А” и “Вх.Б” для подключения входных сигналов в каждый канал, ручки “↕А”
и “↕Б” для управления смещением по вертикали осциллограмм, переключатель “= ~” для включения и выключения постоянной составляющей сигнала.
На задней
стенке установлены гнездо для подключения питания и выключатель.
5. Подготовка к работе и порядок работы с осциллографом
Включить
телевизор и установить режим воспроизведения с видеомагнитофона в
соответствие с инструкцией на телевизор. Включить осциллограф
переключателем на задней стенке аппарата, при этом на экране должно
появится изображение масштабной сетки и экранное меню, которое состоит
из четырех колонок. Крайняя левая колонка определяет уровень сигнала по
вертикали для канала А, следующая – для канала Б. Третья
колонка определяет один из 4-х режимов работы, а последняя – определяет
масштаб развертки. При нажатии и удержании кнопки “
Исследуемый сигнал с амплитудой не более 4 В подключить на входы А, Б осциллографа. Установить один из 4-х режимов работы осциллографа. В одноканальных режимах на экран выводится сигнал одного выбранного канала. В режиме А,Б – осциллограмма двух каналов. В режиме Χ/Ύ отклонение точки по вертикали пропорционально уровню сигнала канала А, а по горизонтали – канала Б. Режим Χ/Ύ позволяет наблюдать фигуры Лиссажу.
Потенциометрами смещения “Уст.0” канала А и Б и регулировкой масштаба по вертикали (1 и 2 колонки меню) установить требуемый размер осциллограммы по вертикали. Регулировкой цены деления по горизонтали (4-я колонка меню) установить требуемый масштаб развертки.
Для надежной синхронизации осциллограммы на экране
должен наблюдаться полный период изображения.
В одноканальных режимах
синхронизация включается, если сигнал пересекает центральную линию
масштабной сетки снизу вверх. В режиме А.Б синхронизация осуществляется только от канала А, если сигнал пересекает снизу вверх 3-ю сверху линию масштабной сетки. При скорости развертки 10 мксек/дел. в режиме А,Б синхронизация не включается.
Для
наблюдения фигур Лиссажу целесообразно сначала отрегулировать каждый
сигнал в одноканальном режиме, установить масштаб развертки таким
образом, чтобы на экране выводилось 1 – 2 периода для более низкой
частоты. Для отделения постоянной составляющей переключатель “
Порядок проведения демонстрационных работ с использованием осциллографа описан в методической литературе.
6. Гарантийные обязательства
Осциллограф
двухканальный демонстрационный не является измерительным прибором и не
подлежит метрологической сертификации.
Осциллограф соответствует
утвержденному образцу.
Осциллограф цифровой двухканальный – Edustrong
Осциллограф предназначен для наблюдения формы и частоты периодических электрических сигналов при проведении различных демонстрационных опытов по курсу электродинамики средней школы (в качестве монитора используется телевизор с низкочастотным видеовходом или монитор со входом VGA).
Габаритные размеры в упаковке (дл.*шир.*выс.), см: 34*13,5*7. Вес, кг, не более 0,6.
Питание 12В через адаптер (от сети 220 В, 50 Гц)
Потребляемая мощность, Вт, не более 5
Масштабная сетка на экране 8х8 делений
Число входных каналов: 2
Диапазон частот входных сигналов:
на каждом канале, кГц 0…100
при включенной постоянной составляющей 10 Гц…500 кГц
Диапазон уровней входных сигналов 20 мВ/дел…1 В/дел (20, 50, 100, 200, 500 мВ и 1 В)
Диапазон горизонтальной развертки 10 мкс/дел…50 мс/дел (10, 20, 50, 100, 200, 500 мкс и 1, 2, 5, 10, 20, 50 мс)
Входной импеданс 1 мОм, 25 пФ
Режимы работы: одноканальные (А или Б) в режиме непрерывной развертки, двухканальные (А и Б одновременно) в режиме непрерывной развертки, (XY) в режиме развертки от внешнего источника (при отключенном генераторе развертки)
Режим синхронизации: внутренний от сигнала
Регулировка смещения осциллограмм по вертикали: раздельно по каждому каналу
Цифровое экранное меню установки масштаба входных уровней, развертки и режимов работы.
Комплектность: осциллограф – 1 шт., адаптер – 1 шт., кабель типа «тюльпан» для подключения к телевизору – 1 шт., кабель VGA для подключения к монитору – 1 шт., кабели для подключения исследуемого сигнала (1:1) – 2 шт., кабели для подключения исследуемого сигнала (1:10) – 2 шт., руководство по эксплуатации – 1 шт.
Осциллограф представляет собой аналого-цифровой преобразователь в виде приставки к телевизору или монитору, на входы которого через масштабирующие каскады поступают исследуемые сигналы, где преобразуются в поток цифровых кодов. Значения кодов пропорциональны мгновенному значению уровня сигнала. Поток цифровых кодов загружается в память цифрового сигнального процессора, в котором под управлением программы формируется полный видеосигнал, выдаваемый на видеовход телевизора или монитора. Видеосигнал состоит из изображения осциллограммы, масштабной сетки и меню режимов управления осциллографом. Цена деления масштабной сетки по вертикали зависит от коэффициентов передачи масштабирующих каскадов.
Цена деления по горизонтали определяется частотой запуска аналого-цифрового преобразователя. Управление смещением лучей по вертикали осуществляется потенциометрами, изменяющими уровень постоянной составляющей на входах осциллографа.
Осциллографические методы измерения параметров сигналов
1. Измерение напряжения
Измерение напряжения производится в режиме линейной развертки (первый основной режим работы осциллографа)
Рисунок 8.4
Схема подключения источника сигнала (генератора) к осциллографу приведена на рис. 8.4
Рисунок 8.5.
Рисунок 8.
6
(8.6)
Измеряемое напряжение uc(t)
подается на вход Y осциллографа. На пластины X ЭЛТ поступает сигнал ГР uГР(t). В этом случае порядок функционирования блоков осциллографа определяет структурная схема, представленная на рис. 8.4. На экране наблюдается осциллограмма, как зависимость поданного на вход Y сигнала от времени (для sin сигнала), рис. 8.5. “Размах” осциллограммы определяется как разность максимального и минимального отклонения луча. При симметричном двухполярном сигнале его амплитуда определяется из соотношения
(8.7)
где – количество делений сетки осциллографа, соответствующее “размаху”
осциллограммы [дел].
– коэффициент отклонения по шкале Y (цена деления по шкале Y) [В/дел]. Его численное значение определяется положением дискретного переключателя чувствительности КВО.
Данное измерение является косвенным. В этом случае погрешность определяется из соотношений:
– систематическая абсолютная составляющая погрешности
[В] (8.8)
– СКО случайной составляющей погрешности
[В] (8.9)
Где – абсолютная погрешность измерения геометрического размера [дел]
– абсолютная погрешность задания коэффициента отклонения [В/дел]
– СКО погрешности измерения величины [дел]
– СКО погрешности задания коэффициента отклонения [В/дел]
2. Измерение частоты
Измерение частоты с помощью осциллографа производиться следующими методами:
– методом линейной калиброванной развертки;
– методом линейной развертки с внешним генератором образцовой частоты;
– методом синусоидальной развертки;
– методом круговой развертки.
Принцип измерения частоты с помощью осциллографа указанными методами, схемы подключения источника сигнала к осциллографу, структурные схемы, поясняющие функционирование блоков осциллографа и расчетные соотношения для измеряемой частоты приведены в лекции 10 (раздел 10.2).
3. Измерение угла сдвига фаз
Измерение угла сдвига фаз с помощью осциллографа производиться следующими методами:
– методом синусоидальной развертки;
– методом линейной развертки.
Принцип измерения фазового сдвига с помощью осциллографа указанными методами, схемы подключения источника сигнала к осциллографу, структурные схемы, поясняющие функционирование блоков осциллографа и расчетные соотношения для измеряемого угла сдвига фаз приведены в лекции 11 (раздел 11.2).
Похожие материалы:
|
Параметры |
Значения |
|
|
Количество каналов |
2 + 1 канал внешней синхронизации |
|
|
Полоса пропускания |
0 МГц … 25 МГц |
|
|
Регистрация |
||
|
Режимы регистрации |
нормальный, пиковый детектор, усреднение |
|
|
Максимальная частота дискретизации |
100 Мвыб /с |
|
|
Вход |
||
|
Связь входа |
открытый (DC), закрытый (AC), заземленный (GND) |
|
|
Входной импеданс |
1 МОм ±2% параллельно с 20 пФ ±5 пФ |
|
|
Коэффициент ослабления пробника |
1X, 10Х, 100Х, 1000Х |
|
|
Максимальное входное напряжение |
300 В |
|
|
Канал горизонтального отклонения |
||
|
Частота дискретизации |
10 выб /с … 100 Мвыб /с |
|
|
Интерполяция осциллограммы |
sin X /x |
|
|
Глубина записи |
5 К |
|
|
Коэффициент развертки |
5 нс /дел … 100 с /дел (шаг 1-2. |
|
|
Погрешность времени выборки и времени задержки |
±100 ppm |
|
|
Погрешность измерения интервала времени ΔT (100 МГц) |
однократный сигнал: ±(время выборки + 100 ppm х измеренное значение + 0.6 нс) усреднение >16: ±(время выборки + 100 ppm х измеренное значение + 0.4 нс) |
|
|
Канал вертикального отклонения |
||
|
АЦП |
8 бит (синхронная оцифровка двух каналов) |
|
|
Чувствительность |
5 мВ /дел … 5 В /дел (на входе) |
|
|
Диапазон смещения |
±10 дел (5 мВ /дел … 5 В /дел) |
|
|
Полоса пропускания однократного сигнала |
полный диапазон |
|
|
Низкочастотный предел для закрытого входа (-З дБ) |
>5 Гц (на входе BNC) |
|
|
Время нарастания (на входе, типично) |
< 14. |
|
|
Погрешность коэффициента усиления при постоянном токе |
±3% |
|
|
Погрешность измерения при постоянном токе (режим усреднения) |
погрешность напряжения (ΔV) между двумя точками осциллограммы при усреднении > 16 осциллограмм: ±(5% от измеренного значения + 0.05 деления) |
|
|
Синхронизация |
||
|
Чувствительность (по фронту) |
связь по постоянному току (Ch2, Ch3): 1 дел (0 Гц … полный диапазон) связь по переменному току (Ch2, Ch3): 1 дел (при > 50 Гц) EXT: 100 мВ (0 Гц … полный диапазон) EXT /5: 500 мВ (0 Гц … полный диапазон) |
|
|
Диапазон уровня запуска |
внутренний: ±6 дел от центра экрана EXT: ±600 В EXT /5: ±3 В |
|
|
Погрешность уровня запуска (типовая) для сигнала с нарастанием и спадом >20нс |
внутренний: ±0. EXT: ±(40 мВ + 6% установленного значения) EXT /5: ±(200 мВ + 6% установленного значения) |
|
|
Задержка запуска |
положительная: 655 дел отрицательная: 4 дел |
|
|
Установка уровня на 50% (типично) |
для входного сигнала с частотой > 50 Гц |
|
|
Чувствительность по видеосигналу (типично) |
внутренний: 2 дел, размах сигнала EXT: 400 мВ EXT /5: 2 В |
|
|
Частота и стандарты видеосигналов (запуск по видеосигналу) |
поддерживает стандарты NTSC, PAL и SECAM при любой частоте кадров и строк |
|
|
Режимы измерения |
||
|
Курсорные измерения |
напряжение (ΔU) и временной интервал (ΔT) между курсорами |
|
|
Автоматические измерения |
размах (Uпик-пик), максимальное значение (Uмакс), минимальное значение (Uмин), уровень вершины (Top), уровень основания (Base), амплитуда (Amp), усреднение (Uavg), выброс (Overshot), выброс до измерения напряжения (Preshoot), частота (Frequency), период (Period), длительность фронта (Rise Time), длительность среза (Fall Time), задержка (Delay), длительность положительного импульса (+Width), длительность отрицательного импульса (-Width), коэффициент заполнения для положительных импульсов (+Duty), коэффициент заполнения для отрицательных импульсов (-Duty) |
|
|
Математические функции |
сложение, вычитание, деление, умножение, БПФ (FFT) |
|
|
Сохранение формы сигнала |
4 осциллограммы |
|
|
Фигуры Лиссажу |
диапазон: полный разность фаз: ±3° |
|
|
Выход для компенсации пробников |
||
|
Выходное напряжение (типично) |
амплитуда не менее 5 В на нагрузке 1 МОм |
|
|
Частота (типично) |
1 кГц, меандр |
|
|
Пробник |
ОСЛАБЛЕНИЕ 1Х |
ОСЛАБЛЕНИЕ 10Х |
|
Полоса пропускания |
0 Гц … 6 МГц |
0 Гц … полный диапазон |
|
Коэффициент ослабления |
1:01 |
10:01 |
|
Диапазон компенсации |
10 пФ … 35 пФ |
|
|
Входное сопротивление |
1 МОм ±2% |
10 МОм ±2% |
|
Входная емкость |
85 пФ … 115 пФ |
14. |
|
Максимальное входное напряжение |
150 В постоянного тока |
150 В постоянного тока |
5-5)
0 нс
3 дел
5 пФ … 17.5 пФDSO6022BL осциллограф Hantek DSO6022BL, 2 канала, 20 МГц
в магазине на Нахимовском : 0 + 6 шт В магазине на Нахимовском сейчас нет свободных товаров. Но вы можете оформить заказ, и мы привезем 6 шт завтра
г. Москва, м. Нахимовский проспект, Нахимовский проспект д.4, 1 этаж, отдельный вход с улицы Нахимовский проспект.
Будни: с 9 до 21 Выходные и праздничные: с 10 до 19
В магазине в Митино сейчас нет свободных товаров. Но вы можете оформить заказ, и мы привезем 6 шт завтра
г. Москва, м. Волоколамская, Пятницкое шоссе д. 18, ТК Митинский радиорынок, 1-й этаж, павильон № 413А
Будни: с 10 до 20 Выходные и праздничные: с 10 до 19
В магазине на Новокузнецкой сейчас нет свободных товаров. Но вы можете оформить заказ, и мы привезем 6 шт завтра
г. Москва, м.Новокузнецкая, Большой Овчинниковский пер. д. 12, строение 1
Будни: с 10 до 20 Выходные и праздничные: с 10 до 19
В магазине на Полежаевской сейчас 5 шт.
Вы можете оформить заказ и зарезервировать 5 шт прямо сейчас,
а мы можем привезти еще 1 шт сегодня
г. Москва, м. Полежаевская, 4-я Магистральная д. 5, БЦ “На Магистральной”, вход только через КПП со стороны Магистрального переулка (где шлагбаум). На проходной сказать, что в ПартсДирект.
Будни: с 9 до 21 Выходные и праздничные: с 10 до 19
В магазине на Савеле моб. сейчас нет свободных товаров. Но вы можете оформить заказ, и мы привезем 6 шт завтра
г. Москва, м. Савёловская, Сущевский Вал д.5, стр.12, Л 47
Будни: с 10 до 20 Выходные и праздничные: с 10 до 19
В магазине на Щёлковской сейчас нет свободных товаров. Но вы можете оформить заказ, и мы привезем 6 шт завтра
г. Москва, м. Щёлковская, Щелковское шоссе д.66
Будни: с 9 до 21 Выходные и праздничные: с 10 до 19
В магазине на Савеле комп. сейчас нет свободных товаров. Но вы можете оформить заказ, и мы привезем 6 шт завтра
г. Москва, ул. Сущёвский Вал, д.5, стр.1А, пав. F54 ТК Компьютерный
Будни: с 10 до 20 Выходные и праздничные: с 10 до 19
В магазине на Лермонтовском сейчас 1 шт.
Вы можете оформить заказ и зарезервировать 1 шт прямо сейчас,
а мы можем привезти еще 5 шт сегодня
г. Москва, Лермонтовский проспект, д. 19, к. 2
Будни: с 10 до 20 Выходные и праздничные: с 10 до 19
В магазине на Вернадского сейчас нет свободных товаров. Но вы можете оформить заказ, и мы привезем 6 шт завтра
г. Москва, м. Проспект Вернадского, Проспект Вернадского д.39
Будни: с 10 до 20 Выходные и праздничные: с 10 до 19
всего в наличии 6 шт
Как пользоваться осциллографом
Добавлено в избранное Любимый 37Анатомия O-Scope
Хотя не существует абсолютно одинаковых осциллографов, все они должны иметь некоторые общие черты, которые заставляют их функционировать одинаково. На этой странице мы обсудим несколько наиболее распространенных систем осциллографа: дисплей, горизонтальную, вертикальную, триггер и входы.
Дисплей
Осциллограф бесполезен, если он не может отображать информацию, которую вы пытаетесь проверить, что делает дисплей одним из наиболее важных разделов осциллографа.
Каждый дисплей осциллографа должен быть пересечен горизонтальными и вертикальными линиями, называемыми делениями . Масштаб этих делений изменен с помощью горизонтальной и вертикальной систем. Вертикальная система измеряется в «вольтах на деление», а горизонтальная – в «секундах на деление». Как правило, прицелы имеют 8-10 делений по вертикали (напряжение) и 10-14 делений по горизонтали (секунд).
Старые осциллографы (особенно аналоговые) обычно имеют простой монохромный дисплей, хотя интенсивность волны может варьироваться.Более современные осциллографы оснащены многоцветными ЖК-экранами, которые очень помогают отображать более одной формы сигнала за раз.
Многие дисплеи осциллографа расположены рядом с набором из пяти кнопок – сбоку или под дисплеем. Эти кнопки могут использоваться для навигации по меню и управления настройками осциллографа.
Вертикальная система
Вертикальная секция осциллографа управляет шкалой напряжения на дисплее. В этом разделе традиционно есть две ручки, которые позволяют индивидуально управлять вертикальным положением и вольт / дел.
Более критическая ручка вольт на деление позволяет установить вертикальный масштаб на экране. Вращение ручки по часовой стрелке уменьшает масштаб, а против часовой стрелки – увеличивает. Меньший масштаб – меньшее количество вольт на деление экрана – означает, что вы в большей степени «увеличиваете масштаб» формы волны.
Например, дисплей GA1102 имеет 8 делений по вертикали, а ручка вольт / дел может выбрать шкалу от 2 мВ / дел до 5 В / дел. Таким образом, при полном увеличении до 2 мВ / дел на дисплее может отображаться осциллограмма 16 мВ сверху вниз.Полностью уменьшенный, осциллограф может отображать сигнал в диапазоне более 40 В. (Зонд, как мы обсудим ниже, может еще больше увеличить этот диапазон.)
Положение Ручка управляет вертикальным смещением сигнала на экране. Поверните ручку по часовой стрелке, и волна будет двигаться вниз, против часовой стрелки – вверх по дисплею. Вы можете использовать ручку положения, чтобы сместить часть сигнала за пределы экрана.
Используя одновременно ручки положения и вольт / деления, вы можете увеличить только крошечную часть сигнала, которая вам важнее всего.Если у вас есть прямоугольная волна 5 В, но вы заботитесь только о том, насколько сильно она звенит по краям, вы можете увеличить нарастающий фронт, используя обе ручки.
Горизонтальная система
Горизонтальная часть осциллографа контролирует шкалу времени на экране. Как и в вертикальной системе, горизонтальный элемент управления дает вам две ручки: положение и секунды / дел.
Ручка секунд на деление (с / дел) вращается для увеличения или уменьшения горизонтального масштаба.Если вы вращаете ручку s / div по часовой стрелке, количество секунд, которое представляет каждое деление, уменьшится – вы «увеличите масштаб» временной шкалы. Поверните против часовой стрелки, чтобы увеличить шкалу времени и показать на экране большее количество времени.
Если снова использовать GA1102 в качестве примера, дисплей имеет 14 горизонтальных делений и может отображать от 2 нс до 50 с на деление. Таким образом, при полном увеличении по горизонтали осциллограф может показывать 28 нс формы волны, а при увеличении масштаба он может отображать сигнал, когда он изменяется в течение 700 секунд.
Регулятор положения может перемещать форму сигнала вправо или влево от дисплея, регулируя горизонтальное смещение .
Используя горизонтальную систему, вы можете настроить , сколько периодов сигнала вы хотите видеть. Вы можете уменьшить масштаб и показать несколько пиков и впадин сигнала:
Или вы можете увеличить масштаб и использовать ручку положения, чтобы показать только крошечную часть волны:
Система запуска
Раздел триггера посвящен стабилизации и фокусировке осциллографа.Триггер сообщает осциллографу, какие части сигнала «запускать» и начинать измерение. Если ваша форма волны периодическая , триггером можно управлять, чтобы дисплей оставался статичным и устойчивым. Плохо сработавшая волна будет производить такие широкие волны, как это:
, вызывающие судороги.Секция триггера осциллографа обычно состоит из ручки уровня и набора кнопок для выбора источника и типа триггера. Ручка уровня может быть повернута для установки триггера на определенную точку напряжения.
Ряд кнопок и экранных меню составляют остальную часть триггерной системы. Их основное назначение – выбор источника и режима запуска. Существует множество типов триггеров , которые определяют способ активации триггера:
- Спусковой механизм edge – это самая простая форма спускового крючка. Он заставит осциллограф начать измерение, когда напряжение сигнала перейдет на определенный уровень. Триггер по фронту может быть настроен на захват нарастающего или спадающего фронта (или обоих).
- Запуск по импульсу сообщает осциллографу ввести заданный «импульс» напряжения. Вы можете указать длительность и направление импульса. Например, это может быть крошечный всплеск 0 В -> 5 В -> 0 В, или это может быть секундный провал от 5 В до 0 В, обратно до 5 В.
- Триггер по наклону может быть настроен на запуск осциллографа по положительному или отрицательному наклону в течение определенного периода времени.
- Существуют более сложные триггеры, позволяющие сосредоточиться на стандартизованных формах сигналов, передающих видеоданные, например NTSC или PAL .Эти волны используют уникальный шаблон синхронизации в начале каждого кадра.
Обычно вы также можете выбрать режим запуска , который, по сути, сообщает осциллографу, насколько сильно вы относитесь к триггеру. В автоматическом режиме запуска осциллограф может попытаться нарисовать сигнал, даже если он не запускается. Нормальный режим будет рисовать вашу волну, только если видит указанный триггер. И single mode ищет указанный вами триггер, когда он его видит, он рисует вашу волну, а затем останавливается.
Зонды
Осциллограф хорош только в том случае, если вы действительно можете подключить его к сигналу, а для этого вам нужны пробники. Зонды – это устройства с одним входом, которые направляют сигнал от вашей схемы к осциллографу. У них есть острый наконечник , который исследует точку на вашей цепи. Наконечник также может быть оснащен крючками, пинцетом или зажимами, чтобы упростить фиксацию на цепи. Каждый пробник также включает зажим заземления , который следует надежно прикрепить к общей точке заземления на тестируемой цепи.
В то время как пробники могут показаться простыми устройствами, которые просто фиксируются на вашей схеме и передают сигнал в осциллограф, на самом деле есть много вещей, которые нужно учитывать при проектировании и выборе пробника.
Оптимально, зонд должен быть невидимым – он не должен влиять на ваш тестируемый сигнал. К сожалению, все длинные провода обладают собственной индуктивностью, емкостью и сопротивлением, поэтому, несмотря ни на что, они будут влиять на показания осциллографа (особенно на высоких частотах).
Существует множество типов пробников, наиболее распространенным из которых является пассивный пробник , входящий в состав большинства прицелов.Большинство «штатных» пассивных пробников – это с ослабленным сигналом . Ослабляющие пробники имеют большое сопротивление, намеренно встроенное и шунтируемое небольшим конденсатором, что помогает минимизировать влияние длинного кабеля на нагрузку вашей цепи. Этот ослабленный пробник, подключенный последовательно к входному сопротивлению осциллографа , будет создавать делитель напряжения между вашим сигналом и входом осциллографа.
Большинство пробников имеют резистор 9 МОм для ослабления, который в сочетании со стандартным входным сопротивлением 1 МОм на осциллографе создает делитель напряжения 1/10.Эти зонды обычно называются ослабленными зондами 10X . Многие пробники включают переключатель для выбора между 10X и 1X (без затухания).
Аттенуированные пробники отлично подходят для повышения точности на высоких частотах, но они также уменьшат амплитуду вашего сигнала. Если вы пытаетесь измерить сигнал очень низкого напряжения, вам, возможно, придется использовать пробник 1X. Вам также может потребоваться выбрать настройку на вашем осциллографе, чтобы сообщить ему, что вы используете ослабленный зонд, хотя многие осциллографы могут это обнаружить автоматически.
Помимо пассивного ослабленного пробника, существует множество других пробников. Активные пробники – это пробники с питанием (для них требуется отдельный источник питания), которые могут усилить ваш сигнал или даже предварительно обработать его, прежде чем он попадет в ваш осциллограф. Хотя большинство пробников предназначены для измерения напряжения, существуют пробники, предназначенные для измерения переменного или постоянного тока. Токовые пробники уникальны, потому что они часто зажимают провод, фактически не контактируя с цепью.
← Предыдущая страница
Осциллограф Lexicon
Почему на осциллографе есть два элемента управления Volt Div? – MVOrganizing
Почему на осциллографе есть два элемента управления Volt Div?
Вертикальная часть осциллографа контролирует шкалу напряжения на дисплее. В этом разделе традиционно есть две ручки, которые позволяют индивидуально управлять вертикальным положением и вольт / дел.Ручка более критического напряжения на деление позволяет вам установить вертикальный масштаб на экране.
Что такое вертикальные настройки шкалы Volt Div?
Регулятор вертикальной шкалы используется для настройки способа считывания значений напряжения с сетки оси Y осциллографа. Это называется Volts / Div. На следующем рисунке показана синусоида с амплитудой 1 вольт, а для параметра Volts / Div установлено значение 0,5 вольт / деление.
Какова основная функция ручки вертикальной шкалы?
Вертикальная шкала управляется поворотной ручкой на устройстве и регулирует количество вольт на деление на приборе.
Всегда ли VPP больше VP?
Пиковое напряжение (Vp) измеряется от 0 до максимального значения (5 В в примере). Для сигнала синусоидальной формы Vpp всегда будет вдвое больше Vp.
Как вы назвали отметки на центральной горизонтальной и вертикальной линиях координатной сетки?
Отметки на центральной горизонтальной и вертикальной линиях координатной сетки (см. Рисунок 1) называются второстепенными делениями. Многие осциллографы отображают на экране, сколько вольт представляет каждое вертикальное деление и сколько секунд представляет каждое горизонтальное деление.
Что такое режим триггера?
Режимы триггера Режим триггера определяет, будет ли осциллограф рисовать форму волны в зависимости от состояния сигнала. Общие режимы триггера включают нормальный и автоматический: в нормальном режиме осциллограф выполняет развертку только в том случае, если входной сигнал достигает установленной точки триггера.
Как осциллограф подключается к цепи?
Как подключить осциллограф? Подключите зажим заземления пробника осциллографа к заземляющей пластине или соединению цепи, а наконечник пробника – к сигнальному выходу схемы.Когда эти подключения будут выполнены, на экране осциллографа сразу же отобразится линия, известная как форма сигнала.
Что можно измерить с помощью осциллографа?
Десять измерений с помощью осциллографа
- Измерение и просмотр форм напряжения.
- Измерение и просмотр кривых тока.
- Измерение частоты.
- Измерение времени нарастания импульса.
- Измерение емкости.
- Измерительный усилитель усиления.
- Измерение длины кабеля (TDR)
- Измерение дифференциальных сигналов.
Почему мы используем осциллограф?
Осциллографыиспользуются для просмотра сигналов, поступающих непосредственно от таких устройств, как звуковые карты, что позволяет отображать волны в реальном времени. Они используются в качестве электрокардиограммы, для проверки цепей и поиска неисправностей в электронных устройствах, таких как телевизоры.
Кто будет пользоваться осциллографом?
Осциллографыиспользуются во многих приложениях и в различных отраслях промышленности.Некоторыми примерами профессионалов, использующих осциллографы, являются автомобильные механики, медицинские исследователи, техники по ремонту телевизоров и физики.
Практическое руководство по использованию осциллографа
Узнайте, как использовать осциллограф, который в торговле часто называют осциллографом, который является важным диагностическим инструментом, используемым при любых серьезных разработках электронных схем.
Опубликовано Джон Тил
Осциллограф обеспечивает непрерывную отсечку сигнала с отметкой времени в точке измерения.Сигнал в этом случае – это просто входное напряжение.
Полезность осциллографа заключается в знании того, какую точку в цепи нужно исследовать, когда начинать собственно зондирование, как правильно настроить осциллограф и как интерпретировать то, что показывает осциллограф. Все это полностью зависит от навыков и знаний оператора прицела.
В частности, знание того, какой сигнал ожидать в данной точке цепи, интерпретация того, что на самом деле происходит в той же точке, интерпретация любых отклонений и соответствующие выводы, полностью зависит от оператора.
В этой статье мы рассмотрим, как правильно настроить и использовать осциллограф.
Как работает осциллограф?
В современных прицелах дисплей представляет собой просто прямоугольную область с сеткой X-Y. Этот узор сетки может быть фактическим наложением или наложенным изображением.
Ось X – это время, она проходит слева направо. Ось Y отображает дискретизированное значение напряжения входа во всех точках развертки по времени. Тогда дисплей представляет собой просто график зависимости ввода от времени.
Обычно масштаб времени указывается как: мс / дел, или нас / дел, или нс / дел, где мс – миллисекунды, а нас – микросекунды и так далее на деление. Точно так же вертикальная ось указывается как В / дел или мВ / дел.
Чтобы лучше понять это, на рисунке 1 показано, что показывает осциллограф, когда на входе синусоидальная волна 1 кГц с пиковым напряжением 1 В. Легко видеть, что амплитуда сигнала составляет 1 В, а поскольку вертикальная установка осциллографа составляет 1 В / дел, пик сигнала составляет ровно 1 деление.
По горизонтали есть десять делений, каждое с настройкой 100 мкс / дел, что в сумме составляет 1000 мкс, или 1 мс. Это точно период синусоидальной волны 1 кГц.
Рисунок 1. Захват осциллографа синусоидальной волны 1 кГц, 1 В пик при 1 В / дел по вертикали и 100 мкс / дел по горизонтали
На рисунке 2 показан тот же вход с горизонтальной шкалой осциллографа, установленной на 200 мкс / дел. Теперь отображаются два полных цикла.
Рисунок 2 – Захват осциллографа синусоидальной волны 1 кГц, 1 В пик при 1 В / дел по вертикали и 200 мкс / дел по горизонтали
Рисунок 3 – это снова тот же сигнал, но отображаемый при 500 мВ / дел и 500 мкс / дел.Из этих изображений видно, что, управляя разрешением по горизонтали и вертикали, отображается большая или меньшая часть входного сигнала.
Например, поскольку размер экрана просмотра не изменился, то при просмотре только одного цикла будет отображаться больше деталей, в то время как увеличение временной развертки по горизонтали покажет большую общую картину, которая в данном конкретном случае больше та же синусоидальная волна.
Рисунок 3 – Захват осциллографа синусоидальной волны 1 кГц, 1 В пик при 500 мВ / дел по вертикали и 500 мкс / дел по горизонтали
Возвращаясь к рисунку 1, на дисплее осциллографа был зафиксирован клип ввода длительностью 1 мс.Этот ввод существовал до начала захвата и продолжался после этого. Итак, как осциллограф смог уловить ровно один цикл этого синусоидального входа, начиная с 0 В?
Другими словами, поскольку зондирование могло начаться в какое-то случайное время, как осциллограф смог начать захват в точное время начала цикла, одного из многих?
Ответ заключается в том, что все осциллографы имеют настройку уровня запуска. Горизонтальная развертка начинается при выполнении условия запуска. В этом случае осциллограф был настроен на запуск по самому входному сигналу с уровнем запуска, установленным на 0 В.Он также был настроен на срабатывание по нарастающему фронту.
Это элементы управления, которые доступны на всех осциллографах и позволяют пользователю точно определить, когда начинать захват, который, опять же, находится в большей левой части экрана. Для триггера можно было установить любое значение с захватом нарастающего или спадающего фронта.
Этот сигнал запуска также мог быть выбран из какого-либо другого источника помимо самого входного сигнала.
Это позволяет пользователю точно определить, какой интересующий участок сигнала отображать.
На рис. 4 показано, как выглядит дисплей с уровнем запуска 0,5 В по нарастающему фронту. На рисунке 6 показано, как это выглядит с уровнем запуска -0,5 В, нарастающий фронт.
Рисунок 4 – Захват осциллографа синусоидальной волны 1 кГц, 1 В пик с уровнем запуска, установленным на 500 мВ, нарастающий фронт
Рисунок 5 – Захват осциллографа синусоидальной волны 1 кГц, 1 В пик с уровнем запуска -500 мВ, нарастающий фронт
На рисунке 6 показан другой сценарий.Это выход 5 В постоянного тока адаптера переменного тока, что ясно показывает, что выход адаптера не чистый. Однако по этому снимку очень трудно сказать, сколько пульсаций присутствует на этой линии 5V.
Вам нужно удалить 5 В постоянного тока и просто показать только пульсацию. Это то, что показано на рисунке 7 после того, как режим связи, другой доступный параметр осциллографа, был изменен с постоянного на переменный ток.
Теперь вы можете ясно видеть, что пульсация составляет около 200 мВ.
Рисунок 6 – Пульсации на выходе постоянного тока адаптера переменного тока
Рисунок 7 – Фактическая пульсация после снятия части постоянного тока через муфту переменного тока осциллографа
На рисунке 8 показаны основные блоки базового осциллографа.Он включает в себя все, что было описано до сих пор.
Имеется временная развертка для горизонтальной развертки с триггером для ее запуска. Источник запуска может быть получен из самого входного сигнала или из других источников.
ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .
Для вертикальной развертки имеется вертикальный усилитель с прямой связью или связью по постоянному току, либо через конденсатор для связи по переменному току.
Рисунок 8 – Основные блоки простого осциллографа
Характеристики реальных осциллографов
Существует два основных типа прицелов – аналоговые и цифровые. Общее описание, представленное в предыдущем разделе, применимо к обоим видам. Однако аналоговые прицелы более старых технологий были заменены цифровыми, и остальная часть этой статьи будет посвящена в основном цифровым прицелам.
У них есть возможности, которых просто нет в аналоговых осциллографах.Например, аналоговые осциллографы – это в основном инструменты реального времени. Они отображают сигнал в том виде, в каком он был получен, и не имеют возможностей памяти или математических вычислений. Некоторые специализированные аналоговые осциллографы обладали функциями сохранения изображения на экране, но далеко не такими, какими могут обладать цифровые осциллографы.
В то время как все основные функции, представленные в предыдущем разделе, присутствуют во всех диапазонах, в этом разделе представлено еще больше функций, некоторые из которых присутствуют даже в относительно недорогих объемах.
Первая особенность, как уже упоминалось, – это память.Все изображения осциллографа в предыдущем разделе сначала были заморожены во внутренней памяти осциллографа, а затем сохранены на USB-накопителе.
Вот некоторые наиболее распространенные функции, доступные в цифровых прицелах:
Несколько каналов
Большинство осциллографов имеют как минимум два входных канала, а некоторые – четыре. Очень важной особенностью является возможность просмотра нескольких сигналов, которые имеют какие-то отношения друг с другом.
Здесь следует отметить одну важную вещь: одновременно может быть только один источник запуска.Однако этот источник триггера может быть на любом входном канале или это может быть внешний триггер, не основанный ни на одном из входных сигналов.
В качестве примера того, как это можно использовать, рассмотрим канал связи I 2 C. Поскольку данные передаются по заднему фронту линии SCL, этот фронт можно использовать в качестве источника триггера, и тогда можно увидеть, какие фактические данные считываются, если линия SDA отслеживается на втором канале.
Типичный пример показан на рисунке 9.Он показывает самый первый байт инициализации I2C OLED. Между прочим, поскольку эта схема была фактически построена на макете для этой статьи, она также показывает некоторую перекрестную связь между линиями SDA и SCL. Однако, как видно из захвата прицела, этого было недостаточно, чтобы повлиять на нормальную работу.
Рисунок 9 – I 2 C SCL и SDA, захваченные из последовательности инициализации OLED
Предварительный запуск и запуск с задержкой
Поскольку цифровой осциллограф всегда преобразует входной сигнал в цифровые данные, также можно просмотреть, что произошло до срабатывания триггера, и отложить начало фактического захвата сигнала до некоторого времени после условия триггера.
Например, условием запуска может быть установленный флаг ошибки, а функция предварительного запуска может показать, что произошло с некоторыми другими сигналами непосредственно перед тем, как этот флаг был установлен. С другой стороны, с отложенным триггером можно просмотреть, что произошло через некоторое заранее определенное время после фактического триггерного события.
Математические функции
Поскольку собираемые данные являются цифровыми и находятся во внутренней памяти осциллографа, можно выполнять математические вычисления с данными.Распространенным является вычисление среднеквадратичных и средних значений захваченного входного сигнала. Некоторые осциллографы также позволяют выполнять БПФ и другие сложные вычисления входного сигнала.
Очень простым, но весьма полезным математическим вычислением является отображение разницы между двумя входными каналами осциллографа. Если два входа являются фактическими входами для дифференциального усилителя, эта функция может показать, как должен выглядеть выход усилителя.
Еще одно его применение – показать форму волны тока в реальном времени в определенном участке цепи.Для этого просто вставьте резистор низкого сопротивления в линию питания данной цепи и подключите два пробника осциллографа, например, канал 1 и канал 2, как показано на рисунке 10.
Затем настройте осциллограф, чтобы с помощью математической функции ch2 – ch3 показать разницу между этими двумя сигналами. К этому разностному сигналу также могут применяться среднеквадратические или математические функции усреднения.
Зная номинал резистора, легко вычислить фактическое среднеквадратичное значение или среднее потребление тока и фактически увидеть форму кривой потребления тока.В качестве примечания, это значение может сильно отличаться от того, что показывает типичное показание измерения тока мультиметром, в зависимости от того, насколько «скачкообразно» потребление тока.
Большинство мультиметров, хотя и являются точными, очень медленно реагируют. Если потребление тока происходит короткими всплесками, мультиметр может их полностью пропустить. В этих случаях мультиметр покажет меньшее потребление тока, чем фактическое значение.
Рисунок 10 – Схема измерения тока на стороне высокого напряжения с использованием двух каналов осциллографа и математических функций.
Бесконечная настойчивость
Представьте себе сценарий, в котором возникают случайные, случайные сбои, которые, как вы подозреваете, вызывают неисправность. Без удачи или терпения, чтобы постоянно наблюдать за дисплеем осциллографа, невозможно фактически определить, так ли это на самом деле или нет.
Однако в режиме бесконечного сохранения вы можете диагностировать неисправности. В нормальном режиме работы осциллографа ранее отображаемая форма волны стирается каждый раз при получении нового сигнала запуска.
В режиме бесконечного сохранения это не так. Все предыдущие следы сохраняются на экране. Это позволяет увидеть, произошел ли сбой в течение длительного периода наблюдения.
Знай свой инструмент
Все изображения, использованные в этой статье, за исключением блок-схем, были сняты на реальном осциллографе. Процесс захвата этих изображений включал в себя возня с различными настройками, чтобы получить нужный сигнал для правильного отображения.
Однако здесь это не обсуждалось, потому что прицелы различаются расположением циферблатов, переключателей и других пунктов меню.Они также различаются по своим математическим способностям.
Даже опытный инженер будет немного возиться, пытаясь получить стабильное изображение на незнакомом прицеле. Однако основные шаги, такие как выбор правильной временной развертки, вертикальной шкалы, фронта и уровня запуска, одинаковы для всех осциллографов. \
Чтобы узнать больше об осциллографе, вот хороший ресурс.
Наконец, не забудьте загрузить бесплатно PDF : Окончательное руководство по разработке и продаже нового электронного оборудования .Вы также будете получать мой еженедельный информационный бюллетень, в котором я делюсь премиальным контентом, недоступным в моем блоге.Другой контент, который может вам понравиться:
Положение и секунды на деление – Выбор временной развертки – Положение триггера – Увеличение – Режим XY Настройка осциллографа – Положение и вольт на деление – Входное соединение – Предел полосы пропускания – Инверсия канала – Альтернативный и прерывистый дисплей
Используйте элементы управления по горизонтали, чтобы расположить и масштабировать осциллограмму по горизонтали. На следующем рисунке показана типичная передняя панель и экранные меню для горизонтальных элементов управления.Горизонтальные регуляторы
Позиция и секунды на деление
Элемент управления положением по горизонтали перемещает форму сигнала слева и справа точно туда, где вы хотите, чтобы она отображалась на экране.
Настройка секунд на деление (обычно записывается как сек / дел) позволяет вам выбрать скорость, с которой осциллограмма отображается на экране (также известная как настройка временной развертки или скорость развертки). Этот параметр является масштабным коэффициентом. Например, если настройка составляет 1 мс, каждое горизонтальное деление соответствует 1 мс, а общая ширина экрана составляет 10 мс (десять делений).Изменение настройки секунд / дел позволяет просматривать более длинные или более короткие временные интервалы входного сигнала.
Как и вертикальная шкала вольт / дел, горизонтальная шкала секунд / дел может иметь переменную синхронизацию, что позволяет вам установить горизонтальную шкалу времени между дискретными настройками.
Выбор временной развертки
В вашем осциллографе есть временная развертка, которую обычно называют основной временной разверткой, и она, вероятно, является наиболее полезной. Многие осциллографы имеют так называемую временную развертку – развертку временной развертки, которая начинается через заранее заданное время от начала основной развертки временной развертки.Использование развертки временной развертки с задержкой позволяет более четко видеть события или даже видеть события, которые не видны только при основной развертке временной развертки.
База отсроченного времени требует установки времени задержки и, возможно, использования режимов отсроченного запуска и других настроек, не описанных в этой книге. Обратитесь к руководству, прилагаемому к вашему осциллографу, для получения информации о том, как использовать эти функции.
Положение триггера
Элемент управления положением триггера может находиться в секции горизонтального управления осциллографа.Фактически он представляет «горизонтальное положение триггера в записи сигнала». Управление положением триггера по горизонтали доступно только в цифровых осциллографах.
Изменение положения триггера по горизонтали позволяет фиксировать действия сигнала перед событием триггера (так называемый просмотр перед триггером).
Цифровые осциллографымогут обеспечивать просмотр до запуска, потому что они постоянно обрабатывают входной сигнал независимо от того, был получен запуск или нет. Через осциллограф проходит постоянный поток данных; триггер просто указывает осциллографу сохранить текущие данные в памяти.Напротив, аналоговые осциллографы отображают сигнал только после получения триггера.
Просмотр предзапуска является ценным подспорьем при поиске и устранении неисправностей. Например, если проблема возникает периодически, вы можете запустить ее по проблеме, записать события, которые привели к ней, и, возможно, найти причину.
Увеличение
Ваш осциллограф может иметь специальные настройки увеличения по горизонтали, которые позволяют отображать увеличенный фрагмент сигнала на экране.
Режим XY
Большинство осциллографов могут отображать сигнал второго канала по оси X (вместо времени).Это называется режимом XY.
Осциллограф, основы – физика 50
Рисунок 1: ОсциллографЧтобы «увидеть» сигнал напряжения, такой как выходной сигнал функционального генератора, мы можем использовать осциллограф . Осциллограф отображает напряжение как функцию времени, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2: Пример экрана осциллографаДля входа осциллографа используется кабель BNC, как показано на рисунке 3 ниже. На самом деле BNC – это два кабеля в одном (внутренний сердечник и внешний цилиндр).BNC может быть подключен к кабелям с банановой вилкой с помощью адаптера, снова показанного на рис. 3.
Рисунок 3: Различные типы разъемов, которые мы можем использовать в курсе.Как показано на рисунке 2, вертикальная ось осциллографа отображает разность потенциалов между положительной и отрицательной клеммами входов (т. Е. Разность потенциалов между двумя кабелями, содержащимися в кабеле BNC).
Горизонтальная ось осциллографа представляет время. Время, в течение которого каждая отметка (прямоугольник) на горизонтальной оси отображается в центре нижней части экрана осциллографа.Вы можете настроить этот масштаб, повернув ручку SEC / DIV и установив его на число, подходящее для наблюдения за вашим сигналом.
Проверка урока: Если вы хотите отображать сигнал 100 Гц, насколько большими должны быть ваши деления по горизонтальной оси? Другими словами, сколько секунд должно быть между каждым делением?
Решение: Сигнал 100 Гц будет повторяться 100 раз в секунду, что означает, что он будет иметь период 0,01 секунды (10 мс). Следовательно, мы бы установили нашу ручку SEC / DIV примерно на 10 мс, чтобы начать и оттуда регулировать.
Регулировка ручки VOLTS / DIV изменяет масштаб вертикальной оси – в частности, количество вольт, отображаемое каждой отметкой на вертикальной оси для каждого канала. Количество вольт на деление отображается в нижнем левом углу экрана. Отрегулируйте VOLTS / DIV так, чтобы весь ваш сигнал был виден на дисплее осциллографа.
Совет. Возможно, вы не сможете очень хорошо увидеть свой сигнал, если шкала осциллографа не соответствует масштабу, подходящему для просмотра вашего сигнала.Кроме того, ваш сигнал может быть за кадром. В последнем случае вы можете настроить ВЕРТИКАЛЬНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ дисплея, как описано ниже. Это не меняет значения отображения напряжения, а просто сдвигает точку V = 0 вверх и вниз на экране.
Вы можете настроить вертикальное положение сигнала на экране, повернув ручку с надписью VERTICAL POSITION . Стрелка в левой части экрана указывает, где находится заземление осциллографа (уровень 0 В).Если стрелка находится в самом низу экрана и вертикальна, земля находится за пределами экрана, и аналогично для верхней части экрана. Точно так же вы можете перемещать сигнал по горизонтальной оси, регулируя ручку HORIZONTAL POSITION .
Вы также можете приостановить осциллограф , нажав кнопку RUN / STOP, как показано ниже на рисунке 4.
Рисунок 4: Осциллограф с выделенной кнопкой RUN / STOP.Осциллограф показывает, работает ли он, в верхней центральной части экрана.
Функция запуска осциллографа – одна из наиболее важных (и часто самых сложных!) Настроек, которые вам необходимо установить, чтобы успешно увидеть ваш сигнал. Триггер позволяет постоянно отображать повторяющиеся сигналы (ваши входные данные) на экране. Триггер позволяет временной развертке (горизонтальная ось) начинать сканирование сигнала в одной и той же точке при каждом повторении формы волны. Если триггер не установлен правильно, волна не будет выглядеть устойчиво на экране, а вместо этого будет выглядеть так, как будто она движется влево или вправо (или она может отображаться серым цветом и вообще не отображаться!).Триггер можно настроить с помощью крайнего правого набора кнопок и шкалы осциллографа. Отрегулируйте шкалу уровня до тех пор, пока стрелка с правой стороны дисплея осциллографа (см. Рисунок 1) не окажется на экране и на вертикальном уровне, который, по вашему мнению, будет находиться в пределах диапазона напряжения (т.е. между \ (V_ {max} \) и \ (V_ {min} \)) сигнала, который вы измеряете. Пожалуйста, посмотрите видео ниже для более подробного объяснения триггера.
Как всегда, если вы застряли, обратитесь за помощью к своему инструктору!
| Индекс Концепции электроники |
Осциллограф
Осциллограф Осциллограф – такой важный инструмент для ученых, что научиться им пользоваться – главное. цель этой лаборатории. Осциллографы предоставляют информацию об изменяющихся во времени напряжениях в схема.Осциллограф очень похож на кинескоп телевизора, где изображение, которое вы видите на экран создается электромагнитно отклоненным пучком электронов, выпущенным из электронной пушки расположен в задней части трубки. Внутренняя схема самого осциллографа довольно сложна, но базовую операцию можно понять, рассмотрев несколько элементов управления. Регулятор усиления (вольт / деление) увеличивает или уменьшает вертикальный размер кривой на экране. Номер циклов, отображаемых на экране (по горизонтальной оси) одновременно, называется частотой развертки и является управляется ручкой развертки (сек / дел).Система Trigger позволяет выбрать наиболее подходящее время для начала отслеживания на экране и обеспечивает что каждый последующий проход электронного луча перерисовывается с одного и того же места на осциллограммы, чтобы вы увидели стабильную диаграмму направленности. Полезно думать о генераторе функций как о переключателе. который открывается и закрывается очень быстро, много раз в секунду. Каждый раз, когда переключатель замыкается, осциллограф “запускается” в левой части дисплея, так что то, что вы видите, является откликом схемы до закрытия переключателя.Это повторяется много раз в секунду, так что то, что вы видите на экране кажется фиксированным изображением. Это тесно связано с тем, как работают телевизоры. Переключатель Coupling (с маркировкой AC-GND-DC , под ручкой Volts / Div) должен соответствовать типу измеряемого сигнала. Многие электрические сигналы имеют компоненты как переменного, так и постоянного тока. Часто ты интересует только часть сигнала переменного тока – установка связи для переменного тока будет подавать входящий сигнал через конденсатор, который отфильтровывает составляющую постоянного тока и беспрепятственно пропускает составляющую переменного тока.Установка связи на DC пропустит весь сигнал, а GND заземлит сигнал, чтобы вы должен видеть только прямую линию, соответствующую нулю вольт.Упражнения: обучение использованию осциллографов Tektronix 2225 и 2213
1: Получение базовой линии
•
Перед включением осциллографа вы должны настроить все элементы управления на передней панели следующим образом:•
Установите все горизонтальные переключатели влево.(Не путайте переключатели с ручками)•
Установите все вертикальные переключатели вверх.•
Установите ручки CAL для определения положения (до упора по часовой стрелке, они должны встать на место).•
Установите все остальные регуляторы на средние частоты, кроме регулятора Trigger VAR HOLDOFF, который должен быть установите против часовой стрелки до упора в положение Norm.•
Установите канал 1 (CH 1) Volts / Div на 2.0 В (иногда называемый «усилением»)•
Установите сек / деление на 0,2 мс / дел (это называется «скоростью развертки»).•
Установите соединение Ch2 (AC-GND-DC) на AC•
Включите питание•
Через несколько секунд на экране должен появиться след. Отрегулируйте интенсивность и фокус, как необходимо, и отцентрируйте линию с помощью регуляторов горизонтального и вертикального положения.
2: Проведение измерений
•
Настройте генератор сигналов на создание синусоидальной волны с частотой примерно 1 кГц: поверните ручку функций в центральное положение, ручку умножителя частоты на 1 K и Регулятор частоты примерно на 1, а затухание на 0.•
Подключите генератор сигналов к входу Ch2 осциллографа, включите его и увеличьте мощность, пока волна не заполнит примерно половину экрана.•
Поверните ручку вертикального положения канала Ch2, чтобы совместить нижнюю часть волны с одним из нижних горизонтальные линии сетки (сетка – это любая из сплошных линий на экране осциллографа).•
Поворачивайте ручку (-и) горизонтального положения до тех пор, пока пик волны не пересечет центральную вертикальную сетку. линия.•
Чтобы измерить амплитуду напряжения синусоиды, подсчитайте количество основных и второстепенных вертикальные разделения между низом и верхом волны.Умножьте количество деления по показанию VOLTS / DIV. Результат – удвоенная амплитуда напряжения. Для Например, если есть 3 основных деления (линии сетки) и 3 второстепенных деления (каждая отметка отмечает пятую часть деления), то удвоенная амплитуда составляет 2 вольта / дел, умноженные на 3,6 деления, или 7,2 вольт. Таким образом, амплитуда равна 3,6 вольт.•
Чтобы измерить период синусоидальной волны, мы будем проводить измерения по форме волны на дисплея осциллографа, вместо использования частоты от шкалы генератора сигналов.Поверните ручку горизонтального положения, чтобы совместить пик волны с одним из вертикальных линии сетки. Подсчитайте количество горизонтальных делений в одном волновом цикле. Вы можете отрегулируйте вертикальное положение, чтобы упростить подсчет, если хотите.•
Чтобы найти период волны, умножьте значение SEC / DIV на количество делений. за один волновой цикл. Вы можете рассчитать частоту по этому измерению периода.•
Теперь, никак не настраивая генератор сигналов, измените настройки осциллографа: установите вольт / деление на 5 вольт / деление, а скорость развертки на 0.5 мс / дел. Снова измерьте разность потенциалов и частота волны.•
Ваши измерения должны быть такими же, как и раньше: изменив настройки осциллографа, вы не изменяют наблюдаемый вами сигнал, а просто меняют то, как вы его видите.•
Теперь попробуйте отрегулировать вольт / деление и скорость развертки несколькими щелчками мыши в любом направлении, просто чтобы посмотрим, что произойдет.
3: Определение нулевого напряжения
•
Эта процедура должна быть проделана для лаборатории цепей RC .Примечание: режим триггера должен быть АВТО для это процедура, а не НОРМА.•
Установите переключатель сопряжения Ch2 в положение GND (это переключатель под ручкой Volts / div). потом отрегулируйте положение линии на экране с помощью ручки вертикального положения Ch2: переместите ее к горизонтальной сетке. Эта горизонтальная сетка теперь будет отображать ноль вольт. Выключатель соединение обратно в AC.
4: что делать, если сигнал нестабилен или отсутствует
•
Отрегулируйте ручку Trigger LEVEL.•
Отрегулируйте ручку VOLTS / DIV и / или скорость развертки – кривая может просто выйти за пределы шкалы.•
Отрегулируйте фокус и интенсивность.•
Посмотрите, сможете ли вы получить базовую кривую, как в шаге 3. Если вы можете получить трассу, то все, что предоставление сигнала может быть ошибочным.
