Как читать осциллограмму по осциллографу: Страница не найдена – Amperof.ru

Содержание

Диагностика Мотор-Тестером – Примеры осциллограмм

Я уже говорил, что мотор-тестер это и есть тот же осциллограф, но имеет более расширенные функции для диагностики Двигателей Внутреннего Сгорания (ДВС).

Осциллограф же показывает как изменяется напряжение во времени.

Где это важно? Где нет замены осциллографу?

Во-первых это датчики вращения. При проверке любых датчиков автомобиля можно измерять напряжение.

И вполне можно делать это с помощью мультиметра.

Но конкретно в датчиках вращения напряжение меняется очень быстро и мультиметр не способен уловить эти изменения.

К тому же биение задающего диска или повреждение его зубцов значительно влияет на выходной сигнал датчика.

Отличный пример диагностики ДПКВ можете посмотреть в этом видео.

Без осциллографа такую неисправность определить было бы очень трудно.

Например, это сигнал исправного индукционного датчика коленчатого вала

А это такой же сигнал, но здесь заметно осевое биение диска — зазор между датчиком и диском то увеличивается, то уменьшается, что влияет на амплитуду сигнала.

Здесь совсем хаотичные импульсы. С диском явно проблемы

Это сигнал исправного датчика Холла

А здесь виден дефект.

Любители проверять такие датчики светодиодной контролькой, эту неисправность не обнаружат.

Определить такие дефекты можно только с помощью осциллографа.

Во-вторых система зажигания. В системе зажигания протекают не очень сложные электрические процессы, но увидеть и проанализировать их без осциллографа мы их не сможем.

Визуально увидеть мы можем только конечный результат — искру на электродах свечи зажигания.

И то, только тогда, когда свеча не установлена на своё рабочее место в ДВС. Можно уверенно сказать, что осциллограф это рентген для системы зажигания (и не только).

При диагностике необходимо подсоединить сигнальный щуп осциллографа к минусу первичной катушки зажигания.

В некоторых системах нет физической возможности подсоединится к первичной обмотке.

Тогда можно с помощью ёмкостного или индукционного датчика измерить магнитное поле вокруг катушки зажигания или высоковольтного провода подающего напряжение на свечу зажигания.

В обоих случаях картинка будет отражать все процессы происходящие в системе.

А именно:

Время накопления энергии. В этот момент на один конец первичной обмотки катушки зажигания приходит плюс, а второй конец замкнут на минус через транзистор коммутатора (или контакты прерывателя).

В первичной и вторичной обмотки накапливается магнитное поле.

Напряжение пробоя. При запирании транзистора (размыкании контактов прерывателя) магнитное поле исчезает и при этом на выводе вторичной обмотки возникает высокое напряжение.

Это напряжение подаётся на свечу и пробивает воздушный зазор между электродами свечи.

Время горения искры. После пробития воздушного зазора, между электродами свечи, для поддержания горения искры требуется меньше энергии.

Значит после напряжения пробоя (шип) мы увидим снижение напряжения, которое будет поддерживаться какое-то время.

Это и есть искра. Важно, что бы этот участок осциллограммы был на всех режимах работы ДВС.

Затухающие колебания — будут видны на последнем этапе.

После того, как искра прогорела, остатки энергии исчезают не мгновенно.

Это мы и увидим на картинке — плавное угасание.

Вышеперечисленные примеры это подробная диагностика электрических неисправностей. Это можно делать и осциллографом и мотор-тестером.

Мотор-тестер же кроме диагностики электронных систем автомобиля, позволяет так же определить состояние механики двигателя. И делается всё это с высокой точностью и без необходимости разбирать двигатель.

Самый простой и эффективный способ, это анализ давления в цилиндре.

Делается это следующим образом: Выкручивается свеча зажигания и на её место нужно вкрутить датчик давления в цилиндре, который имеется в комплекте мотор-тестера.

Если у вас дизель — то датчик устанавливается в место форсунки.

Заводим двигатель и записываем сигнал.

На экране ноутбука мы увидим график изменения давления в цилиндре.

На данной диаграмме мы видим что происходит с давлением в цилиндре на разных тактах работы двигателя.

Что мы можем определить по этой картинке:

Моменты открытия и закрытия клапанов, относительно положения коленчатого вала — это позволяет определить, верно ли установлены метки ГРМ.
По значению давления на такте выпуска можно определить, не забит ли «катализатор».

По значению разряжения на такте впуска, будет видно, есть ли сопротивление на впуске (загрязнён воздушный фильтр, грязь на РХХ, дросселе или клапанах) или присутствует подсос воздуха во впускной коллектор после дроссельной заслонки.

Осциллограмма Датчика давления в цилиндре. Метки ГРМ не правильно Выпуск опережает. Тойота Камри 40 Двигатель 2AZ-FEВкладка «Фазы» Не правильно метки ГРМ. Тойота Камри 40 2AZ-FE График количества газов в цилиндре 2AZ-FE. Метки ГРМ не правильно. Выпуск Рано.Осциллограмма Датчика Давления в цилиндре Ниссан Примера 1999 года. Выпускной распредвал опережаетВкладка Фазы мотор-тестера Диамаг2. Ниссан Примера. Выпускной распредвал опережаетГрафик количества газов в цилиндре. Выпускной распредвал опережает на 1 зуб. Nissan Primera 1999 года выпуска

График Давления в цилиндре Тойота Ярис. Неисправность системы VVT-i. Впускной распредвал запаздывает.

Это часть урока по диагностике двигателя с помощью мотор-тестера из дистанционного курса авто-электриков, диагностов

Это простые примеры, как мотор-тестер помогает при диагностике автомобилей на нашем СТО.

Конечно это не все его возможности. Более детально мы разбираем разные неисправности на практике, в процессе обучения на курсах авто-электриков и диагностов в Астане.

Повторюсь, что сегодня профессиональное диагностическое оборудование очень доступно по цене и не использовать его в работе — это признак непрофессионализма.

Тем более, что кроме платных обучающих курсов, очень много и бесплатной информации.

Например эти наши видеоуроки на канале YouTube

Успехов Вам!

Как получить правильную осциллограмму / Хабр

Наверно, все умеют пользоваться осциллографом. Это очень легко – цепляешь «крокодил» к земле, остриё щупа – в необходимую точку измерения, регулируешь масштаб по вертикальной и горизонтальной осям и получаешь временную развёртку напряжения в этой точке. Да, так можно делать, но только если учитывать ряд факторов, о которых пойдёт речь в этой статье. А если не учитывать, то есть вероятность, что полученное на экране осциллографа изображение – бесполезная картинка.

И чем меньше его стоимость, тем это более вероятно.

Сразу скажу, что в статье не рассматривается интерфейс управления и возможности типового электронного осциллографа – это относительно несложно и можно найти, например, здесь. Я пишу только о том, что не так просто найти, ~~но легко потерять~~, особенно на русском языке. При прочтении потребуется знание основных положений теории сигнальных линий, почитать, например, можно в одной из моих предыдущих публикаций.

Я думаю, распространённый сценарий использования осциллографа в цикле разработки печатной платы следующий: если плата не заработала (КЗ, микросхема перегревается, микроконтроллер не прошивается, команды управления не проходят и т.п.), начинаем искать проблему, взяв щуп осциллографа в руки, а если заработала – то и хорошо (рис. 1).

При этом, если разработчик изделия это не радиолюбитель, который все указанные функции выполняет сам, то количество итераций даже до условного «успеха», который заключается в функционировании изделия может возрасти.

Поэтому в случае разделения функций, как в случае разработки в рамках организации, разработчику желательно если не самому собирать и отлаживать первые образцы изделий, то, по крайней мере, присутствовать на производстве с целью анализа технологичности разработки.

По моему опыту работы, для первых образцов изделий гораздо более эффективной является поблочная сборка, начиная с подсистемы питания, с контролем электрических параметров подсистем (рис. 2).

При таком подходе сужается область поиска неисправности, так как она может возникать только во вновь собранном блоке или при взаимодействии этого блока с уже проверенными. Контроль электрических параметров гарантирует то, что изделие не просто корректно функционирует, а что все или основные электрические сигналы соответствуют ожидаемому поведению. В таком случае «успех» уже более основательный, и можно переходить к полному циклу испытаний при требуемых внешних воздействиях.

Вернёмся к использованию осциллографов. При описании их места в разработке печатных плат был неявно сформулирован важный принцип измерений (и измерений с помощью осциллографа в частности), о котором часто в своих лекциях говорит Эрик Богатин.

До момента измерения необходимо иметь представление о его ожидаемом результате. В случае совпадения ожиданий и реальности можно говорить о правильной модели процесса, в случае значительного несовпадения – либо о необходимости перепроверки ожидаемых параметров (получаемых с помощью прямых аналитических расчётов, результатов моделирования или на основании опыта), либо о некорректном измерении, либо о некорректном функционировании изделия.

В контексте темы публикации стоит обратить внимание на вариант некорректного измерения. При измерениях с помощью осциллографа как нигде ещё применим «эффект наблюдателя» из квантовой физики, когда наличие наблюдателя влияет на наблюдаемый процесс. На экране осциллографе можно такое пронаблюдать, что к реальности не будет иметь никакого отношения. Разбираемся, как это не допустить.

Начнём с формулировки идеального конечного результата: пронаблюдать на экране осциллографа временную развёртку напряжения в определённой точке сигнальной линии в заданный момент времени без внесения искажений.

Пускай имеется идеальный быстродействующий осциллограф с бесконечной полосой пропускания, обеспечивающий аналого-цифровое преобразование с требуемым уровнем разрешения. Тогда для решения задачи потребуется передача сигнала от точки на печатной плате до коаксиального входа осциллографа, удовлетворяющая следующим условиям:

Обеспечивается стабильный механический контакт с нулевым контактным сопротивлением в точках контакта. Их две, обе равнозначные: одна обеспечивает путь для прямого тока, другая – для возвратного.
Сформированная сигнальная линия не должна нагружать измеряемую сигнальную цепь, то есть должна иметь бесконечный импеданс.
Сформированная сигнальная линия не должна вносить искажений в измеряемый сигнал, то есть должна иметь плоскую передаточную функцию в бесконечной полосе частот и линейную фазовую характеристику.
Сформированная сигнальная линия не должна вносить собственных помех в измеряемый сигнал, а также должна быть идеально защищена от внешних помех.

Конечно, в общем случаев эти условия не реализуемы, однако формулировка идеального конечного результата полезна при анализе задачи. Она, в частности, даёт понимание того, что реальная измерительная система имеет ограничения, сужающие область достоверных измерений.

На рис. 3 изображена эквивалентная схема измерительной цепи с использованием наиболее распространённого типа щупа «1X/10X», который в большинстве случаев входит с стандартный комплект осциллографа.

Сопротивление щупа в положении «10X» по постоянному току составляет около 9 МОм – это последовательно включённый резистор, который образует с входным сопротивлением осциллографа 1 МОм делитель напряжения 1:10. Отсюда и название щупа «10X», который в этом режиме уменьшает измеряемый сигнал в 10 раз (а наводки и привнесённые системой шумы шумы — нет). В положении переключателя «1X» этот резистор закорачивается и сопротивление щупа – это сопротивление коаксиального кабеля щупа. Рекомендую измерить это сопротивление – от кончика щупа до центрального контакта BNC-разъёма – и убедиться, что оно не «нулевое», как у обычного 50-омного коаксиального кабеля, а составляет несколько сотен Ом.

Если разрезать кабель (рис. 4), то можно увидеть тонкий нихромовый проводник, окружённый вспененным изолирующим материалом с низкой диэлектрической проницаемостью εr ~ 1. Это линия с потерями, т.е. кабель спроектирован таким образом, чтобы ослабить высокочастотные отражения, возникающие в связи с несогласованностью измерительной сигнальной линии.
Подстроечный конденсатор C_EQ1 предназначен для компенсации в режиме «10X» полюса фильтра нижних частот (рис. 5) с частотой среза порядка всего 1,5 кГц! Теперь должно быть понятно, почему эта компенсация необходима. Подстроечный конденсатор иногда располагается не в рукояти щупа, а на дальнем конце, у соединительного разъёма – тогда C_EQ1 фиксированного номинала ~15 пФ, а подстройка осуществляется конденсатором C_EQ2. Индуктивность L_P – это индуктивность петли возвратного тока.
С учётом сказанного выше можно получить рабочую модель измерительной цепи осциллографа для положений переключателя «10X» и «1X».

Численные значения параметров должны браться из документации на соответствующие щупы и осциллографы. При этом, скорее всего, параметры различных производителей не должны значительно отличаться для заданной полосы пропускания. В представленных на рис. 6 и 7 моделях LTSpice использовались данные на осциллограф TDS2024B и щуп P2200.

Важно понимать, что эти модели являются упрощёнными и не учитывают всех паразитных параметров, поэтому точных значений полосы пропускания они не дают. Однако они дают качественное представление о влиянии тех или иных параметров при измерении. Например, первые результаты, на которые стоит обратить внимание это то, что:

1. Полоса пропускания щупа в режиме «1X» более чем на порядок меньше, чем в режиме «10X» и составляет порядка 6…8 МГц. Это соответствует минимальной измеримой длительности фронта сигнала t_R = 0,35 / BW_PROBE ~ 45…55 нс. Преимуществом режима «1X» является увеличенное на 20 дБ отношение сигнал/шум, так как при том же уровне помех измерительной системы сигнал на входе осциллографа больше в 10 раз.

2. Увеличение индуктивности петли возвратного тока снижает полосу пропускания. Именно поэтому при измерении высокочастотных сигналов для обеспечения возвратного тока рекомендуется использовать не «крокодил» с индуктивностью ~200 нГн, а специальную насадку на щуп, на порядок снижающую значение индуктивности (рис. 8).

3. Влияние подстроечного конденсатора в режиме «10X» на передаточную функцию нарастает, начиная с частот 200…300 Гц, до максимума на частотах в 2…3 кГц. Именно поэтому в качестве калибровочного сигнала на осциллографах обычно используется сигнал с тактовой частотой 1 кГц, фронты которого искажаются при подстройке (рис. 9). Полезная привычка – выполнять подстройку как при смене щупа или канала осциллографа, так и периодически перед проведением измерений.
Помимо электрических характеристик щупа и входной цепи осциллографа в модель на рис. 3 как параметры входят следующие величины: напряжение источника сигнала – его спектр, выходное сопротивление источника R_S, импеданс сигнальной линии Z₀, импеданс нагрузки Z_LOAD – именно импеданс, с учётом емкостной составляющей.

Эти и другие параметры представлены в таблице 1, именно они определяют достоверность результатов измерения. Основной критерий заключается в том, чтобы исследуемая часть спектральной полосы сигнала входила в полосу пропускания системы «щуп + осциллограф», при этом амплитуда сигнала не превышала допустимых значений (это особенно важно в случае, когда входное сопротивление осциллографа составляет 50 Ом). Остальное: захват сигнала и измерение его параметров – дело техники.
Последний момент, на котором хочется остановиться – это полоса пропускания системы «щуп + осциллограф». Тут стоит избегать заблуждения, заключающегося в том, что если взять осциллограф и щуп с полосой пропускания 150 МГц, то полоса пропускания измерительной системы будет 150 МГц (это так только при наличии программной компенсации). Кроме того, тот факт, что на щупе «написано» 150 МГц, не всегда означает, что это реальные 150 МГц. Поэтому рекомендую с помощью генератора синусоидального сигнала экспериментально исследовать полосу пропускания.

Частота, на которой амплитуда сигнала уменьшиться до 0,707 от значения на низких частотах, это и будет нужное значение. При этом стоит обратить внимание на то, есть ли локальные максимумы в передаточной функции. Я это проделал с помощью генератора Г4-107 для нескольких измерительных систем, при этом использовалось соединение с помощью «пружинки» (рис. 10). Перед каждым измерением выполнялась компенсация, при этом всегда приходилось делать подстройку, хоть и небольшую. Также проводились измерения без щупа с помощью короткого 50-омного коаксиального BNC-кабеля. Результаты представлены в таблице 2. Удивил щуп PP510 с заявленной полосой в 100 МГц.

В общем, если подводить итог, то хочется сказать, что следует внимательно относиться к измерениям с помощью осциллографа, и в качестве опоры использовать корреляцию между ожидаемыми и полученными результатами. Что касается области более высоких частот, то для измерения сигналов, полоса пропускания которых превышает 500 МГц, пассивные щупы типа «1X/10X» не применимы.

Для этого используют прямое коаксиальное соединение при 50-омном входе осциллографа или активные щупы, ещё больше минимизируют индуктивность соединения (в т. ч. за счёт использование паяных соединений, размещения на плате миниатюрных коаксиальных разъёмов и т.п.). Тема очень широкая – есть изолированные осциллографы, изолированные щупы, дифференциальные и специализированные щупы, но всё это уже отдельный разговор, выходящий за рамки данной статьи.

P.S. Этот материал прежде нигде не публиковался, жду обратной связи. После этого статья, возможно, в чуть более подробном виде, вместе с материалом по высоковольтной изоляции войдёт в качестве приложения в полную версию книги в обновлённом релизе. Точных измерений, народ!

Измерения в цифровых осциллографах и обработка результатов измерения

Современные цифровые запоминающие осциллографы (ЦЗО), построенные на базе открытой платформы дают возможность пользователю визуально наблюдать исследуемый сигнал, зачастую достаточно сложной формы. Использование длинной памяти, расширенных режимов синхронизации и сегментированной развертки позволяют инженеру фиксировать различные артефакты во входном сигнале или же наоборот «отлавливать» полезные сигналы, имеющие определенные параметры. Эти возможности в том или ином виде присутствуют практически в любом современном цифровом осциллографе.

Но исключительная полезность цифрового осциллографа определяется не только его способностью визуально отображать форму входного сигнала, но и производить различного рода измерения, что, в общем, и классифицирует осциллограф как «средство измерения».

Большинство ЦЗО способно производить измерения достаточно большого типа параметров, так например, осциллографы серии WaveRunner производства компании LeCroy способен производить измерения до 40 параметров сигнала, с одновременной индикацией 8 результатов измерений в штатном режиме, а при инсталляции дополнительных опций осциллографы LeCroy старших серий способны приводить измерения до 170 различных параметров. Это широкий набор различных амплитудно-временных измерений вполне достаточных для удовлетворения потребностей широкого круга пользователей. Список измерений доступных для осциллографов LeCroy приведен в Приложении 1.

В основе всех видов измерений современного осциллографа лежат два вида измерений – это амплитудные и временные. Так же цифровые осциллографы способны осуществлять безразмерные виды измерений, например подсчет числа целых периодов сигнала, числа точек дискретизации, числа пиков гистограммы и пр. Амплитудные измерения предназначены для измерений параметров амплитуды входного сигнала (или же результатов математической обработки) – это такие как, непосредственно, амплитуда, нижнее значение, верхнее значение, пиков значение, выбросы, среднеквадратическое значение и многие другие. Временные измерения предназначены для измерений параметров сигнала нормированных по времени – это частота, период, длительность, фазовые сдвиги, время нарастания и спада, параметры джиттера и многие другие. Так же современные ЦЗО имеют некоторые производные виды измерений от амплитуды и времени, например измерение площади сигнала, что применительно к импульсному сигналу определяет его энергию, измерение числа периодов сигнала на заданном участке или измерение числа точек дискретизации образующих форму сигнала на всем экране или на заданном участке. В ЦЗО так же присутствуют специализированные виды измерений, предназначенные для измерения параметров специфических устройств или режимов, например измерение параметров мощности электрического сигнала, измерение параметров систем последовательной передачи данных, измерение параметров дисковых или оптических приводов, измерения джиттера и многие другие. Но и даже эти специализированные виды измерений базируются на основных результатах измерения амплитудно-временных параметров сигнала.

Погрешность измерения амплитудных параметров определяется тем, что в большинстве современных ЦЗО используются 8-и битные АЦП, что дает теоретическую относительную погрешность измерения

с учетом нелинейности входных усилителей, нелинейности АЦП, температурного дрейфа, погрешности коэффициента усиления входных усилителей и т. д., погрешность измерения постоянного напряжения составляет порядка 3 % , а погрешность дифференциальных измерений напряжения (читай как амплитуды), составляет порядка 1,5%. Это достаточно большое значение погрешности измерения, учитывая тот факт, что средний вольтметр обеспечивает погрешность измерения постоянного напряжения около 0,025%. Но принимая во внимание, что осциллограф, первично, это визуальный прибор и то, что линейность АЧХ большинства современных осциллографов составляет порядка 0,7 от значения полосы пропускания, а полоса пропускания современного ЦЗО может достигать 18 ГГц (LeCroy SDA 18000), то очевидно, что даже на частотах около 1000 МГц, ЦЗО составляет конкуренцию вольтметрам переменного тока или измерителями мощности имеющим погрешность порядка 3%. А принимая во внимание тот факт, что осциллограф способен производить измерения среднеквадратического значения напряжения сигнала любой формы, а ВЧ вольтметры переменного тока только сигнала синусоидальной формы, то преимущества осциллографа при измерении амплитудных параметров сигнала становятся очевидными.

Так на рисунке 1 приведена осциллограмма синусоидального сигнала частотой 350 МГц и уровнем 1 Вольт полученная с экрана осциллографа LeCroy WaveRunner WR-6051A с полосой пропускания 500 МГц. Измерения СКО (окно измерения Р1) индицирует значение 970 мВ. Погрешность измерения амплитуды в данном случае составляет 3%.

Для того, что бы пользователь не воспринимал осциллограф, в режиме измерения как вещь саму в себе или же наоборот четко представлял какие параметры и какой алгоритм измерения используется в данный момент, компания LeCroy в своих осциллографах при включении измерений сопровождает осциллограмму, на которой производятся измерения, автоматическими маркерами помощи. Так на рисунке 1 при измерении циклического СКЗ, виды маркеры, выделяющие полный цикл (полное число периодов) измеряемого сигнала. Но сигнал представленный на рисунке 1 достаточно простой. На рисунке 2 приведена осциллограмма одиночного радиоимпульса в режиме измерения циклического СКЗ, видны области измерения СКЗ и результат измерения – 355 мВ.

Если же для данного сигнал применить алгоритм полного измерения СКЗ, то результат измерения будет абсолютно другой. Так на рисунке 3 изображена осциллограмма измерения полного СКЗ, результат измерения составляет 182 мВ.

Напомним, что среднеквадратическое значение сигнала переменного тока эквивалентно значению постоянного напряжения, способного выделять такое же значение тепла на нагрузке, как и исходный сигнал переменного тока. Очевидно, что для режима измерения циклического СКЗ, расчет значения напряжения производится только на полезной части сигнал, обладающей энергией и способной производить работу (в том числе выделять тепло). Для полного СКЗ в расчет принимаются и участки сигнала, имеющие нулевое значение амплитуды, и не способные совершать работу, что уменьшает значение СКЗ с 355 мВ до 182 мВ. Это становится наиболее очевидным и наглядным именно при использовании осциллографов способных дать инженеру подсказку в виде маркеров, которые кроме всего прочего индицируют в виде горизонтальной зоны значение СКЗ, именно в виде эквивалентного постоянного напряжения.

Ранее уже отмечалось, что любой средний вольтметр способен производить измерения амплитуды гораздо более точно, чем цифровой осциллограф. Но это справедливо только для измерения постоянного напряжения или НЧ напряжения переменного тока синусоидальной формы. При измерении СКЗ сигналов сложной формы погрешность измерения вольтметра увеличивается исходя их коэффициента формы сигнала. Для стандартных сигналов, коэффициент формы можно учесть при определении дополнительной погрешности измерения напряжения и погрешность может возрастать в десятки раз, так, например, для вольтметра Agilent Technologies 34401 при измерении импульсных сигналов погрешность измерения напряжения может составлять 46%. Для сигналов непредсказуемой формы коэффициент формы учесть невозможно, поэтому и погрешность измерения напряжения становится неопределенной. Цифровой осциллограф производит математическое вычисление среднеквадратического значения формы сигнала из массива данных, полученных в процессе сбора информации, по формуле:

где X1 ;X2 ; X3 …. . Xn отсчеты амплитуды полученные в результате дискретизации входного сигнала, а n – число отсчетов, и такой алгоритм измерения СКЗ не требует никаких дополнительных поправочных коэффициентов. Для однократных и редких сигналов цифровой осциллограф остается единственным средством измерения СКЗ, да и других амплитудных параметров сигнала тоже. А принимая во внимание тот факт, что осциллограф при измерении СКЗ производит «полное» измерение сигнала, имея ввиду одновременное измерение как постоянной составляющей DC, так и переменной составляющей AC, а большинство вольтметров производит измерения отдельно DC и AC, и лишь за редким исключением некоторые типы вольтметров способны производить измерения DC +AC, то становится очевидным, что возможности амплитудных измерений ЦЗО дают пользователю значительные преимущества по отношению к универсальным вольтметрам.

Как ни странно, но даже среди опытных инженеров существует мнение, что цифровой осциллограф производит измерение напряжения по одному периоду периодического сигнала, но как видно из выкладок выше, это не соответствует действительности. Для определения различных амплитудных параметров сигнала, измерения производятся по всему массиву данных составляющих форму сигнала, но в силу особенности измерения амплитудных параметров, осциллограф действительно может выдать только один результат измерения за один проход развертки, поскольку именно это и является циклом измерения. Так на рисунке 4 приведен пример измерения пикового значения напряжения. Пиковое значение – это разность межу минимальным и максимальным значениями формы сигнала на одной развертке. Очевидно, что вычисления этого параметра прежде всего необходимо определить как минимальное так и максимальное значение на всей форме сигнала, а для этого опять же необходим анализ всего массива данных точек образующих форму сигнала.

Очевидно, что для обеспечения достоверных и быстрых измерения при большом массиве данных, осциллограф должен обладать достаточным быстродействием для обеспечения необходимых вычислений. И в этой ситуации не все осциллографы ведут себя одинаково. Так, например, осциллограф LeCroy, осциллограммы которого приведены выше, при длине памяти 10 М при отсутствии измерений обеспечивает время сбора осциллограмм 210 мс, при включении одного измерения время сбора осциллограммы увеличивается до 340 мс, а при включении четырех одновременных измерений увеличивается до 430 мс. То есть при включении четырех измерений время сбора осциллограмм увеличивается в 2,04 раза. Если же аналогичные режимы измерений произвести используя осциллограф Tektronix DPO-4034, то результата получаются следующие – при отсутствии измерений время сбора осциллограмм составляет 170 мс, при включении одного измерения время сбора осциллограммы увеличивается до 16 секунд, а при включении одновременно четырех измерений – увеличивается до 40 секунд. То есть при включении четырех измерений время сбора осциллограмм у осциллографа Tektronix DPO-4034 увеличивается в 235 раз…
Современные профессиональные осциллографы, например LeCroy, в штатной комплектации (т.е. без дополнительных опций) могут обеспечить возможность измерения 11 амплитудных параметров, подробный перечень параметров приведен в [2].

Важной особенность обеспечения измерений является возможность проведения измерения в выделенной области. В этом случае измерения параметров производятся не по всему массиву данных осциллограммы, а только в пределах указанной области. Большинство же пользователей привыкло, что измерения с использованием ЦЗО нужно производить для простого периодического сигнала по всей осциллограмме, что присутствует на экране ЦЗО и только в этом случае результат измерения будет достоверным. На рисунке 5 проведен наглядный пример сложного сигнала, представляющего собой прямоугольный сигнал с модулированными базой и верхом. На первый взгляд автоматические измерения амплитудных параметров такого сигнала должно вызвать сложности у пользователя, но только не у пользователей осциллографов LeCroy.

Для измерения некоторых амплитудных параметров модулирующего сигнал задействуем измерения Р1, Р2 и Р3. Для измерения СКЗ модулирующего сигнала базы (измерения Р1) выделяется только часть модулирующего сигнал базы. Результат составляет 147 мВ. Для измерения СКЗ модулирующего сигнала верха (измерения Р2) выделяется только часть модулирующего сигнал верха. Результат составляет 1,01 В. Для измерения пикового значения модулирующего сигнала верха (измерения Р3) выделяется только часть модулирующего сигнал верха. Результат составляет 482 мВ. Измерения Р4 и Р5 обеспечивают измерения амплитудных параметров основного прямоугольного сигнала – уровня верха и уровня базы и эти измерения производятся без выделения области.

Таким образом, обеспечивая возможность одновременного измерения до 8 параметров сигнала, осциллографы LeCroy так же обеспечивают возможность измерения в 8 различных областях этого сигнала. Справедливости ради отметим, что и другие осциллографы, например Tektronix DPO-7000 или DPO-4000, так же дают возможность измерения параметров в выделенной области, но для всех измерения (DPO-7000 это 8 измерения, а для DPO-4000 это 4 измерения) существует всего одна выделенная область, что существенного ограничивает возможности измерения сложных сигналов.

Измерения временных параметров – это набор наиболее расширенных и точных видов измерений цифрового осциллографа. Так уже сложилось, что при анализе сигнала по временной оси существует наибольший набор параметров, в штатной комплектации осциллографы LeCroy способны обеспечить до 69 видов измерения, а при инсталляции дополнительных опций общее число всех видов измерений может достигать 180. Основными отличиями цифровых осциллографов по отношению к традиционным аналоговым осциллографам при измерении временных интервалов являются:

Погрешность измерения временных параметров (ΔT) цифрового осциллографа определяется погрешностью опорного генератора, частотой дискретизации и собственным джиттером, что может быть выражено формулой:

T_оп – погрешность установки частоты опорного генератора;
F_д – частота дискретизации;
T_дж – собственный джиттер осциллографа.

Современные технологии электронных элементов дают возможность применения в осциллографах опорных генераторов с погрешностью установки до 10-6 в год (или 1 ppm), частота дискретизации для наиболее массовых моделей ЦЗО составляет 5 ГГц или 10 ГГц, собственный джиттер современного осциллографа удается снизить до значений 3 пс (хотя есть «уникальные» модели ЦЗО, например DPO-4000 серии, имеющие джиттер 400 пс). Из этих выкладок следует, что наиболее существенным при определении погрешности измерения временных интервалов как раз и является погрешность установки частоты опорного генератора.

Но на этом и заканчивается идентичность подходов при измерения временных интервалов различных производителей цифровых осциллографов. Разные производители при измерении временных интервалов накладывают дополнительные требования для достижения декларируемой погрешности измерения. Так, например, компания Tektronix для своих осциллографов серии TDS-5000B для обеспечения погрешности указанной в формуле (1), дополнительно требует:

Но и это еще не все, различные производители ЦЗО использую различные алгоритмы измерения временных интервалов. Большинство производителей, например Tektronix или Agilent Technologies, используют алгоритм измерения частоты по одному периоду сигнала, находящегося сразу после точки запуска развертки или по первому целому периоду сигнала в левой части экрана. При таком алгоритме измерения, первое, что приносится в жертву время измерения – оно бесспорно увеличивается. Так, практические измерения показывают, что для упомянутого выше осциллографа Tektronix серии TDS-5000B (при длине памяти 2000 точек для минимизации временных затрат на вычислительный процесс), измерение частоты 10 МГц, полученной от рубидиевого стандарта частоты с погрешностью воспроизведения 10-10, время измерения, при выполнении всех требований производителя, составляет 1 минута 23 секунды. Компания LeCroy в своих осциллографах использует алгоритм измерения временного интервала не по одному периоду, а по всем периодам сигнала присутствующим в массиве данных.

Кроме того, компания LeCroy для обеспечения погрешности указанной в формуле (1), дополнительно требует выполнения двух условий:

Очевидно, что такой алгоритм измерения обеспечивает следующие преимущества:

Практическое измерение, показывает, что для накопления статистики и получения достоверного результата при измерении частоты 10 МГц, при частоте дискретизации 5 ГГц, необходимо время 100 мс, что в 930 раз меньше, чем требовалось осциллографу Tektronix. Тем более, что за время измерения 1,23 минуты осциллограф Tektronix обеспечил погрешность измерения 27,64 ppm (при допустимой погрешности измерения 15 ppm) смотри рисунок 6

А осциллограф LeCroy WR-6051А, за время измерения 100 мс обеспечил погрешность измерения 1 ppm (при допустимой погрешности измерения 10 ppm) смотри рисунок 7.

Практическая ценность измерения временных интервалов по всему числу периодов существующих во входном сигнале, обусловлена не только увеличением скорости измерений, но и увеличением достоверности измерения – очевидно, что если сигнал имеет вандер (медленная флуктуация во времени), то при достаточно большом времени измерения и тем более при использовании функции усреднения, достоверность измерения будет уменьшаться.

Так же совместно совмещение особенности измерения временных интервалов по всей осциллограмме и режима измерения в выделенной области, дает новые возможности в измерениях сигналов. Так например, на рисунке 8 праведен пример частотно-модулированного сигнала (осциллограмма С1) и модулирующего сигнала (осциллограмма С2). Очевидно, что поскольку модулирующий сигнал имеет вид «ступенька», то и частоты в модулируемом сигнале так же изменяются дискретно.

Включив режим измерения частоты осциллограммы С1 для всех восьми измерений Р1…Р8, с той лишь разницей, что для каждого измерения Р1…Р8 измерения частоты производятся в пределах выделенного окна равного времени одной ступеньки, возможно измерить частоту модулируемого сигнала, соответствующей каждому уровню модулирующего сигнала.

В заключение обзора «простых» режимов измерения хочется особо отметить, что для получения результатов измерения сложных сигналов, иногда не достаточно просто включить тот или иной режим измерения. Комбинирование различных режимов работы цифрового осциллографа, включая математическое операции над сигналом, может оказать существенную пользу при измерении параметров сигнала. Так, например, существует задача измерения временных параметров радиоимпульса – частоты заполнения и периода повторения и длительности импульсов. Если для измерения частоты заполнения, можно использовать методы, описанные выше, то автоматическое измерение периода повторения и длительности радиоимпульсов может вызвать затруднение. Для решения этой задачи необходимо выделить огибающую радиоимпульса и измерить период повторения и длительность. Огибающую радиоимпульса можно выделить используя математическую функцию «прореживание».

Так на рисунке 9 приведен пример радиоимпульса представляющего собой пакет синусоидальных колебаний частотой 1 МГц и периодом повторения 1,543 мс, каждый пакте содержит 428 колебаний частоты 1 МГц.

Из исходной осциллограммы С1 можно получить следующие результаты:

Из осциллограммы растяжки Z1 можно визуально оценить форму сигнала заполнения и так же измерить частоту сигнала заполнения (но более точно), результат представлен в окне Р2 – 1,0000004 МГц.

Из осциллограммы математики F1 можно получить следующие результаты:

В отличие от цифровых осциллографов других производителей, осциллографы LeCroy способны хранить результаты измерения всего массива данных, а это в зависимости от установленных, опций до 6 миллионов результатов измерений. Это массив данных можно представлять в графическом виде, обрабатывать методами математической статистики и выводить результаты статистической обработки, сохранять в виде файлов данных для экспорта в другие программные приложения операционной среды Windows. Все это дает пользователю осциллографов LeCroy широкие дополнительные возможности по анализу сигнала.

График слежения. Например, существует широтно-импульсно модулированный сигнал (ШИМ), в котором по некоторому закону изменяется длительность импульса и необходимо оценить партеры этого сигнала. Несколько периодов исходного сигнала захвачены осциллографом о отображаются на осциллограмме С1 на рисунке 10.

Очевидно, что «широта» импульса в ШИМ сигнале это длительность импульса, измерение Р1, как раз, и обеспечивает измерение длительности импульса сигнала С1. Для наглядности возможностей режима измерения осциллограмма получена в режиме однократного пуска. Из статистического окна измерения Р1 видно, что на всем сигнале произведено 249 измерений длительностей импульса, а поскольку сигнал является динамическим (его параметр «длительность импульса» изменяется во времени), то окошко измерения Р1 дает только общие представления о длительности импульса, как последнее измерение, минимальное значение, максимальное значение и т. д., но не отражает динамики изменения самого параметра «длительность импульса». Осциллографы LeCroy имеют возможность формирования из массива данных измерения так называемого «графика слежения». Этот график представляет собой функцию в которой горизонтальная ось (ось X) представляет собой временную ось, полностью совпадающую с временною осью развертки, а по оси Y (вертикальной оси) располагаются значения результата измерения заданного параметра. В результате чего получается временной график измерений выбранного параметра в пределах одной развертки осциллографа. Из рисунка 10 четко видно, что ШИМ сигнал модулируется по закону близкому к логарифмическому. Используя режим курсорных измерений, достаточно просто подвести курсор к нужному значению длительности на графике слежения (само значение будет отображаться в дескрипторе графика слежения, в данном случае это F4, а положение курсора по временной оси индицируется во временном поле курсора) и на осциллограмме входного сигнала этим же маркером будет отмечена точка сигнала соответствующая выбранной длительности. Используя растяжку сигнала можно получить изображение сигнала в удобном для визуального наблюдения масштабе – курсор также будет присутствовать на сигнале растяжки.

Для режима измерений возможно задать регистрацию только значений находящихся в пределах указанного допуска. Так, если для сигнала приведенного на рисунке 10 ограничить значения измеренной длительности пределом 440..505 нс, то осциллограф регистрирует только значения длительности находящиеся в этом пределе и тренд F4 приобретает вид, отличный от рисунка 10.

Такой вид графика слежения позволяет более наглядно обнаружить на исходном сигнале С1 участки соответствующие заданным пределам длительности.

Если же вернуться к частотно модулированному сигналу, приведенному на рисунке 8, и применить график слежения к результатам измерения частоты в пределах всей осциллограммы (см. рисунок 12), то полученный график даст более наглядный результат изменения частоты в модулированном сигнале, с учетом динамики изменения сигнала в пределах одной модулирующей ступеньки.

На осциллограмме графика слежения так же представляется возможным произвести различные автоматические измерения, характеризующие изменение выбранного параметра. Например, на рисунке 13 осциллограмма С1 представляет собой частотно-модулированный сигнал с несущей 1 МГц, девиацией 200 кГц и частотой модулирующего синусоидального сигнала 1,234 кГц.

Осциллограмма F4 представляет собой график слежения изменения частоты в сигнале С1, форма осциллограммы F1 отображает форму модулирующего сигнала. Используя автоматические измерения для данного графика можно определить – минимальное значение частоты (Р4=800 кГц), максимальное значение частоты (Р3= 1,1999 МГц)и частоту модулирующего сигнала (Р2=1,233 кГц). Что совпадает с заданными параметрами ЧМ сигнала.

График слежения образуется из массива измерения амплитудных или временных измерений, он позволяет визуально отследить изменения выбранного параметра в пределах одной развертки, он позволяет, используя курсоры, получить результаты измерения выбранного параметра в точке нахождения курсора, но все же он не является реальным массивом результатов измерения. Так же учитывая алгоритм амплитудных измерений (одни полученный результат из одного прохода развертки осциллографа), график слежения обеспечивает наглядное отображение только временных измерений, при индикации амплитудных измерений график слежения сводится в одну точку, как раз и являющуюся результатом измерений. Реальный массив измерений в графическом виде в осциллографах LeCroy может быть представлен так называемым «трендом».

Тренд. Этот график представляет собой функцию, в которой горизонтальная ось (ось X) представляет ось номера измерения – 1,2,3,4,…n, (эта ось не связана с временною осью развертки осциллографа), а по оси Y (вертикальной оси) располагаются значения результата измерения выбранного параметра. В результате получается график.

Отличиями тренда от графика слежения являются:

Так, например, при построении тренда и графика слежения для измеренных значений длительности импульса в нерегулярной последовательности в пределах одной развертки, тренд и график слежения практически совпадают по форме – см. рисунок 14. Разница состоит в том, что график слежения отображает изменение длительности импульсов во времени и имеет более сглаженный вид, а тренд отображает измеренное значение длительности импульса и имеет более «остроконечный» вид).

Практическая ценность тренда заключается в возможности не только в кратковременной, но и длительной регистрации и индикации результатов измерений выбранного параметра. В этом случае тренд будет выглядеть как регистрация данных на бумажном самописце, но без меток реального времени. При необходимости, изменение интервала регистрации производится изменением настроек схемы синхронизации, например установкой задержки синхронизации по числу событий. Это позволяет регистрировать, отображать и анализировать медленные измерения тех или иных параметров входного сигнала. Так, на рисунке 15 осциллограмма F1 представляет тренд изменения частоты входного сигнала С1, полученный из массива измерения частоты Р1.

На рисунке 16 осциллограмма F1 представляет тренд изменения амплитуды входного сигнала С1, полученный из массива измерения среднеквадратического значения Р1.

Способом аналогичным для графика слежения, на осциллограмме тренда так же можно осуществить различные автоматические измерения, далее строить тренды 2-го уровня для этих измерений, 3-го уровня и так далее.

Осциллографы LeCroy обеспечивают построение тренда в трех режимах:

На рисунке 17, для сигнала С1 частотой 1 МГц, имеющего медленный дрейф, порядка 10 мГц, одновременно представлены все три типа трендов. F2 – полный, F1 – с усреднением полный, F3 – по одной осциллограмме.

Сочетание различных функциональных особенностей осциллографов LeCroy дает самые широкие возможности при исследовании различных сигналов, процессов и устройств.

Так, например, режим построения тренда возможно использовать для измерения амплитудно-частотной характеристики устройств. Для этого достаточно синхронизировать процесс изменения частоты на генераторе тестового сигнала с разверткой осциллографа, произвести измерения амплитуды и частоты на выходе устройства. И по полученным результатам построить тренд изменения амплитуды, что и будет являться АЧХ устройства. Синхронный тренд изменения частоты предназначен для формирования частотных меток АЧХ. Так на рисунке 18 осциллограмма F1 представляет собой АЧХ устройства в диапазоне частот от 100 кГц до 100 МГц. Осциллограмма F2, являющаяся трендом частоты идентифицирует частотный диапазон АЧХ. Используя курсорные измерения, возможно считать с АЧХ устройства информацию об амплитуде и частоте.

Гистограммы. Возможности построения, анализа и измерения гистограмм цифровыми осциллографами LeCroy являются одной из его отличительных особенностей, по отношению к производителям других ЦЗО, и превращающей просто цифровой осциллограф в мощный аналитический инструмент. Построение гистограмм осциллографом LeCroy является элементом математической статистики, специально адаптированного для анализа форм и параметров электрических сигналов. Гистограмма в http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0 title=Математическая статистика>математической статистике – это http://ru. wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%83%D0%BD%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F title=Функция>функция http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%BE%D1%8F%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8 title=Плотность вероятности>плотности вероятности некоторого распределения, построенная на основе выборки из него. Или, говоря другими словами, гистограмма – это график отображающий степень повторяемости данных в больших массивах. Гистограмма позволяет сжать гигантский размер данных в компактный график, удобный для анализа, измерений ли просто визуальной оценки.. В случае цифрового осциллографа массивом данных выступает массив данных измерения выбранного параметра. Так на рисунке 19 приведена гистограмма измерения сигнала частотой 10 МГц (сам исходный сигнал на картинке не присутствует). Массив данных из которого строится данная гистограмма, собран при измерении частоты Р1 и представляет собой массив размером более 6 миллиона значений измерений частоты.

Поскольку сигнал является стабильным и изменения частоты не происходит, то разброс значений частоты вызван естественными причинами хаотического рода. Такая гистограмма является классической и называется нормальной или Гауссовой. Непрерывная случайная величина X имеет нормальный закон распределения с параметрами α (среднее значение) и σ (сигма или стандартное отклонение), если её плотность вероятности f(x) имеет вид:

Основными параметрами гистограммы являются:

Поскольку гистограмма строится из массива измерения, то основные параметры гистограммы связанны со статистическими данными результатов измерений, так:

Измерение таких параметров как верхнее значение и нижнее значение гистограммы дает значение нижней и верхней частоты в ЧМ сигнале (измерения Р4 и Р5).А амплитудное значении гистограммы деленное на два дает значение девиации ЧМ сигнала – измерение Р6 и значение 198 кГц. Так же возможно для этой гистограммы использовать курсорные измерения для определения других параметров гистограммы, как диапазон гистограммы, нижнее и верхнее значения. А применение режимов измерения вспомогательных параметров гистограммы, как число пиков гистограммы даёт информацию о количестве стабильных состояний сигнала. Так возвращаясь к рисунку 10, гистограмма F3, индицирует, что частота сигнала входного сигнала имеет 9 стабильных состояний, а измерение параметров гистограммы даст информацию о распределении частоты во входном сигнале.

Итак, как видно, гистограмма способна преобразовать большой объем информации в очень компактный формат, который может быть легко измерен и проанализирован методами математической статистики.

Список измеряемых параметров в базовой комплектации и при инсталляции основных опций в осциллографах LeCroy.

Автор: Дедюхин А.А.
Дата публикации: 22.11.2006

Параметр

Описание

Определение

Примечания

Amplitude (Амплитуда)

Измеряет разность между верхним и нижним уровнем напряжения в двухуровневых сигналах. Отличается от pkpk (размах) тем, что шум, выбросы, провалы и «звон» не влияют на результат измерения.

top – base

На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), дает то же значение, что и pkpk.
Стандартный параметр.

Ampl asym (Асимметрия амплитуды)

Асимметрия амплитуды между taa+ и taa–

1 – |(taa+ – taa-)|/(taa+ – taa-)

Аргумент гистерезиса, использующийся для того, чтобы отличать уровни напряжения от шума.
Доступен с опцией DDM2.

ACSN

Автокорреляционное отношение сигнал/шум — отношение сигнал/шум для периодических сигналов.

Доступен с опцией DDM2.

Area (Площадь)

Интеграл данных: вычисляет площадь под осциллограммой между курсорами относительно нулевого уровня. Значения, большие нуля, дают положительный вклад в площадь, меньшие нуля — отрицательный.

Сумма значений сигнала от первой до последней точки, умноженная на интервал времени между крайними двумя точками

Стандартный параметр

Base (Основание)

Нижнее из двух наиболее вероятных состояний (верхнее состояние — top).

Измеряет нижний уровень в двухуровневых сигналах. Отличается от min (минимум) тем, что шум, выбросы, провалы и «звон» не влияют на результат измерения.

Значение наиболее вероятного нижнего состояния.

На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), дает то же значение, что и min.
Стандартный параметр.

Cycles (Количество периодов)

Определяет количество периодов периодического сигнала между курсорами. Первый период начинается с первого перепада, следующего за левым курсором. Перепад может быть положительным или отрицательным.

Количество периодов периодического сигнала

Стандартный параметр.

Сyclic Mean (Циклическое среднее)

Вычисляет среднее от значений сигнала. В отличие от обычного среднего, cmean рассчитывается за целое число периодов, что устраняет смещение, вызванное учетом долей периодов.

Среднее значение точек осциллограммы кривой за целое число периодов.

Чтобы выбрать этот параметр, выберите Mean из таблицы параметров, затем коснитесь флажка Cyclic.
Стандартный параметр.

Cyclic Median (Циклическая медиана)

Среднее от значений основания и вершины. В отличие от median, рассчитывается за целое число периодов, что устраняет смещение, вызванное учетом долей периодов.

Такое значение, что 50% полученных точек находятся выше его, а другие 50% — ниже.

Чтобы выбрать этот параметр, выберите Median из таблицы параметров, затем коснитесь флажка Cyclic.
Стандартный параметр.

Cyclic RMS (Циклическое действующее значение)

Вычисляет квадратный корень из суммы квадратов значений сигнала, деленной на количество точек. В отличие от rms, рассчитывается за целое число периодов, что устраняет смещение, вызванное учетом долей периодов.

vi — измеренные значения сигнала
N — количество точек сигнала за учитываемые периоды.

Чтобы выбрать этот параметр, выберите RMS из таблицы параметров, затем коснитесь флажка Cyclic.
Стандартный параметр.

Cyclic Std Dev (Циклическое среднеквадратичное отклонение)

Среднеквадратичное отклонение значений сигнала от среднего значения. В отличие от sdev, рассчитывается за целое число периодов, что устраняет смещение, вызванное учетом долей периодов.

vi — измеренные значения сигнала
N — количество точек сигнала за учитываемые периоды.
Чтобы выбрать этот параметр, выберите Std dev из таблицы параметров, затем коснитесь флажка Cyclic.
Стандартный параметр.

Delay (Задержка)

Время от запуска до первого перепада: измеряет промежуток времени между запуском и первым пересечением уровня 50%, которое следует за левым курсором. С помощью этого параметра можно измерять задержку распространения сигнала, осуществляя запуск от одного сигнала и измеряя задержку на другом

Интервал времени между запуском и первым пересечением уровня 50% за левым курсором.

Стандартный параметр

Delta delay (Разность задержек)

Вычисляет интервал между моментами, когда сигналы от двух источников пересекут уровень 50%.

Интервал между прохождением средней точки двумя сигналами.

Стандартный параметр.

DPeriod@level (Разность периодов на заданном уровне)

Отклонение длительности каждого периода сигнала от соседних (межпериодное дрожание).

Можно устанавливать значения порогов и полярность фронта, а также ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.
Доступен с опциями JTA2 и XMAP.

Dtime@level (Разница времен на заданном уровне)

Вычисляет время между пересечением заданных уровней

Интервал времени между пересечением заданных уровней на двух источниках сигнала или от запуска до пересечения заданного уровня на одном источнике.

Можно устанавливать значения порогов и полярность фронта, а также ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

Стандартный параметр.

Duration (Длительность)

Для сигналов, зарегистрированных в однократном режиме, duration = 0. Для последовательного режима оцифровки это интервал времени между запусками первого и последнего сегмента. Для отдельных сегментов — интервал времени от запуска предыдущего сегмента до запуска текущего сегмента. Для осциллограмм из памяти — время от первого до последнего запуска сохраненной осциллограммы.

Интервал времени между первым и последним зарегистрированным массивом данных: для усреднения, гистограмм или осциллограмм, зарегистрированных в последовательном режиме.

Стандартный параметр.

Duty@level

Часть периода, в течение которой значения сигнала оказываются выше или ниже заданного уровня.

Duty cycle (Скважность)

Длительность в процентах от величины периода.

width / period

Стандартный параметр.

Dwidth@level (Разность длительностей на заданном уровне)

Разность длительностей в соседних периодах, измеряемых по заданному уровню.

Edge@level

Количество фронтов в осциллограмме.

Excel

Выполняет измерения в Excel путем передачи в программу одной или двух осциллограмм и чтения результирующего значения параметра.

Доступен с опцией XMAP.
В приборе должна быть установлена программа Excel.

Fall time (Время спада)

Измеряет интервал времени между моментами, когда отрицательный фронт сигнала пересекает два заданных уровня. Окончательный результат получается путем усреднения значений, полученных для каждого фронта.

Порог	Дист.	Ниж. предел	Верх. предел	По умолч.
Ниж.	Низк.	1%	45%	10%
Верх.	Выс.	65%	99%	90%

Пороги определяют два значения на каждом фронте, по которым рассчитывается время спада. Эти координаты рассчитываются по следующим формулам:
Ниж. = нижний порог ? усиление / 100 + base
Верх. = верхний порог ? усиление / 100 + base

Разность времен пересечения нижнего и верхнего порогов, усредненная по всем отрицательным фронтам.

На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), вместо top и base по умолчанию может быть соответственно max и min, что, однако, дает менее предсказуемые результаты.
Стандартный параметр.

Fall 80-20% (Время спада 80-20%)

Длительность участка отрицательного фронта импульса от 80% до 20%, усредненная по всем отрицательным фронтам между курсорами

Средняя длительность участка отрицательного фронта импульса от 80% до 20%

Fall@level (Время спада на заданном уровне)

Длительность участка отрицательного фронта импульса между двумя заданными пользователем уровнями.

См. также Rise@level.

Длительность участка отрицательного фронта импульса между двумя уровнями.

First (Первая точка)

Показывает горизонтальную координату левого курсора.

Горизонтальная координата левого курсора.

Показывает положение левого курсора. Курсоры являются взаимозаменяемыми: например, левый курсор можно переместить правее правого курсора, после чего параметр first будет показывать положение того курсора, который ранее был справа, а теперь находится слева.
Стандартный параметр.

Frequency (Частота)

Период периодического сигнала, измеренный как интервал между взятыми через один моментами пересечения сигналом уровня 50%.

Начиная с первого пересечения, следующего за левым курсором, период измеряется для каждой пары пересечений. Полученные значения усредняются, а обратное значение от их среднего дает частоту.

1 / period

Стандартный параметр.

Freq@level (Частота на уровне)

Частота, измеряемая на заданном уровне и по фронту заданной полярности в каждом периоде сигнала.

FWHM (Ширина на половине высоты)

Измеряет ширину пика гистограммы, имеющего наибольшую площадь, по половине высоты (наполнения) самого высокого пика

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.
Стандартный параметр в DDA-5005.

FWxx (Ширина на уровне xx)

Измеряет ширину пика гистограммы, имеющего наибольшую площадь, на уровне xx% от высоты (наполнения) самого высокого пика

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Half period (Полупериод)

Половина периода сигнала.

Hist ampl (Амплитуда гистограммы)

Разница значений двух пиков гистограммы с наибольшим наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist base (Основание гистограммы)

Значение левого из двух пиков гистограммы с наибольшим наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist maximum (Максимум гистограммы)

Значение максимального (крайнего правого) интервала гистограммы с ненулевым наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist mean (Среднее значение гистограммы)

Среднее значение данных гистограммы.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist median (Медиана гистограммы)

Значение на горизонтальной оси гистограммы, делящее ее на две области с равным наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist minimum (Минимум гистограммы)

Значение минимального (крайнего левого) интервала гистограммы с ненулевым наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist rms (Средний квадрат гистограммы)

Средний квадрат значений гистограммы.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist sdev (Ср.-кв. отклонение гистограммы)

Среднеквадратичное отклонение значений гистограммы.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist top (Вершина гистограммы)

Значение правого из двух пиков гистограммы с наибольшим наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hold time (Время задержки)

Интервал времени от фронта тактового импульса до фронта импульса данных. Порог, полярность фронта и гистерезис для тактовых импульсов и данных устанавливаются независимо. См. также параметр Setup.

Last (Последняя точка)

Интервал времени от момента запуска до последнего (правого) курсора.

Интервал времени от момента запуска до последнего курсора.

Показывает положение правого курсора. Курсоры являются взаимозаменяемыми: например, правый курсор можно переместить левее левого курсора, после чего параметр last будет показывать положение того курсора, который ранее был слева, а теперь находится справа.
Стандартный параметр.

Level@X (Уровень в точке X)

Дает значение сигнала в заданной точке x.

Если x находится между двумя точками, выдается интерполированное значение. Если установлен флажок Nearest, этот параметр дает значение сигнала в ближайшей точке.

Стандартный параметр

Local base (Локальная базовая линия)

Уровень базовой линии для локальной особенности сигнала.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.
Доступен с опцией DDM2.

Local bsep (Локальное разделение базовой линии)

Локальное разделение базовой линии между положительным и отрицательным фронтами.

Local max (Локальный максимум)

Максимальное значение локальной особенности сигнала.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

Доступен с опцией DDM2.

Local min (Локальный минимум)

Минимальное значение локальной особенности сигнала.

Local number (Число локальных особенностей)

Количество локальных особенностей (пар пик/впадина)

Local pkpk (Локальный размах)

Разность значений пика и впадины локальной особенности (lmax – lmin)

Local tbe (Интервал между локальными событиями)

Интервал времени между событиями (от локального пика до следующей впадины или от локальной впадины до следующего пика).

Local tbp (Интервал между локальными пиками)

Интервал времени от локального пика до следующего локального пика

Local tbt (Интервал между локальными впадинами)

Интервал времени от локальной впадины до следующей локальной впадины

Local tmax (Время локального максимума)

Временная координата максимума локальной особенности.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

Доступен с опцией DDM2.

Local tmin (Время локального минимума)

Временная координата минимума локальной особенности.

Local tot (Время выше заданного локального уровня)

Количество времени, в течение которого локальная особенность находится выше заданного уровня в процентах от амплитуды (вертикального расстояния от пика до впадины)

Local tpt (Время от локального пика до впадины)

Интервал времени от локального пика до впадины.

Local ttp (Время от локальной впадины до пика)

Интервал времени от локальной впадины до следующего локального пика

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

Доступен с опцией DDM2.

Local tut (Время ниже заданного локального уровня)

Количество времени, в течение которого локальная особенность находится ниже заданного уровня в процентах от амплитуды (вертикального расстояния от пика до впадины)

Mathcad

Возвращает значение параметра, используя заданную пользователем функцию Mathcad.

Доступен с опцией XMAP.
В приборе должна быть установлена программа Mathcad версии 2001i и выше.

MATLAB

Возвращает значение параметра, используя заданную пользователем функцию MATLAB.

Доступен с опцией XMAP.
В приборе должна быть установлена программа MATLAB.

Maximum (Максимум)

Дает значение самой высокой точки осциллограммы. В отличие от top, не предполагает наличия двух уровней.

Наибольшее значение осциллограммы между курсорами.

Дает сходные результаты при применении к осциллограмме во временной области или гистограмме данных той же кривой. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных порций данных. Дает горизонтальную координату крайнего правого интервала гистограммы с ненулевым наполнением — не путать с maxp.

Max populate (Максимальное наполнение)

Пик гистограммы с наибольшим наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Mean

Среднее значение точек кривой во временной области. Вычисляется как центроида распределения гистограммы.

Дает сходные результаты при применении к кривой во временной области или гистограмме данных той же кривой. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных порций данных.
Стандартный параметр.

Median (Медиана)

Среднее от значений основания и вершины.

Среднее от base и top.

Стандартный параметр.

Minimum (Минимум)

Дает значение самой низкой точки осциллограммы. В отличие от base, не предполагает наличия двух уровней.

Наименьшее значение осциллограммы между курсорами.

Дает сходные результаты при применении к осциллограмме во временной области или гистограмме данных той же осциллограмме. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных массивов данных.
Стандартный параметр.

Mode (Мода)

Положение самого высокого пика гистограммы.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Nb Phase (Узкополосная фаза)

Измеряет фазу на заданной частоте сигнала (в узкой полосе).

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Nb Power (Узкополосная мощность)

Измеряет мощность на заданной частоте сигнала (в узкой полосе).

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

NLTS (Нелинейный переходный сдвиг)

Измеряет нелинейный переходный сдвиг prml-сигнала

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Npts (Число точек)

Число точек осциллограммы между курсорами.

Стандартный параметр

Overshoot- (Выброс-)

Величина выброса, следующего за отрицательным фронтом, в процентах от амплитуды.

(base – min) / ampl ? 100

Осциллограмма должна иметь по меньшей мере один отрицательный фронт. На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), результаты могут быть непредсказуемыми.

Overshoot+ (Выброс+)

Величина выброса, следующего за положительным фронтом, в процентах от амплитуды.

(max – top) / ampl ? 100

Осциллограмма должна иметь по меньшей мере один положительный фронт. На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), результаты могут быть непредсказуемыми.

Overwrite (Перезапись)

Отношение остаточной и исходной мощности низкочастотной осциллограммы, на место которой записывается более высокочастотный сигнал.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Param Script

Сценарий на языке VBScript или JavaScript, принимающий на входе одну или две осциллограммы и выдающий на выходе результат измерения.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Peaks (Число пиков)

Количество пиков на гистограмме

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Peak to Peak (Размах)

Разность между значениями самой высокой и самой низкой точек осциллограммы.

В отличие от ampl, не предполагает наличия двух уровней.

maximum – minimum

Дает сходные результаты при применении к осциллограмме во временной области или гистограмме осциллограммы той же кривой. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных массивов данных.
Стандартный параметр.

Percentile (Процентиль)

Значение на горизонтальной оси гистограммы, делящее ее на две области, левая из которых имеет наполнение xx% от совокупного.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Period (Период)

Период периодического сигнала, измеренный как интервал между взятыми через один моментами пересечения сигналом уровня 50%. Начиная с первого пересечения, следующего за левым курсором, период измеряется для каждой пары пересечений. Окончательный результат получается путем усреднения всех полученных значений.

Здесь Mr — количество положительных фронтов, Mf — количество отрицательных фронтов, Trix — момент времени, в который положительный фронт пересекает уровень x%, а Tfix — момент времени, в который отрицательный фронт пересекает уровень x%.
Стандартный параметр

Period@level (Период на заданном уровне)

Период, измеряемый на заданном уровне и по фронту заданной полярности в каждом периоде сигнала.

Phase (Фаза)

Разность фаз между анализируемым сигналом и другим сигналом, используемым в качестве опорного. По вашему выбору отображение может осуществляться в процентах, градуса или радианах. Настроив опорный сигнал, дотроньтесь до вкладки More, чтобы задать нужные параметры сигнала.

Разность фаз между анализируемым и опорным сигналом

Стандартный параметр.

Pop@X (Наполнение в точке X)

Наполнение интервала, имеющего заданную горизонтальную координату. Курсор можно поместить на любой интервал и задать его форму — абсолютную (Absolute), относительную (Reference) или дифференциальную (Difference).

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

PW50 (Длительность импульса на 50%)

Средняя длительность импульса в точке посередине между локальной базовой линией и локальным пиком или впадиной.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

PW50- (Длительность отр. импульса на 50%)

Средняя длительность импульса в точке посередине между локальной базовой линией и локальной впадиной.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

PW50+ (Длительность полож. импульса на 50%)

Средняя длительность импульса в точке посередине между локальной базовой линией и локальным пиком.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

Range (Диапазон)

Вычисляет диапазон гистограммы (max – min)

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Resolution (Разрешение)

Отношение значений taa для высокочастотной и низкочастотной осциллограммы

taa (HF) / mean taa (LF) * 100

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.
Стандартный параметр.

Rise (Время нарастания)

Измеряет интервал времени между моментами, когда положительный фронт сигнала пересекает два заданных уровня.

Окончательный результат получается путем усреднения значений, полученных для каждого фронта.

Порог	Дист.	Ниж. предел	Верх. предел	По умолч.
Ниж.	Низк.	1%	45%	10%
Верх.	Выс.	55%	99%	90%

Разность времен пересечения нижнего и верхнего порогов, усредненная по всем отрицательным фронтам.

Стандартный параметр.

Rise 20-80% (Время нарастания 20-80%)

Длительность участка положительного фронта импульса от 20% до 80%, усредненная по всем положительным фронтам между курсорами

Средняя длительность участка положительного фронта импульса от 20% до 80%

Rise@level (Время нарастания на заданном уровне)

Длительность участка положительного фронта импульса между двумя заданными пользователем уровнями.

Длительность участка положительного фронта импульса между двумя уровнями.

Стандартный параметр.

RMS (Действующее значение)

Среднеквадратичное значение данных между курсорами — примерно то же, что и sdev, для осциллограммы с нулевым средним значением.

Setup (Задержка предустановки)

Интервал времени от фронта импульса данных до фронта тактового импульса.

Skew (Рассогласование)

Разность времен между ближайшими фронтами двух сигналов тактовой частоты.

Std dev (Ср.-кв. отклонение)

Среднеквадратичное отклонение данных между курсорами — примерно то же, что и rms для сигналов с нулевым средним значением.

TAA

Средний размах (разность между значениями пика и впадины) всех локальных особенностей

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

Доступен с опцией DDM2.

TAA-

Средняя отрицательная амплитуда (разность между значениями базовой линии и впадины) всех локальных особенностей

TAA+

Средняя положительная амплитуда (разность между значениями пика и базовой линии) всех локальных особенностей

TIE@level (Ошибка временного интервала на заданном уровне)

Разность между фактическим временем пересечения заданного фронта на заданном уровне и ожидаемым идеальным временем. Фронт может быть положительный, отрицательный или оба. В качестве единиц измерения результата можно выбрать время или единичный интервал (UI), который соответствует одному периоду сигнала тактовой частоты.

В диалоге Virtual Clock setup можно выбрать стандартный сигнал тактовой частоты (1,544 МГц) или нестандартные сигналы. Можно также использовать математическую систему фазовой автоподстройки частоты Golden FLL, позволяющую отфильтровать низкочастотное дрожание. Частота среза выбирается пользователем.

Частота среза =
= (1 / 1,667·10-3) ? тактовая частота

Time@level (Время на заданном уровне)

Интервал времени от запуска до момента пересечения сигналом заданного уровня.

Можно устанавливать значения порогов и полярность фронта, а также ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.
Стандартный параметр.

Top (Вершина)

Верхнее из двух наиболее вероятных состояний (нижнее состояние — base). Является характеристикой прямоугольных сигналов и определяется из статистического распределения значений сигнала.

Значение верхнего наиболее вероятного состояния.

Дает сходные результаты при применении к осциллограмме во временной области или гистограмме данных той же кривой. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных массивов данных.
Стандартный параметр.

Total Pop (Совокупное наполнение)

Совокупное наполнение гистограммы

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.Стандартный параметр в DDA-5005.

Width (Длительность импульса)

Длительность периодического сигнала, определяемая по пересечению уровня 50%. Если первое пересечение, следующее за левым курсором, дает положительный фронт, то прибор считает, что сигнал состоит из импульсов положительной полярности, и длительность импульса измеряется как интервал времени между соседними положительным и отрицательным фронтами.

И наоборот, если это отрицательный фронт, импульс считаются отрицательными, а за длительность импульса принимается расстояние между соседними отрицательным и положительным фронтом. В обоих случаях окончательный результат получается путем усреднения длительностей всех зарегистрированных импульсов.

Длительность первого положительного или отрицательного импульса, усредненная по всем похожим импульсам

Аналогичен fwhm, однако тот, в отличие от width, применяется только к гистограммам.
Стандартный параметр.

Width@level (Длительность импульса на заданном уровне)

Длительность импульса, измеренная на заданном уровне.

X at max (X в максимуме)

Горизонтальная координата максимального значения между курсорами.

Только для осциллограмм во временной и частотной области.

X at min (X в максимуме)

Горизонтальная координата минимального значения между курсорами.

Только для осциллограмм во временной и частотной области.

X at peak (X в пике)

Значение n-го по высоте пика гистограммы.

Только для гистограмм.
Доступен с опциями JTA2 и XMAP.

Осциллограф | Описание, функции, предназначение

Осциллограф – это прибор, который показывает изменение напряжение во времени на каком-либо участке электрической цепи.Ось X на экране осциллографа – это время, ось Y – напряжение.

В этой статье мы рассмотрим три типа осциллографов, а также принципы их работы.

Аналоговый осциллограф

Его еще также называют электронно-лучевой осциллограф, так как он состоит из электронно-лучевой трубки. По сути электронно-лучевая трубка представляет из себя маленький кинескоп, на котором мы можем наблюдать какое-либо изменение электрического сигнала.

Любой осциллограф имеет экран. Он может быть встроенный, либо это может быть монитор вашего настольного компьютера или дисплей ноутбука. В нашем случае на фото мы видим, что наш осциллограф имеет круглый экранчик. Сигнал, который вырисовывается на таком экране называется осциллограммой.

Для измерения электрических сигналов нам потребуются специальный щуп для осциллографа. Такой щуп представляет из себя кабель из двух проводов, один из которых является сигнальным, а другой нулевым. Нулевой провод также часто называют “землей”.

Более современные щупы уже выглядят вот так.

А вот и сам разъем щупа

Этот конец щупа соединяется с осциллографом и фиксируется небольшим поворотом по часовой стрелке.

Что делать, если вы не помните, какой провод из щупа является сигнальным, а какой нулевым? Это определяется очень просто. Так как человек находится всегда в электромагнитном поле, он является своего рода принимающей антенной и может наводить помехи. Касаясь сигнального щупа осциллографа, на экране мы увидим, что сигнал очень сильно исказился.

При касании нулевого провода, сигнал на осциллографе остался бы таким, какой был. То есть чистый ноль.

Как измерить постоянное напряжение аналоговым осциллографом

Для того, чтобы измерить постоянное напряжение, мы должны переключить осциллограф в режим DC, что означает “постоянный ток”. В разных моделях это делается по разному, но этот переключатель обязательно должен быть в каждом осциллографе.

Давайте рассмотрим на реальном примере, как можно измерить постоянное напряжение. Для этого нам потребуется источник постоянного тока. В данном случае я возьму лабораторный блок питания. Выставляю на нем значение напряжения в 1 Вольт.

Теперь необходимо выбрать масштаб измерений. Если мы хотим, чтобы одна сторона квадратика была равна 1 Вольту, то ставим коэффициент масштабирования 1:1. В данном случае я выставляю переключатель вертикальный развертки на единичку.

Далее сигнальный провод осциллографа цепляем на “плюс” питания, а нулевой – на “минус” питания. Далее наблюдаем вот такую картину.

Как вы могли заметить, осциллограммой постоянного тока является прямая линия, параллельная горизонтальной оси (оси Х). По вертикальной оси (оси Y) мы видим, что сигнал поднялся ровно на одну клеточку. Мы выставили коэффициент масштабирования по Y, что 1 клеточка – это 1 Вольт. Следовательно в нашем случае сигнал поднялся ровно на 1 клеточку, что говорит нам о том, что это и есть осциллограмма постоянного тока в 1 Вольт.

Я также могу изменить коэффициент. Например, ставлю на 2. Это означает, что 1 квадратик будет уже равен 2 Вольтам.

Смотрим, что произойдет с сигналом с напряжением в 1 Вольт

Здесь мы видим, что его значение просело в 2 раза, так как мы взяли коэффициент 1:2, что означает 1 квадратик равен 2 Вольтам. Благодаря масштабированию вертикальный развертки, мы можем измерять сигналы напряжением хоть в 1000 вольт!

Что случится, если мы соединим сигнальный провод осциллографа с “минусом” питания, а нулевой с “плюсом” питания? В этом случае осциллограмма “пробьет пол” и просто покажет минусовые значения. Ничего страшного в этом нет. Здесь мы видим значение “-2” Вольта.

Как измерить переменное напряжение аналоговым осциллографом

Для измерения переменного напряжения нам потребуется переключить осциллограф в режим измерения AC – “переменный ток”. Если вы хотите просто наблюдать форму сигнала, то вам необязательно знать, какой провод осциллографа куда тыкать. Давайте измеряем переменное напряжение с понижающего трансформатора, который включен в сеть 220 Вольт.

Снимаем напряжение со вторичной обмотки трансформатора и видим вот такую осциллограмму.

По идее здесь должен быть чистый синус. То ли трансформатор вносит искажения в сигнал, то ли на электростанции что-то не так. Непонятно. Ну да ладно, главное то, что мы сняли осциллограмму переменного напряжения со вторичной обмотки трансформатора.

В этом случае мы можем без проблем определить период сигнала и его частоту. В этом нам поможет переключатель горизонтальной развертки по оси времени.

Мы видим, что его значение стоит на 5. Это означает, что один квадратик по оси “Х” , то есть по оси времени, будет равен 5 миллисекунд или 0,005 секунд.

Период – это время, через которое сигнал повторяется. Обозначается буквой Т. В нашем случае период равен 4 квадратикам.

Так как один квадратик в нашем случае равен 0,005 секунд, то получается, что T=0,005 x 4 = 0,02 секунды. Отсюда можно узнать частоту сигнала.

где

V – это частота, Гц

T – период сигнала, с

Для данного случая

V=1/T=1/0,02=50 Гц. Трансформатор меняет только амплитуду сигнала, но не изменяет его частоту. Поэтому, частота в нашей сети 50 Герц, что и подтвердил осциллограф.

Цифровой осциллограф

Цифровой осциллограф – это осциллограф, построенный на основе цифровой схемотехники. Его главное отличие от аналогового в том, что внутри него идет цифровая обработка сигналов. Цифровой осциллограф может записывать, останавливать, автоматически подгонять и измерять исследуемый сигнал. И это только часть функций!

Как подготовить цифровой осциллограф к работе

Включаем осциллограф и цепляем щуп на любой из каналов. Я соединил щуп с первым каналом (Ch2)

На щупе есть делитель. Ставим его ползунок на 10Х. В осциллографе по умолчанию также должен стоять делитель на 10Х. Если это не так, ищем в его настройках и ставим в характеристиках канала “10Х”.

Каждый нормальный цифровой осциллограф имеет встроенный генератор прямоугольных импульсов с частотой 1000 Герц (1кГц) и амплитудой напряжения в 5 Вольт. Чаще всего этот генератор находится в нижнем правом углу. В нашем случае он называется Probe Comp. Цепляемся за него щупом.

Все должно выглядеть приблизительно вот так:

На дисплее в это время происходит какой-то

[quads id=1]

В этом осциллографе есть волшебная кнопка, от которой я без ума. Это кнопка автоматического позиционирования сигнала Autoscale. Нажал на эту кнопку

Согласился с условиями автоматического позиционирования сигнала

и готово!

Но что такое? У нас должен быть ровный прямоугольный периодический сигнал! Вся проблема в том, что щуп осциллографа вносит искажения в сам сигнал, поэтому, его желательно корректировать каждый раз перед работой.

В современных щупах есть маленький винтик, заточенный под тонкую отвертку. С помощью этого винтика мы будем корректировать щуп.

Крутим и смотрим, что у нас получается на дисплее.

Ого, слишком сильно крутанул винт.

Крутим чуточку в обратную сторону и выравниваем горизонтально вершины сигнала.

Вот! Совсем другое дело! На дисплее у нас ровные прямоугольные сигналы, следовательно на этом этапе цифровой осциллограф полностью готов к работе.

Как измерить постоянное напряжение цифровым осциллографом

Итак, первым делом выбираем, какое напряжение собираемся измерять. Это делается с помощью кнопочки Coupling (нажимаем клавишу Н1). DC – direct current, что с английского означает “постоянный ток”.

Справа экрана сплывают окошки, и мы выбираем DC (нажимаем клавишу F1)

Все, после этого наш осциллограф полностью готов к измерению постоянного тока.

Откуда будем брать постоянный ток? У меня для этого есть блок питания. Выставим на нем для примера 5 Вольт.

Соединяем щупы блока питания и осциллографа. Сигнальный щуп осциллографа желательно соединять с красным плюсовым крокодилом щупа блока питания, а черный щуп (земля) соединить с минусовым черным крокодилом.

Смотрим на дисплей осциллографа

Что мы тут видим? А видим мы тут осциллограмму постоянного напряжения. Постоянное напряжение – это такое напряжение, которое не изменяется во времени.

[quads id=1]

На что стоит обратить внимание? Разумеется, на цену деления. Один квадратик по вертикали у нас равен 2 Вольта. Если считать от центра пересечения жирных штриховых линий, то осциллограмма находится на высоте 2,5 стороны квадратика. Значит, напряжение будет 2,5х2=5 Вольт. Так как мне лень считать, я вывожу эти показания осциллографа прямо на экране (нижняя левая зеленая рамка).

Как измерить переменное напряжение цифровым осциллографом

Для опытов я возьму ЛАТР (Лабораторный автотрансформатор). Как вы помните, ЛАТР понижает или повышает переменное сетевое напряжение.

Выставляем напряжение на ЛАТРе 100 Вольт.

На осциллографе переключаем на АС, что означает alternating current – переменный ток.

Цепляемся к выходным разъемам ЛАТРа и наблюдаем такую картину.

С помощью кнопки “Measure” я вывел некоторые интересующие нас параметры:

Vk – среднеквадратичное значение напряжения. В данном случае он нам показывает напряжение, которое мы подавали с ЛАТРа – это 100 Вольт.

F – частота. В данном случае это частота сети 50 Герц. ЛАТР не меняет частоту сети.

T – период. T=1/F. Как мы с вами видим частота напряжения в сети 50 Герц. Период равен 20 миллисекунд. Если единицу разделить на 20 миллисекунд, то мы как раз получим частоту сигнала.

Как вывести все параметры сигнала

Мы будем рассматривать все наши измеряемые параметры на конкретном примере. Для этого будем использовать генератор частоты с заранее выставленной частотой в 1 Мегагерц (ну или 1000 КГц) с прямоугольной формой сигнала:

Сигнал с генератора частоты на экране осциллографа выглядит вот так.

А где же правильный прямоугольный сигнал? Вот тебе и раз… Ничего с этим не поделаешь. Это есть, было и будет у всех прямоугольных сигналов. Это возникает вследствие несовершенства цепей и радиоэлементов. Особенно хорошо такая осциллограмма прорисовывается на высоких частотах, как в нашем примере.

Ладно, давайте выведем все параметры сигнала, которые может вывести наш осциллограф. Для этого нажимаем кнопочку “Measure” , что с англ. означает “измерять”

Далее нажимаем кнопочку “Add” ( с англ. – добавлять), с помощью вспомогательной клавиши h2

И потом нажимаем кнопку “Show All” (с англ. – показать всё) с помощью вспомогательной клавиши F3

В результате всех этих операций у нас выскочит табличка с измеряемыми параметрами сигнала:

Описание характеристик сигналов

Как вы знаете, осциллограф нам показывает изменение напряжения сигнала во времени. Поэтому, параметры сигналов в основном делятся на два типа:

– Амплитудные

– Временные

[quads id=1]

Давайте рассмотрим основные из них. Начнем слева-направо.

Period – с англ. период. Период сигнала – это время, за которое сигнал повторяется. В нашем случае период обозначается буквой “Т”.

Чтобы самостоятельно посчитать период, нам надо знать значение одной клетки по горизонтали. Внизу осциллограммы можно найти подсказку. Я ее пометил в желтый прямоугольник

Следовательно, одна клеточка по горизонтали равна 500 наносекунд. А так как у нас период длится ровно две клеточки, значит 500 х 2 = 1000 наносекунда или 1 микросекунда.

Сходятся ли наши расчетные показания с показаниями автоматических измерений? Смотрим и проверяем.

Стопроцентное попадание! Кстати, чтобы не было дальнейших вопросов, привожу небольшую табличку.

“Пико” – буквой “p”

“Нано” – буквой “n”

“Микро” обозначается буквой “u”, как и в маркировке современных конденсаторов.

“Милли” – буквой “m”.

Freq. Полное название frequency – с англ. частота. Обозначается буквой “F”. Частоту очень легко можно вычислить по формуле, зная период Т.

F=1/T

В нашем случае получаем 1/1х10^-6=10⁶=1 Мегагерц (MHz). Смотрим на наши автоматические измерения:

Ну разве не чудо? 😉

Следующий показатель Mean. В нашем случае обозначается просто буковкой “V”. Он означает среднюю величину сигнала и используется для измерения постоянного напряжения. В данный момент этот параметр не представляет интереса, потому как измеряется переменный ток и в значении этого сигнала показывается какая-то вата. Постоянный ток меряет нормально, можно вывести этот параметр на дисплей, что мы и делали в прошлой статье:

Еще один интересный параметр: PK-PK. Называется он Peak-to-Peak и показывает напряжение от пика до пика. Обозначается как Vp. Что это за напряжение от пика до пика, показано на осциллограмме ниже:

Так как мы видим, что значение нашего квадратика равно 1 Вольту (внизу слева)

То можно высчитать и напряжение от пика до пика. Оно будет где-то эдак 5 Вольт. Сверяемся с автоматическим измерением

Почти в тютельку!

Остальные параметры сигнала не столь важны для начинающих электронщиков.

Плюсы и минусы цифрового осциллографа

Начнем с плюсов

Запись, остановка, автоматические измерения и другие фишки – это еще не весь список, что умеет делать цифровой осциллограф
Габариты цифрового осциллографа намного меньше, чем аналогового
Потребление энергии меньше, чем у аналогового осциллографа
Жидкокристаллический дисплей, в отличие от кинескопного дисплея аналогового осциллографа

Минусы

Дороговизна
Дискретная прорисовка сигнала. Хотя дорогие модели ничуть не уступают аналоговым по прорисовке сигнала.

Где купить цифровой осциллограф

Естественно, на Алиэкспрессе, так как в наших интернет-магазинах их цена бывает завышена в два, а то и в три раза. Также очень хорошие отзывы об осциллографе Hantek, характеристики которого даже лучше, чем у моего OWON:

Посмотреть его можете на Алиэкпрессе по этой ссылке.

USB осциллограф

USB-осциллограф представляет из себя прибор, который не имеет собственного экрана.

У нас на обзоре USB осциллограф INTRUSTAR.

В придачу с ним шли 2 щупа, шнур USB, расходники, диск с ПО, а также отвертка для регулировки щупов

С одной стороны осциллографа мы видим два разъема для подключения щупов. Первый разъем Ch2, что означает первый канал, а второй разъем Ch3, то есть второй канал. Следовательно, осциллограф двухканальный. Справа видим два штыря. Эти штыри – генератор тестового сигнала для калибровки щупов осциллографа. Один из них земля, а другой – сигнальный. Калибруем точно также, как и простой цифровой осциллограф. Как это делать, я писал выше в статье.

В рабочем состоянии USB осциллограф выглядит вот так.

После установки программного обеспечения на компьютер или ноутбук, открываем программу и запускаем осциллограф. Здесь я уже сразу подцепил тестовый сигнал, чтобы подготовить осциллограф к работе.

Также можно вывести значение сигналов, которые осциллограф сразу бы показывал на экране монитора.

Плюсы и минусы USB осциллографа

Плюсы:

Умеренная цена и функционал. Стоит в разы дешевле, чем крутые цифровые осциллографы
Настройка и установка ПО занимает около 10-15 минут
Удобный интерфейс
Малогабаритный размер
Может производить операции как с постоянным, так и с переменным током
Два канала, то есть можно измерять сразу два сигнала и выводить их на дисплей

Минусы:

Малая частота дискретизации
Обязательно нужен ПК
Малая полоса пропускания
Глубина памяти тоже никакая

Более подробно про характеристики цифровых осциллографов вы можете прочитать, скачав учебное пособие по цифровым осциллографам.

Похожие статьи по теме “осциллограф”

Фигуры Лиссажу

Электрический сигнал

Автомобильный осциллограф для диагностики автомобиля

Найти неисправность стало гораздо проще. Не надо разбирать и подкидывать каждую запчасть, что удешевляет поиск неисправности и экономит время. Автомобильный осциллограф применяется для диагностики двигателя, датчиков электронной системы управления, генератора, стартера, аккумулятора. Нужен при комплексной автомобильной диагностике, дополняет проверку сканером. Позволяет делать дефектовку мотора без вскрытия.

Осциллограф – это прибор, который снимает параметры времени и амплитуды электрического сигнала. При неисправностях автомобиля, также нужны эти характеристики. То есть как изменяется сигналы датчика, катушки, форсунки по времени.

Какой выбрать осциллограф для диагностики авто

Рассмотрим наиболее удобные и информативные приборы.

USB Autoscope Постоловского

На первом месте в рейтинге практиков стоит осциллограф Постоловского USB Autoscope IV. Имеет обширные диагностические функции.

Преимущества

Профессиональные скрипты от Андрея Шульгина.
Удобный интерфейс.
Широкий диапазон измерения от 6 до 300 вольт.
Обработка скриптов в автоматическом режиме.
Информативный скрипт эффективности по цилиндрам CSS, показывающий работу форсунок, системы зажигания.
Тест аккумулятора, генератора, стартера. Показывает неисправности в автоматическом режиме. Легкий процесс съема характеристик: достаточно иметь доступ к плюсовой или минусовой клеммам АКБ.
Тест давления в цилиндре. Показывает метки системы газораспределения, правильно ли стоят фазы. Выявляет провернутый задающий диск.

Полная документация по работе с прибором. Подробно описаны скрипты, схемы подключения. Есть видео инструкция на сайте производителя. Отзывчивая поддержка.

Мотодок 3

Вторым в списке рейтинга осциллографов для диагностики автомобиля любой марки стоит Мотодок 3. Имеет схожие характеристики.

Преимущества и недостатки

Скрипт Андрея Шульгина эффективности цилиндров. Есть некоторые недостатки по синхронизации с некоторыми автомобилями, имеющими слабый сигнал с датчика коленчатого вала. Но это сглаживается удобством и быстрой работой.
Подключения на любое расстояние по кабелю RJ 45.
Качество картинки при диагностике, что не маловажно при работе.
Подробная документация на сайте производителя.

Для примера приведены только два осциллографа для диагностики авто. Существуют и другие приборы: отличаются ценой, производителем, но принцип измерения одинаков. Самое главное иметь опыт в чтении осциллограмм к каждой марке автомобиля.

Диагностика осциллографом автомобиля: как проводить

Пользоваться осциллографом не составляет особых трудностей у диагностов. Методика подробно описана в инструкциях к прибору. Главное знать места подключения к датчику положения коленчатого вала для проведения скрипта Шульгина по эффективности цилиндров. Для различных марок автомобилей ДПКВ может находится возле задающего диска или маховика.

Проверка датчиков осциллографом

ДПКВ

Датчик положения коленчатого вала. Нужен для синхронизации искры и форсунок по такту сжатия. Сигнал имеет синусоидальную форму с разрывом. Форма сигнала с одинаковой амплитудой. Если есть отклонения, значит задающий диск имеет не равномерность вращения или люфт.

Исправный ДПКВ

Методика измерения

Подключаем измерительный щуп к сигнальному проводу осциллографа.
Ставим диапазон измерения до 300-500 вольт.
Нажимаем кнопку пуск и снимаем сигнал.

ДПРВ

Датчик положения распределительного вала. Имеет прямоугольную форму сигнала амплитудой 12,3 – 12,7 вольта. Полезно снимать одновременно сигналы ДПКВ и ДПРВ для определения фазы впрыска и смещения распределительных валов относительно друг друга. Но как правило этот параметр проверки ДВС есть на сканере.

Нижний фронт сигнала ДПРВ совпадает с разрывом зубьев на задающем диске, что говорит о правильной фазе впрыска.

ДМРВ

Датчик массового расхода воздуха применяется на бензиновых двигателях для измерения объема прошедшего воздуха. Основной параметр для диагностики — это его АЦП равное 0,996 вольт при включенном зажигании. При углубленной диагностике ДМРВ, нужно померить время релаксации – период, за который, датчик выходит в нулевое положение.

Исправный ДМРВ. Нулевое напряжения равно 0,996 вольт и скорость выхода на рабочий диапазон 0,5 мс.

Ниже представлена осциллограмма неисправного ДМРВ. Время перехода 20 мс, а напряжение при нулевом объеме воздуха 1,130 вольт. Авто с таким датчиком будет расходовать много топлива и терять мощность.

Неисправный дмрв

Немаловажно проверить пик выхода датчика на максимальный уровень напряжения. Для этого нужно снять сигнал с ДМРВ на заведенном ДВС, при резко нажатой педали газа. Чем больше показания к 5 вольтам, тем датчик имеет большую отдачу и авто будет эластичнее.

Сигнал напряжения ДМРВ под нагрузкой

Работа с автомобильным осциллографом не страшна для начинающих диагностов. Нужно тщательно изучить инструкцию по работе с прибором и применять на практике. Чем больше опыт подключения к конкретной марке, тем быстрее и точнее поиск неисправностей.

ДПДЗ

Датчик положения дроссельной заслонки. Проверить легче всего сканером. Но при плавающей неисправности, когда автомобиль едет рывками, нужно проверить сигнал осциллографом. Подключаем сигнальный провод щупа к выходу ДПДЗ и снимаем сигнал открывая дроссель. Не должно быть резких скачков.

Исправный датчик положения дроссельной заслонкиНеисправный датчик положения дроссельной заслонки

Проверка массы двигателя осциллографом

Плохую массу двигателя можно проверить измерительным щупом осциллографа. Минус щупа соединяется с минусовой клеммой АКБ, а сигнальный с двигателем или кузовом. Значительные помехи говорят о плохой массе.

Хорошая масса

Диагностика катушек зажигания с помощью осциллографа

Проверка системы зажигания возможна только по анализу сигнала вторичной или первичной цепи. Самодиагностика двигателя автомобиля способна только косвенно определить дефекты в высоковольтной части. Может выдать ошибку по пропускам зажигания. Коды неисправностей пропусков дают общую картину работы цилиндра. Они могут возникнуть как от неисправной катушки, свечи, высоковольтного провода, форсунки, низкой компрессии, подсоса воздуха. Для точного определения неисправной катушки зажигания нужна проверка осциллографом.

Ниже приведен пример типичного сигнала высоковольтного пробоя, по которому можно судить о работоспособности всей высоковольтной системы автомобиля. Любой дефектный элемент: катушка, провод, свеча проявится на этой осциллограмме.

Типичные неисправности системы зажигания Межвитковое замыкание в первичной цепи катушкиПробой высоковольтного проводаСвеча в сажеСлишком большое время накопления катушки. Дефект в электронном блоке управления двигателем.

Проверка индивидуальных катушек зажигания

Для диагностики индивидуальных катушек зажигания очень удобно использовать осциллограф АВТОАС-ЭКСПРЕСС М. Удобство заключается в его компактности и легкости подключения. Достаточно загрузить программу и приложить индуктивный или емкостной датчик прибора к самой катушке. Получаем осциллограмму как показано выше.

Диагностика топливной форсунки осциллографом

Форсунка бензинового двигателя состоит из запорного клапана, электромагнитный катушки. Соответственно движение этого клапана возможно проверить осциллографом.

Исправная форсункаНеисправная форсунка

Диагностика форсунок с помощью осциллографа требуется в случае тщательного поиска неисправности. В большинстве случаев достаточно сделать тест Андрея Шульгина на эффективность работы цилиндров.

Проверка датчика кислорода с применением осциллографа

Лямбда зонд служит для точного дозирования топливо – воздушной смеси и снижения уровня токсичности отработавших газов. Работает по принципу гальванического элемента. Вырабатывает напряжение в зависимости от присутствия свободного кислорода во внутренней и внешней ячейке датчика. Напряжение варьируется от 0,1 – 0,9 вольт, что соответствует бедной и богатой смеси.

Проверить работу датчика можно

Сканером
Осциллографом

Первый вариант быстрый и достаточный для оценки общей работы. Второй же вариант диагностики датчика кислорода более точный и позволяет оценить скорость сработки лямбда зонда в режиме обратной связи.

Неисправный датчик кислорода. Скорость реакции медленнаяДатчик кислорода полностью неисправен

Скрипт CSS Андрея Шульгина

Вот мы и добрались до самой сути диагностики автомобильных двигателей. Для диагностов любой марки это самый информативный скрипт. Он показывает работу форсунок, искры и компрессии за одну проверку. Для проведения этого теста достаточно снять сигнал с датчика положения коленвала и синхронизацию с искры первого цилиндра. Сложность может заключаться в подключении к ДПКВ некоторых марок, но это сглаживается информацией, которую дает скрипт.

Порядок записи сигнала применительно к осциллографу USB Autoscope:

Подключиться параллельно сигнальным щупом осциллографа к выходу ДПКВ
Если установлена система зажигания DIS поставить щуп синхронизации на первый цилиндр, индивидуальная катушка — воспользоваться индуктивным датчиком.
Запустить двигатель и дать работать на холостом ходу.
Активировать скрипт CSS
Через 5-10 секунд плавно поднять обороты до 3000 и опустить.
Спустя 5-10 секунд резко поднять обороты и выключить искру оставив педаль газа полностью нажатой.
Остановить скрипт.

Анализ теста Андрея Шульгина

Нажать кнопку «Выполнить скрипт»
Задать входную информацию для анализа: количество и порядок работы цилиндров, угол опережения зажигания с погрешностью ±10°.
Анализируем полученную картинку.

График скрипта CSS

Холостой ход — снижена эффективность 3 цилиндра. 8.
Низкая компрессия в 3 цилиндре.

Таким образом, за 5 минут можно найти причину «троящего» двигателя, не откручивая свечи и не замеряя компрессию.

Порядок проведения теста эффективности на осциллографе Мотодок 3

Порядок снятия скрипта аналогичный USB Autoscope:

Анализ осциллограммы давления в цилиндре

Для снятия характеристики газодинамических процессов в цилиндре в комплекте с Мотортестером прилагается датчик давления на 16 атм. Двигатель должен быть прогрет до температуры 80-90 °C

Порядок проведения теста:

Датчик давления вкрутить вместо свечи. Высоковольтный провод проверяемого цилиндра соединить с разрядником и подключить к нему датчик синхронизации первого цилиндра.
Выключить форсунку в проверяемом цилиндре.
Запустить прибор.
Завезти двигатель и дать работать на холостых оборотах.
Получить осциллограмму давления синхронизированную по ВМТ 0°C, как показано ниже.

Выпускной клапан открывается на 160° — метка смещена

Важно проанализировать две точки на осциллограмме:

Момент открытия выпускного клапана. На моторах без фазовращателей значение 140-145°, с фазовращателями порядка 160°.
Момент перекрытия, когда выпускной и впускной клапана открыты одновременно. Должен быть 360-360°.

При отклонениях от этих значений, можно говорить о смещении фаз газораспределения.

Все вышеприведенные методы работы с мотор тестером можно делать в различной последовательности. Все зависит от конкретного случая. Где-то достаточно провести тест Шульгина или снять характеристику давления в цилиндре. Главное найти неисправность меньшими потерями для владельца автомобиля.

Alex_EXE » Утилита для просмотра CSV осциллограмм — CSV See

Многие цифровые осциллографы позволяют сохранять наблюдаемые осциллограммы в виде графических файлов и CSV таблиц, так же возможны и другие форматы. Если с графическими файлами всё понятно, их можно без проблем открыть на любом компьютере, мобильном устройстве, то с табличными файлами дела обстоят немного посложнее. Минус картинки в том, что она отображает только заснятый кадр (скриншот экрана осциллографа), таблицу же можно просматривать, как угодно и производить с полученными значениями различные расчёты.

Программа CSV See

Для визуального наблюдения сохранённых осциллограмм в формате CSV таблиц была написана небольшая простая утилита — CSV See.

Утилита позволяет просматривать одноканальные осциллограммы до 20 миллионов точек. Программа писалась под форматы осциллограмм получаемых с осциллографа Rigol и утилиты RIGOL see RUU, на файлах полученных с других моделей осциллографов пока не проверялась. Размер рабочей области программы 1000х500 точек. Программа требует примерно 165МБ оперативной памяти, из-за статически выделенного фрагмента памяти под 20 миллионов точек. Если утилита окажется востребованной, в том числе у меня, то будет проведена оптимизация и расширение функционала. Утилиты была написана, т.к. поверхностное гугление не помогло найти готовой бесплатной и не привязанных к оборудованию программы под поставленную задачу. Так же, если Вы можете порекомендовать хорошую программу для просмотра CSV осциллограмм то буду благодарен (желательно через обратную связь).

Навигация по осциллограмме осуществляется с помощью курсора мыши: поддерживается перетаскивание графика по горизонтали и зуммирование с помощью колёсика мыши. Перетаскивание графика возможно 2-мя способами: прокруткой с изменяемой скоростью и перетаскиванием. Выбор режима осуществляется правым кликом по кнопке Move — включающем перетаскивание.

Выбор режима прокрутки

Программа поддерживает курсорные измерения с 2-мя типами курсоров (Display cursor — более наглядный, Mouse Cursor — менее требовательный к ресурсам компьютера), выбор типа курсора осуществляется из выпадающего меню при правом щелчке мыши на кнопку включения курсорных измерений. Выход из режима курсорных измерений — правый клик мыши на рабочую область или нажатие на кнопку курсорных измерений.

Выбор типа курсора в режиме курсорного измерения

Если программу использовать на устаревших компьютерах то для ускорения работы можно включить режим быстрого отображения осциллограмм, в ущерб просчёта пиков всех семплов, на интервал времени одной временной отображаемой линии.

Переключение режима точного и быстрого отображения

Загрузка 309МБ файла с 14 миллионами точек.

Программа изначально писалась для работы с осциллограммами полученными с осциллографа Rigol, позже в программу началось добавление поддержки осциллограмм полученных и с других моделей осциллографов. Программа в режиме авто декодирования осциллограмм — умеет распознавать с какой модели прибора были получены данные. Список поддерживаемых моделей осциллографов приведен в конце статьи. Модели осциллографов из той-же линейки, из схожих линеек и даже от одной марки прибора могут открываться, но без проверки наверняка сказать не полуится.

Выбор модели осциллографа.

Примеры файлов, с которыми работает программа:

Фрагмент файла сгенерированный осциллографом Rigol DS2072A

X,Ch2,Start,Increment,
Sequence,Volt,-7.182078e-02,2.000000e-08,
0,3.240000e+00,
1,3.360000e+00,
2,3.240000e+00,
3,3.300000e+00,
4,3.340000e+00,

13999997,3.300000e+00,
13999998,3.280000e+00,
13999999,3.300000e+00,

Фрагменты файлов сгенерированные:

Внимание приведены только фрагменты файлов, для тех, кому интересно увидеть их структуру. Большая часть осциллограмм по средине файлов вырезана и на месте вырезанного фрагмента оставлена пустая строка. Программа не может работать с разорванными данными, для просмотра используйте полноценный пример.
Программа проверена/доработана для работы с вышеперечисленными осциллографами и утилитами.

Скачать программу CSV See v0.001.025

Изменения в версии v0.001.025 от 2019.06.25

Добавлена возможность выбора канала для csv файлов с несколькими осциллограммами, для моделей осциллографов: Rigol, АКИП и Agilent.
Добавлено автодетектирование осциллографов Rigol, АКИП и Agilent, если в одном файле несколько осциллограмм.

Скачать программу CSV See v0.001.024

Изменения в версии v0.001.024 от 2019.04.16

Добавлена поддержка Keysight (Agilent) MSO9104A.

Скачать программу CSV See v0.001.023

Изменения в версии v0.001.023 от 2017.07.20

Добавлена поддержка АКИП 4125/2А (1 канал).

Скачать программу CSV See v0.001.022

Изменения в версии v0.001.022 от 2017.03.20

Добавлена поддержка осциллограмм измерителя длительных процессов Al Oscilloscope 6x.

Скачать программу CSV See v0.001.020

Изменения в версии v0.001.018 от 2017.02.24

Добавлен Scroll Bar.
Добавлена цена деления (вольт на клетку и секунд на клетку).
Добавлено динамическое выделение памяти.
Максимальное количество точек увеличено до 60 000 000. (Внимание! программе максимум требуется 460 МБ ОП).
Добавляется поддержка осциллограмм с осциллографа Hantek DSO5202B (1 канал).
Добавлена поддержка осциллограмм осциллографа АКИП-4115/2 (1 канал).
Добавлена поддержка дробной развёртки по высоте.
Добавлен алгоритм вписывания осциллограммы по высоте.
Мелкие доработки.

Скачать программу CSV See v0.001.014

Программа обновлена 25.06.2019
Статья обновлена 29.01.2017

Motorhelp.ru диагностика и ремонт двигателя

Мотор-тестер позволяет детально продиагностировать состояние высоковольтной части системы зажигания по анализу осциллограммы вторичного напряжения. Цифровой осциллограф, который является основой современного мотор-тестера, способен отображать диаграмму высокого напряжения системы зажигания в реальном времени. Кроме того, встроенное программное обеспечение рассчитывает параметры импульсов зажигания, такие как пробивное напряжение, время и напряжение горения искры. Научившись читать осциллограммы, можно понять какие процессы происходят в системе зажигания двигателя и быстро вычислить неисправность.

В этой статье рассмотрим подробно анализ каждого участка осциллограммы вторичного напряжения, процессы зарождения и горения искры, а также типичные неисправности системы зажигания.
Статья содержит большое количество изображений, за что я выражаю благодарность специалистам фирмы Quantex Laboratory.
Типичная осциллограмма вторичного напряжения исправной системы зажигания.

В этой точке начинает заряжатся катушка энергией.

Промежуток времени, которое заряжается катушка

Момент отсечки или “насыщения” катушки

Типичный пример ВАЗовских контроллеров, когда момента “насыщения” не видно.

А вот этот случай уже дефект.

Высокий пик на осциллограмме – это момент пробоя воздушного промежутка искрой.

Чем плотнее заряд топливно-воздушной смеси, тем больше требуется напряжения для пробития искрового промежутка.
Напряжение пробоя повышается, если:

Высокая компрессия
Обедняется смесь
Появляется дополнительное сопротивление, например обрыв ВВ проводов
С увеличением зазора в свече
С уменьшением угла опережения зажигания

Напряжение пробоя понижается, если:

Низкая компрессия
Обогащается смесь
Появляются замыкания во вторичной цепи
С уменьшением зазора в свече
С увеличением угла опережения зажигания

Такая осциллограмма возникает из-за дефекта высоковольтных проводов.

“Точка искры”

Незначительный дефект вторичной цепи

Зачастую спорадические проявления неисправности можно выявить только при резкой перегазовке, когда напряжение пробоя достигает максимальных значений. На осциллограмме ниже дефект, который может проявляться, когда “шьет” свеча или высоковольтный провод.

Характерная “полочка” на осциллограмме – линия искры. Типичное время горения искры 0,8 – 1,5 мс.

Закон сохранения энергии в действии.

На холостом ходу линия искры практически ровная.

При резком открытии дроссельной заслонки увеличивается поток воздуха в цилиндре и повышается турбулентность, которую хорошо видно по шумам на линии искры.

Типичный дефект, когда искра стекает по угольной дорожке колпачка.

Чрезвычайно важный участок осциллограммы для диагностики катушки зажигания.

Типичный дефект катушки зажигания- межвитковое замыкание.

ВАЗовские катушки в связи с низкой индуктивностью имеют малое количество колебаний, что не является дефектом.

Теперь что касается диагностики систем зажигания с индивидуальными катушками. Для проверки можно подключится щупом к первичной цепи зажигания или же использовать индуктивный датчик. Я использую в своей работе последний вариант, при чем в качестве датчика у меня используется датчик положения коленчатого вала ВАЗ. Осциллограммы снятые с помощью индуктивного датчика немного отличаются от тех, которые снимаются емкостным датчиком. Типичные примеры приведены ниже:
Это нормальный разряд.

Такой пробой в катушке обычно возникает при резком открытии дроссельной заслонки:

Это осциллограмма полностью не рабочей катушки:

Это катушка имеет межвитковое замыкание. Может работать, но обычно под нагрузкой пробивает:

Еще один вариант высоковольтного пробоя. Кстати его очень легко спутать с пробоем свечи зажигания.
скачать dle 10.6фильмы бесплатно

Осциллограф

: основы | Руководство по чтению и эксплуатации

Типы волн

Большинство волн можно разделить на следующие типы:

Синусоидальные волны.
Квадратные и прямоугольные волны.
Пилообразные и треугольные волны.
Формы ступеней и импульсов.
Периодические и непериодические сигналы.
Синхронные и асинхронные сигналы.
Сложные волны.

Далее мы рассмотрим каждый из этих типов волн.

Синусоидальные волны

Синусоидальная волна является основной формой волны по нескольким причинам. Он обладает гармоничными математическими свойствами “€ это та же форма синуса, которую вы, возможно, изучали в классе тригонометрии.

Напряжение в розетке меняется как синусоида. Испытательные сигналы, генерируемые схемой генератора сигналов, часто являются синусоидальными. волны.

Большинство источников питания переменного тока генерируют синусоидальные волны (переменный ток означает переменный ток, хотя и переменное напряжение тоже; постоянный ток означает постоянный ток, что означает постоянный ток и напряжение, которое производит батарея.Затухающая синусоида – это особый случай, который вы можете увидеть в цепи, которая колеблется, но со временем спадает.

Квадратные и прямоугольные волны

Прямоугольная волна – еще одна распространенная форма волны. По сути, прямоугольная волна – это напряжение, которое включается и выключается (или повышается и понижается) через определенные промежутки времени. Это стандартная волна для тестирования усилителей. Хорошие усилители увеличивают амплитуду прямоугольной волны с минимальными искажениями.

Телевидение, радио и компьютерные схемы часто используют прямоугольные волны для синхронизации сигналов.Прямоугольная волна похожа на прямоугольную, за исключением того, что высокие и низкие временные интервалы не имеют равной длины. Это особенно важно при анализе цифровых схем.

Пилообразные и треугольные волны

Пилообразные и треугольные волны возникают из-за схем, предназначенных для линейного управления напряжением, таких как горизонтальная развертка аналогового осциллографа или растровая развертка телевизора.

Переходы между уровнями напряжения этих волн изменяются с постоянной скоростью.Эти переходы называются рампами.

Формы ступеней и импульсов

Такие сигналы, как шаги и импульсы, которые возникают редко или непериодически, называются однократными или переходными сигналами.

Шаг указывает на внезапное изменение напряжения, подобное изменению напряжения, которое вы видите, если вы включаете выключатель питания.

Импульс указывает на внезапные изменения напряжения, похожие на изменения напряжения, которые вы видите, если вы включите, а затем снова выключите питание. Импульс может представлять один бит информации, проходящий через компьютерную схему, или это может быть сбой или дефект в цепи.

Набор распространяющихся вместе импульсов создает последовательность импульсов. Цифровые компоненты в компьютере взаимодействуют друг с другом с помощью импульсов. Эти импульсы могут быть в форме последовательного потока данных, или несколько сигнальных линий могут использоваться для представления значения на параллельной шине данных. Импульсы также распространены в рентгеновском, радиолокационном и коммуникационном оборудовании.

Периодические и непериодические сигналы

Повторяющиеся сигналы называются периодическими сигналами, а сигналы, которые постоянно меняются, называются непериодическими сигналами.Неподвижное изображение аналогично периодическому сигналу, в то время как фильм аналогичен непериодическому сигналу.

Синхронные и асинхронные сигналы

Если между двумя сигналами существует временная зависимость, эти сигналы называются синхронными. Сигналы часов, данных и адреса внутри компьютера являются примерами синхронных сигналов.

Асинхронные сигналы – это сигналы, между которыми не существует временной зависимости. Поскольку не существует временной корреляции между нажатием клавиши на клавиатуре компьютера и часами внутри компьютера, эти сигналы считаются асинхронными.

Сложные волны

Некоторые формы сигналов сочетают в себе характеристики синусов, квадратов, ступеней и импульсов для создания сигналов сложной формы. Информация о сигнале может быть встроена в виде изменений амплитуды, фазы и / или частоты.

Например, хотя сигнал на рисунке 6 является обычным композитным видеосигналом, он состоит из множества циклов высокочастотных сигналов, встроенных в низкочастотную огибающую.

В этом примере важно понимать относительные уровни и временные отношения шагов.Для просмотра этого сигнала вам понадобится осциллограф, который улавливает низкочастотную огибающую и смешивает высокочастотные волны с градацией интенсивности, чтобы вы могли видеть их общую комбинацию в виде изображения, которое можно интерпретировать визуально.

Цифровые люминофорные осциллографы (DPO) лучше всего подходят для просмотра сложных волн, таких как видеосигналы, показанные на рисунке 6. Их дисплеи предоставляют необходимую информацию о частоте появления или градацию интенсивности, которая необходима для понимания формы волны действительно делает.

Некоторые осциллографы могут отображать определенные типы сложных сигналов особым образом. Например, телекоммуникационные данные могут отображаться в виде глазковой диаграммы или диаграммы созвездия:

Рисунок 6 : Составной видеосигнал NTSC является примером сложной волны.

Телекоммуникационные цифровые сигналы данных могут отображаться на осциллографе в виде сигнала особого типа, называемого глазковой диаграммой. Название происходит от сходства формы волны с серией глаз (рис. 7).

Глазковые диаграммы формируются, когда цифровые данные из приемника дискретизируются и подаются на вертикальный вход, а скорость передачи данных используется для запуска горизонтальной развертки. Глазковая диаграмма отображает один бит или единичный интервал данных со всеми возможными краевыми переходами и состояниями, наложенными на одном всеобъемлющем представлении.

Созвездие – это представление сигнала, модулированного схемой цифровой модуляции, такой как квадратурная амплитудная модуляция или фазовая манипуляция.

Осциллограф: основные сведения: осциллограммы 101 | Tektronix

Недавно мне представилась возможность поговорить с некоторыми начинающими инженерами об осциллографах.Оказывается, работа в электронной промышленности заставила меня воспринимать как должное больше, чем несколько вещей. Когда они спросили, «что такое форма волны», я не был готов к быстрому ответу. Это привело к мысли, что сообщение в блоге об основных формах сигналов может помочь тем, кто только начинает узнавать об этих волнистых линиях на дисплеях осциллографов. Хотя формы волн важны во многих дисциплинах, таких как биотехнология, химия, сейсмология и многие другие, я собираюсь остановиться на электронике. Я предлагаю другим также поделиться своими мыслями о формах волны.

Осциллографы и осциллограммы

Когда инженеры, техники и ученые хотят увидеть, как меняется напряжение со временем, они достигают осциллографов. Часто эти изменения представляют собой информацию, поэтому мы называем их сигналами. Осциллографы позволяют наблюдать одно или несколько напряжений, которые меняются во времени, и отображать их в виде двухмерного графика. Вертикальная ось (Y) представляет напряжение, а горизонтальная (X) – время.

Это не так просто, как кажется.В мире современной электроники сигналы меняются миллионы раз в секунду. Когда вы нанесете эти изменения на осциллограф, график примет некоторую форму. Эта форма является формой волны, и ее характеристики могут многое вам сказать. (Ниже приведены два отличных справочника по осциллографам, но посмотрите график на странице Осциллографы: Загляните внутрь, чтобы узнать больше о внутренней работе осциллографа и основных формах сигналов.)

Формы сигналов

могут рассказать вам многое о сигнале, в том числе:

Минимальное и максимальное напряжения сигнала
Частота колебательного сигнала
Как схема изменяет сигнал при движении по цепи
Как частота или синхронизация сигнала меняются с течением времени
Независимо от того, неисправен ли компонент искажает сигнал
Какая часть сигнала является шумом и меняется ли шум со временем

Общие формы сигналов

Термин «волна» обычно относится к шаблону, который повторяется во времени.Примеры включают звуковые волны, мозговые волны, океанские волны и волны напряжения.

Волны – это графическое изображение волны. Форма волны напряжения состоит из времени по оси (X) и напряжения по оси (Y).

Осциллограммы многое говорят о сигнале. Когда есть изменение в высоте формы волны, напряжение изменилось, а когда есть плоская горизонтальная линия, вы знаете, что не было никаких изменений в течение определенного периода времени.

Прямые сегменты показывают линейное изменение, повышение или падение напряжения с постоянной скоростью.Резкие волны указывают на резкое изменение напряжения. Достаточно просто, правда?

Вот некоторые общие формы волны и характеристики формы:

Синусоидальные волны – основная форма волны с гармоничными математическими свойствами. Синусоидальные волны могут быть напряжением в вашей розетке, тестовыми сигналами, создаваемыми осцилляторной схемой генератора сигналов и многими источниками питания переменного тока.
Квадратные и прямоугольные волны – Прямоугольная волна – еще одна распространенная форма волны, которая включается и выключается (высокая или низкая) через равные промежутки времени.Он часто используется для проверки усилителей – в телевизионных, радио и компьютерных схемах часто используются эти типы волн для синхронизации сигналов. Прямоугольные волны во многом похожи на прямоугольные, за исключением того, что высокие и низкие временные интервалы не имеют равной длины. Эти типы волн важны при анализе цифровых схем.
Пилообразные и треугольные волны – Эти зубчатые волны состоят из прямых линий. Их можно использовать для тестирования систем, предназначенных для линейного «сканирования» или «развертки», таких как лазерные сканеры, электронные микроскопы и радиочастотные сканеры.
Шаг и формы импульса – Шаговые сигналы указывают на внезапное изменение, которое вы увидите, если вы включите выключатель питания, а импульсный сигнал аналогичен изменениям напряжения, которые вы увидите, если вы включите выключатель питания, а затем снова выключите .

Большинство реальных сигналов не имеют четкой формы и регулярного повторяющегося рисунка. Многие сигналы вообще не повторяются. И многие сигналы объединяют характеристики двух или более общих сигналов, указанных выше. По мере развития информационных технологий инженеры работали над наполнением сигналов все большей и большей информацией, поэтому формы сигналов становились все более сложными

Измерение

Существует несколько способов количественной оценки характеристик сигналов, и путем измерения этих характеристик мы можем судить качество сигналов.Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных характеристик сигналов, все из которых можно измерить, посмотрев на график XY на дисплее осциллографа:

Напряжение – это величина электрического потенциала или сила сигнала между двумя точками. в цепи. Обычно измеряют напряжение от самого высокого пика до самой низкой «впадины», называемого размахом напряжения. Есть несколько других характеристик напряжения, включая максимальное напряжение (см. Также Амплитуда ниже), минимальное напряжение и среднеквадратичное напряжение.
Амплитуда – Относится к величине напряжения между двумя точками в цепи, измеренному от земли или нуля вольт до максимального напряжения.
Напряжение смещения – Среднее напряжение формы волны может быть смещено выше или ниже нуля вольт. Этот сдвиг называется смещением, и его легко измерить, посмотрев на форму волны на осциллографе.
Частота и период – Если сигнал повторяется, он имеет частоту. Повторяющийся сигнал также имеет период, который представляет собой время, необходимое сигналу для завершения одного цикла.Сигналы частоты и периода являются обратными друг другу, так что 1 / период равняется частоте, а 1 / частота равняется периоду. Электронные сигналы охватывают широкий спектр от нескольких циклов в секунду (герц) до миллиардов циклов в секунду (гигагерцы) или даже выше.
Время нарастания и спада – Требуется некоторое время, чтобы сигнал изменился с низкого уровня на высокий или наоборот. Как вы могли догадаться, это важная характеристика сигналов в цифровых системах, которые кодируют информацию как с высоким, так и с низким уровнями напряжения.Для современных цифровых систем это время действительно короткое – порядка миллиардных долей секунды.

Современные цифровые осциллографы имеют функции, которые упрощают измерение сигналов. На передней панели есть кнопки и / или экранные меню, из которых вы можете выбрать полностью автоматизированные измерения, включая амплитуду, период, время нарастания / спада и многое другое.

Заключение

Итак, вот, простыми словами, основные входные и выходные сигналы и то, что вы можете ожидать увидеть на экране осциллографа.Если вы хотите большего, обязательно посмотрите это видео «Как пользоваться осциллографом» от пары наших экспертов Tektronix или посетите наш веб-сайт и загрузите полное 60-страничное руководство по осциллографам.

Это ни в коем случае не последнее слово по сигналам. Как вы описали бы то, что можно увидеть на экране осциллографа? Звоните внизу!

С момента публикации вышеупомянутого блога Tektronix в настоящее время предлагает скидки до 89% на программные модули для соответствующих осциллографов.Ознакомьтесь с подробностями здесь и сэкономьте!

Выполнение измерений с помощью осциллографа

Техник, выполняющий измерения с помощью осциллографа для ремонтных работ. Кроме того, автомобильный инженер использует осциллограф для сопоставления аналоговых данных от датчиков с последовательными данными от блока управления двигателем. Компьютерные инженеры используют осциллографы для измерения потребления микрочипов.

Что такое осциллограф?

Цифровой запоминающий осциллограф – это электронное устройство, используемое для просмотра электрических сигналов.Он состоит из экрана дисплея, входов и нескольких элементов управления, которые в основном используются для проведения измерений.

Базовая операция

Для проведения измерений с помощью осциллографа вы сначала подключаете электрический сигнал, который хотите просматривать, к одному из входов осциллографа, которых обычно два, с маркировкой A и B.

Примечание: при первом включении осциллографа сигнал не будет виден до тех пор, пока вы не отрегулируете два параметра: вольт / деление и время / деление (или развертку).

1. Для измерения вертикальной шкалы вольты на деление определяют количество вольт для каждого вертикального деления.

2. Время / деление контролирует горизонтальную шкалу. Время, в течение которого отображается каждое горизонтальное деление, соразмерно изменяется при настройке времени / деления.

Отрегулируйте эти две настройки до тех пор, пока сигнал не будет четко отображаться на экране осциллографа. Подробнее о том, как работать с осциллографом, вы можете прочитать в этой статье Университета Небраски.

Амплитуда переменного тока

Для выполнения измерений с помощью осциллографа амплитуды переменного тока (AC) вы начинаете с подачи сигнала переменного тока на один из входов осциллографа перед его оптимизацией. Сигнал переменного тока будет колебаться и напоминать синусоидальную волну. Вы будете измерять амплитуду сигнала, подсчитывая количество вертикальных делений между самой высокой и самой низкой точками сигнала (то есть его пиком и минимумом). Вы можете получить амплитуду в вольтах, умножив количество делений по вертикали на ваши настройки вольт / деление.

Частота переменного тока

Если вы хотите измерить частоту переменного тока, вам следует подключить сигнал переменного тока к одному из входов цифрового осциллографа и оптимизировать сигнал. Подсчитайте количество горизонтальных делений от одной верхней точки до следующей (т. Е. От пика до пика) вашего колебательного сигнала. Затем вы умножите количество горизонтальных делений на время / деление, чтобы найти период сигнала. Вы можете рассчитать частоту сигнала с помощью следующего уравнения: частота = 1 / период.

Напряжение сигнала постоянного тока

Чтобы выполнить измерения с помощью осциллографа для напряжения сигнала постоянного тока (DC), вы сначала включаете осциллограф, не подключая входной сигнал. (Обратите внимание, что сигнал постоянного тока будет ровным на дисплее вашего осциллографа.) Поместите линию осциллографа над нулевым уровнем напряжения с настройкой вертикального положения. Затем подключите тракт сигнала постоянного тока к одному из входов осциллографа. После подключения сигнала вы заметите сдвиг линии осциллографа по вертикальной оси.Вы подсчитаете количество делений по вертикали, на которое смещается линия вашего осциллографа, и умножьте деления по вертикали на вольт / деление, чтобы найти напряжение сигнала постоянного тока.

Узнайте больше и приобретите осциллографы с цифровой памятью у специалистов по схемам здесь.

Осциллограф

Запуск и запуск осциллографа »Электроника

Функция триггера – одна из самых полезных функций осциллографа. Знание того, как использовать триггер осциллографа, является ключом к возможности его эффективного использования.

Осциллограф Учебное пособие Включает:
Основы осциллографа Типы осциллографов Характеристики Как пользоваться осциллографом Запуск области видимости Пробники осциллографа Технические характеристики пробника осциллографа

Типы областей: Аналоговый прицел Объем аналогового хранилища Цифровой люминофор Цифровой прицел Объем USB / ПК Осциллограф смешанных сигналов MSO

Функция запуска осциллографа позволяет постоянно отображать повторяющиеся сигналы на экране.Триггер позволяет временной развертке начинать сканирование с одной и той же точки при каждом повторении сигнала.

Таким образом, запуск осциллографа позволяет осмысленно просматривать формы сигнала, в противном случае развертка по времени будет начинаться в случайной точке формы сигнала каждый раз, когда форма волны повторяется, и изображение формы сигнала не будет иметь смысла.

Концепция запуска осциллографа

Основная концепция функции запуска осциллографа заключается в том, что часть входящего сигнала подается в схему компаратора.

Передняя панель осциллографа с элементами управления запуском

Когда напряжение формы волны достигает необходимого уровня, компаратор переключается и отправляет сигнал запуска в базу времени. Это обеспечивает точную синхронизацию временной развертки с отображаемой формой сигнала, чтобы она оставалась стабильной на экране.

Точка запуска на осциллограмме

Уровень запуска и крутизна осциллографа

Для получения необходимого изображения на осциллографе триггер можно отрегулировать двумя основными способами: как уровень, так и направление наклона можно выбрать как на аналоговом, так и на цифровом осциллографе.

Регулятор уровня напряжения триггера устанавливает напряжение, при котором триггер срабатывает. При изменении этого напряжения изменяется точка на осциллограмме, в которой начинается шкала времени.

Изменение точки напряжения запуска осциллографа

Видно, что при изменении напряжения запуска изменяется положение на осциллограмме.

Наклон синхронизации, как указывает название, определяет, запускается ли развертка по временной развертке по положительному или отрицательному фронту или наклону.

Запуск осциллографа по положительному и отрицательному наклону

Источники запуска осциллографа

Сигнал, по которому может запускаться осциллограф, может быть получен различными способами.Иногда наличие внешнего источника для запуска может сделать сигнал более стабильным и сделать его более стабильным.

Канал сигнала: Самым распространенным источником сигнала, используемого для обеспечения запуска, является сам канал сигнала. На нескольких каналах по умолчанию запускается канал A, но обычно также возможен запуск и по другим каналам. Запуск может быть помечен как канал A / B или эквивалент
Внешний источник: На большинстве осциллографов есть возможность выбора внешнего источника запуска.Это может быть очень полезно, когда система синхронизирована с внешним сигналом. Обычно для этих внешних сигналов можно иметь такой же контроль напряжения запуска и крутизны.
Видео: Запуск по видеосигналу широко использовался для аналогового видео и телевидения. Схема запуска извлекала синхроимпульсы, которые были встроены в аналоговый видеосигнал, и использовала их.
Линия: При использовании функции запуска по линии осциллограф будет запускаться по входу питания или по форме сигнала линейного напряжения.Эта форма запуска была полезна для обнаружения проблем, связанных с линией.

Удержание триггера

Одна возможность, которая особенно полезна при запуске более сложных сигналов, известна как управление удержанием триггера.

Вероятно, проще всего объяснить работу задержки запуска с точки зрения аналоговых осциллографов.

После завершения развертки осциллографа луч гаснет, и осциллограф возвращает напряжение развертки обратно в начальную точку.При гашении луча или следа обратный ход не отображается на экране.

Во время развертки и обратного хода или обратного хода схема запуска будет игнорировать любые дальнейшие импульсы запуска, которые могут поступить, и будет «удерживаться» до тех пор, пока развертка и обратный ход не будут завершены.

Как только кривая вернется в начальную точку, она будет готова к повторному запуску, и первая точка на кривой, которая появится, заставит ее начать снова.

Удержание триггера осциллографа

Элемент управления задержкой триггера дает возможность пользователю осциллографа добавить дополнительную задержку к повторному включению цепи триггера после окончания периода развертки / возврата.Это дает контроль над скоростью запуска осциллографа. Когда у некоторых сигналов есть несколько точек, в которых они могут запускать осциллограф, это может помочь добавить ясности отображаемому изображению на осциллографе.

Для формы волны выше осциллограф будет запускаться по первому импульсу после конца отображаемой области, и в этом примере это не то, что нужно, и это приведет к неустойчивому отображению.

Хотя это было объяснено с точки зрения аналоговых осциллографов, тот же процесс доступен и для цифровых осциллографов, хотя работа под передней панелью будет несколько иной.

Автоматический запуск осциллографа

Функция триггера работает, когда сигнал присутствует и осциллограф срабатывает. Однако, когда сигнал отсутствует, полезно иметь возможность видеть, где находится кривая, например, для установки кривой в определенное место на экране перед подачей сигнала и выполнением измерения.

Для устранения недостатка трассировки в условиях отсутствия или слабого сигнала добавлена возможность автоматического запуска.

Автоматический запуск осциллографа запустит развертку при отсутствии сигнала.Таймер в прицеле обнаруживает, что прицел не запускался какое-то время, и запускает развертку. Часто можно установить задержку.

Для большинства случаев использования осциллографа его можно оставить в режиме автоматического запуска и установить только на «нормальный» для более точных измерений и осциллограмм.

Расширенные возможности запуска осциллографа

С появлением цифровых осциллографов появилось много возможностей для расширенных параметров запуска. Все они могут использоваться для поиска и отображения сигналов, для которых могут потребоваться более сложные параметры запуска.Однако с помощью программного обеспечения в цифровых осциллографах этого теперь можно достичь, тогда как с аналоговыми осциллографами это было невозможно.

Запуск A и B: Хотя многие осциллографы предлагают запуск по каналам A и B, некоторые цифровые осциллографы предлагают более сложные варианты запуска для каналов A и B. Например, они могут предложить логическую квалификацию, чтобы контролировать, когда искать различные события. Другие могут иметь форму отложенного запуска через заданное время после предыдущего события запуска.
Запуск по последовательному шаблону: Эта форма триггера проверяет поток последовательных данных и запускается после того, как обнаружен заданный последовательный шаблон. Это может быть особенно полезно при тестировании или отладке цифровых или микропроцессорных схем.
Поиск и отметка: Эта форма триггера сканирует несколько типов событий перед запуском. Отдельные отметки могут быть добавлены к частям развертки, чтобы выделить области.
Коррекция триггера: Иногда бывает необходимо скорректировать задержки триггера в очень быстрых системах.Поскольку триггерный и сигнальный тракты имеют разные временные задержки, существует внутренняя разница во времени между положением триггера и собираемыми данными. Это может привести к дрожанию на дисплее или перекосу. Чтобы преодолеть это, используется система коррекции триггера, которая компенсирует разницу задержек между триггером и путями сбора данных. При использовании в этом режиме точку запуска можно использовать как точку отсчета для измерения.

Система запуска осциллографа является одним из ключевых элементов всего измерительного прибора.С увеличением сложности оборудования это также приводит к повышению уровня сложности формы сигнала, для чего требуются более сложные системы запуска. В результате большинство новых осциллографов предлагают более широкие возможности запуска.

Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра Измеритель LCR Дип-метр, ГДО Логический анализатор Измеритель мощности RF Генератор радиочастотных сигналов Логический зонд Тестирование и тестеры PAT Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI GPIB Граничное сканирование / JTAG
Вернуться в тестовое меню.. .

Диагностика автомобильной лаборатории

1. Что такое осциллограф?

В отличие от вольтметра, с помощью осциллографа вы можете видеть не только средние значения напряжения в измеренных цепях, но также изменение и форму этого напряжения во времени.

Все осциллографы имеют экраны, на которых отображается форма сигнала. Экран может быть типа электронно-лучевой трубки, жидкокристаллического дисплея (ЖКД) или в виде компьютерной программы.Типовой экран осциллографа разделен на равные промежутки (деления), что позволяет визуально интерпретировать параметры сигнала.

Графические изображения, отображаемые на мониторе, называются сигналами. Обычно осциллографы показывают только кривые напряжения. Эта форма визуализации показывает изменение напряжения во времени.

Деления, отмеченные на горизонтальной оси (x), позволяют измерять временные параметры, а вертикальная ось (y) позволяет измерять значения напряжения.

2. Для чего нужны осциллографы в автомобильной диагностике?

Осциллограф помогает нам быстро и легко найти проблему. Часто проблема не записывает код ошибки (DTC) в соответствующий ECU, код неисправности, который можно прочитать с помощью считывателя кода. Обычно код неисправности регистрируется при обрыве кабеля или при коротком замыкании кабеля на положительный или отрицательный источник питания. Но когда детектор или механизм перестали работать в каком-то среднем положении, ошибка не регистрируется.В этом случае, как и в случае, когда вам нужно найти причину, по которой должна быть записана ошибка, автомобильный осциллограф – ваш самый необходимый инструмент.

С увеличением количества датчиков, исполнительных механизмов и электрических схем, встроенных в современные автомобили, автомобильный осциллограф стал инструментом, который быстрее и проще диагностирует неисправности в автомобиле. Осциллограф – незаменимый инструмент, когда вам нужно наблюдать выходные сигналы от индуктивных датчиков, выходные сигналы которых образуют импульсную последовательность, медленно меняющиеся аналоговые сигналы, первичные и вторичные цепи зажигания, абсолютное давление во впускном коллекторе, формы сигналов тока стартера, зарядные токи и т. Д. и Т. Д.

3. Какие бывают типы осциллографов?

Аналоговый осциллограф
Осциллографы с экранами с электронно-лучевой трубкой. Они показывают подробную графику и обычно могут отображать высокие частоты, но не подходят для наблюдения за короткими процессами, повторяющимися в течение длительного промежутка времени, или относительно медленными процессами, такими как процессы в автомобиле.

Цифровой запоминающий осциллограф
Наблюдаемый результат цифрового запоминающего осциллографа почти идентичен аналоговому, но сигнал, отображаемый на DSO, можно «заморозить» на экране, сохранить на жестком диске ПК и использовать позже или напечатанный.Более того, можно сохранить только текущий «экран», показанный на мониторе, а затем можно открыть последовательность из многих экранов и наблюдать во времени в виде анимации. Можно распечатать любой экран, сохраненный в рабочем файле.

Существует два типа цифровых осциллографов: независимые, которые являются внешними устройствами, и осциллографы для ПК. Осциллографы на базе ПК представляют собой новый тип «осциллографов», который состоит из специализированной платы сбора сигналов, которая может быть внешним USB-портом или устройством с параллельным портом, либо внутренней дополнительной платой PCI или ISA.

Осциллографы с одной, двумя и несколькими трассами
В зависимости от количества измерительных входов аналоговые и цифровые осциллографы можно разделить на 3 типа: осциллографы с одним, двумя и несколькими трассами.

Универсальные и специализированные осциллографы
В зависимости от назначения осциллографы делятся на 2 группы – универсальные и специализированные. При ремонте автомобилей используется анализатор зажигания, чтобы показать формы искры для каждого цилиндра.Таким образом, специализированные автомобильные осциллографы также используются для проверки форсунок, ABS, датчика O2, быстрых тестов на сжатие, топливного насоса, шины CAN и многого другого. Motortester – это специализированный автомобильный осциллограф.

4. Что такое универсальный осциллограф?

Универсальный осциллограф – это электронное измерительное устройство, используемое только для измерения электрического напряжения во времени. Экран осциллографа показывает изменения одного или нескольких входных сигналов с течением времени на дисплее X-Y, что позволяет учитывать амплитуду и форму напряжения, а также выполнять измерения фазы и частоты сигнала.

Для того, чтобы осциллограф мог наблюдать другие физические параметры, а также определять напряжения за пределами исходного диапазона, используются различные типы дополнительных приспособлений и трансформаторов, которые преобразуют данный вход в напряжение.

5. В чем разница между мототестером и лабораторным прицелом?

Motortester – это один из видов специализированных осциллографов, используемых для автоматической диагностики.

Основное различие между мотор-тестером и универсальным осциллографом заключается в том, что мотор-тестер способен визуализировать краткосрочные процессы, такие как процесс зажигания искры.Этот процесс исключительно быстр, а период повторения зажигания искр во времени во много раз больше, чем время существования самой искры. Это легко заметить при испытании двигателя на холостом ходу, когда проводится большая часть измерений.

Например: если мы наблюдаем цикл зажигания 4-цилиндрового бензинового двигателя и искру зажигания, которая длится около 2 мс, при 800 об / мин, период времени между искрами на одном цилиндре будет 150 мс. Это означает, что «длина» искры будет составлять около 2% фактического рабочего цикла, и поэтому горение искры будет отображаться как очень тонкие линии на экране осциллографа, и никакой информации о нем не будет. фазы воспламенения будут видны.Из-за этого многие средства диагностики вынуждены увеличивать число оборотов двигателя, таким образом сокращая цикл зажигания, таким образом «насыщая» форму волны цикла.

Мототестер показывает все цилиндры одновременно и позволяет детально наблюдать за периодом времени, который включает: период ожидания, напряжение бурения, время горения и турбулентность напряжения.

Большинство мототестеров могут отображать графики цилиндров рядом друг с другом или друг под другом, исключая длительные промежутки времени между искрами, этот метод также известен как «парад».

Еще одной отличительной особенностью мототестера является то, что он может показывать свои временные деления на горизонтальной оси (x) в миллисекундах, а также в градусах – до 720 градусов.

6. Функции, позволяющие использовать осциллографы на базе ПК для автоматической диагностики.

Более низкая стоимость, чем у автономного осциллографа, при условии, что у пользователя уже есть ПК.
Простой экспорт данных в стандартное программное обеспечение ПК, такое как электронные таблицы и текстовые редакторы.
Программное обеспечение устройства может быть непосредственно установлено на ПК и обновлено с компакт-диска или напрямую загружено из Интернета без необходимости отправлять устройство обратно производителю.
Использование функций дискового хранения ПК, которые при добавлении к автономному осциллографу обходятся дорого. ПК
обычно оснащены большими цветными дисплеями с высоким разрешением, которые легче читать, чем меньшие дисплеи на обычных прицелах. Цвет можно использовать для различения форм сигналов. USB-осциллограф
на базе ПК получает питание от USB-порта, поэтому внешний источник не требуется.
USB-осциллограф, как и любое другое USB-устройство, можно включать / выключать без необходимости выключать / включать компьютер.

7. Сколько входных каналов необходимо при проведении измерений в автодиагностике

При отслеживании сигналов от датчиков, клапанов, первичной цепи зажигания, вторичной цепи зажигания и т. Д. Требуется не более одного канала. Первым видам мототестеров, которые были аналоговыми, требовалось более одного канала для одновременного отображения на экране однородных сигналов, чтобы их можно было сравнивать друг с другом. Но с DSO на основе PS это стало ненужным, потому что стандартная форма сигнала может быть сохранена на жестком диске ПК и открыта в любое время для сравнения с наблюдаемой в настоящее время.

Два канала необходимы, когда необходимо измерить последовательность во времени между двумя сигналами и сколько миллисекунд между ними. Другими словами, второй канал используется, когда необходимо наблюдать и измерять разность фаз между двумя сигналами. Примером такого измерения является одновременное наблюдение сигналов от датчика положения коленчатого вала и датчика положения распределительного вала.

Использование более 2 каналов в некоторых случаях удобнее, но бессмысленно с функциональной точки зрения.

8. Где можно найти кривые осциллографа, используемые для сравнения?

Большинство программ, содержащих техническую информацию об автомобилях, имеют разделы, заголовки которых содержат «форма волны», «образец» и «след». Другими словами, эти разделы содержат наборы стандартных сигналов. К таким программам относятся Autodata, Vivid Workshop и многие другие, содержащие техническую информацию об автомобилях. Глядя на «осциллограмму» на экране, вы не должны забывать, что это обычная система координат, подобная той, о которой все узнали в школе.Как и любая система координат, она имеет горизонтальную ось (x) и вертикальную ось (y). Вертикальная ось (высота) представляет напряжение, а горизонтальная (ширина) – время. Масштаб обеих осей можно изменять.

9. Как работать с осциллографом?

Все осциллографы имеют дисплей, на котором отображается осциллограмма. Экран может быть электронно-лучевой трубкой, ЖК-панелью; Также можно использовать монитор ПК. Здесь показан типичный экран осциллографа.

Осциллограф

На экране есть деления; они позволяют визуально измерить параметры сигналов.С делениями на горизонтальной оси измеряются временные параметры сигнала . Вертикальные деления используются для измерения силы напряжения .
Шкала «времени» может варьироваться от долей секунды до нескольких секунд. Шкала «напряжения» может варьироваться от нескольких мВ до нескольких кВ.
Графические изображения, отображаемые на экране, называются формами волны. Осциллограф может только наблюдать формы сигналов, создаваемых электрическим напряжением. На экране осциллографа отображается растянутое во времени изображение электрических колебаний, позволяющее учесть форму и амплитуду напряжения, а также выполнить измерения фазы и частоты.

Для большинства измерений требуются только 2 датчика, например мультиметр. Заземляющий кабель датчика должен быть подключен к отрицательной стороне автомобильного аккумулятора или шасси, а другой кабель должен быть подключен к кабелю, сигнал которого мы хотим проверить.

Основная терминология при работе с осциллографами

«Нулевая» линия
Если к осциллографу не подключен источник электрического тока, форма сигнала будет представлена прямой линией.Эта линия называется «нулевой», потому что она представляет уровень, соответствующий напряжению 0 В на входе осциллографа.

Форма волны – сигнал на входе осциллографа отсутствует.
(синяя линия – нулевая линия)

Положение нулевой линии можно смещать по вертикали в соответствии с геометрическим центром экрана. Необходимость перемещения нулевой линии по вертикали зависит от типа и формы сигнала, как и в случаях при использовании многоканального осциллографа для лучшей визуализации сигналов с более чем одного канала.

Когда мы подключаем к осциллографу источник постоянного тока (DC), форма волны, которую мы наблюдаем, будет прямой линией. Сама линия будет смещена по вертикали от нулевой линии. Разница между наблюдаемой формой волны и нулевой линией пропорциональна величине электрического тока.

Форма волны тока автомобильного аккумулятора 12 В

Осциллограмма напряжения автомобильного аккумулятора.
(выбран режим «только положительные значения тока»)

Большинство сигналов имеют форму, отличную от прямой.

Вертикальная чувствительность
График на экране осциллографа показывает соотношение между значениями напряжения и времени. Если амплитуда входного напряжения больше, необходимо установить более высокий диапазон вертикального усилителя. В зависимости от амплитуды сигнала для лучшего визуального результата используется соответствующий вертикальный усилитель. Возможность изменять масштаб усиления сигнала позволяет осциллографу отображать сигналы с очень высокими амплитудами, а также сигналы с очень низкими амплитудами.Подходящее значение усиления зависит от амплитудных параметров наблюдаемого сигнала. Один и тот же сигнал будет отображаться по-разному в зависимости от степени усиления. Когда необходимо показать амплитуду всего сигнала, используется больший диапазон. Меньший диапазон используется, когда необходимо детально наблюдать за формой и амплитудными параметрами отдельных участков сигнала. В таких случаях, когда сигнал имеет более высокое напряжение, на экране видна только часть сигнала.

Элементы управления временной разверткой
Осциллограф строит график напряжения слева направо, начиная с левой стороны экрана. Они выбирают горизонтальную скорость пятна при создании следа; этот процесс обычно называют разверткой. Во всех осциллографах скорость развертки выбирается и калибруется в единицах времени на одно деление основной сетки. Обычно обеспечивается довольно широкий диапазон скоростей развертки, от секунд до пикосекунд (в самых быстрых осциллографах) на деление.Как упоминалось выше, развертка измеряется в секундах. В автомобильных измерениях чаще используются миллисекунды (мс) – 1 мс = 1/1000 с. Значение развертки можно изменить с помощью переключателя времени. Один и тот же сигнал отображается по-разному в зависимости от выбранной настройки развертки. Более короткий период времени выбирается, когда необходимо детальное наблюдение за формой и временными параметрами отдельных участков сигнала. В таких случаях на экране отображается очень короткий временной фрагмент сигнала. Если нам нужно наблюдать более крупный временной фрагмент сигнала (например, при отображении отдельных импульсов с неправильной формой сигнала или пропуском импульсов), используется большая развертка.

Основные типы тралов

Элементы управления запуском развертки – синхронизация
Синхронизация необходима для стабилизации изображения сигнала на экране. Синхронизация предусматривает, что отображение каждого отдельного сигнала начинается с одной и той же точки на экране. Момент, когда начинается построение нового экрана, называется «запускающим» моментом. Из-за этого изображение на экране не перемещается или относительно стабильно.Когда нет активной синхронизации, что может быть результатом неправильной настройки синхронизации, сигнал воспринимается как мешанина.

Осциллограф не синхронизируется – мешанина типа дисплея

Для правильной настройки синхронизации необходимо установить следующее:

Регулятор уровня устанавливает пороговое напряжение. Пороговое напряжение – это значение напряжения, при котором осциллограф начинает строить график.
Регулятор наклона выбирает направление (отрицательное или положительное).

Типы синхронизации:
Автоматический режим развертки – Этот режим используется при измерении сигналов, которые периодически повторяются во времени. При использовании многоканальных осциллографов необходимо выбрать сигнал, который будет синхронизироваться. Также необходимо выбрать уровень синхронизации сигнала – падающий или нарастающий фронт.
Одиночные развертки – Этот режим используется при наблюдении сигналов, состоящих из импульсов идентичной формы. Временные интервалы между импульсами могут быть одинаковыми или изменяться.Этот режим также используется с одиночным импульсом на входном сигнале. Мы должны снова выбрать уровень синхронизации – падающий или нарастающий фронт.
Внешний триггер – Осциллограф должен иметь дополнительный вход, используемый для внешней синхронизации, чтобы можно было использовать этот режим. Автомобильные осциллографы обычно имеют сигнал синхронизации зажигания, подключенный к этому входу (цилиндр №1).
Контроль задержки – Эта функция очень полезна, когда необходимо наблюдать сложные сигналы, состоящие из нескольких частот.Чтобы эти сигналы синхронизировались на экране осциллографа, в приборе должна быть предусмотрена функция «Задержка триггера». В приведенных ниже примерах эта функция представлена ползунком в секции управления синхронизацией.

Пример сигнала, для которого требуется установка задержки, чтобы отображение сигнала было стабильным.

Предварительный запуск
Это метод визуализации сигнала на цифровом осциллографе, который помогает детально наблюдать определенные части сигнала перед синхронизацией сигнала (перед запуском).В аналоговых осциллографах такого понятия нет. Предварительная визуализация возможна, поскольку во время преобразования сигнала в цифровые данные часть значений сохраняется в буферной памяти. После синхронизации сигнала значения, хранящиеся в буферной памяти, могут быть отображены на экране.

10. Какие бывают типы электрических сигналов и каковы их параметры?

Постоянный ток и переменный ток
Постоянный ток (DC) – это однонаправленный поток электрического заряда. Может быть положительным или отрицательным. Постоянный ток вырабатывается такими источниками, как батареи и электрические машины динамо-типа. Также может быть получен от источника переменного тока с помощью устройства переключения тока, называемого выпрямителем. На картинке ниже показан ток автомобильного аккумулятора

Волна, создаваемая автомобильным аккумулятором

Другой пример гораздо более сложной природы постоянного тока – выпрямленный ток генератора.Этот ток положительный, но он также пульсирует. Эти пульсации дополнительно усиливаются тем, что в показанном ниже примере поврежден диод в выпрямительном мосту.

Пример комплексного постоянного напряжения

Переменный ток (AC) – В переменном токе движение электрического заряда периодически меняет направление. В постоянном токе (DC) поток электрического заряда идет только в одном направлении. Сигнал колеблется около 0 В. Его моментальная стоимость может быть как положительной, так и отрицательной.Такие напряжения представлены почти всеми сигналами индуктивных датчиков: датчиком CKP, датчиком CMP, сигналом датчика ABS и т. Д.
Напряжение в электрической цепи также является переменным и имеет синусоидальную форму. Все примеры, рассмотренные в разделе «Периодические и непериодические сигналы», также являются примерами переменных сигналов.

Периодические и непериодические сигналы
Сигнал является периодическим, если значения его пульсаций напряжения и форма этих пульсаций идентичны и повторяются через равные промежутки времени.
Время, необходимое для того, чтобы один периодический сигнал завершил один полный цикл, называется периодом . Количество периодов в секунду называется частотой сигнала. Если форма напряжения периодического сигнала пересекает «нулевую» линию, сигнал называется изменяющимся сигналом. Если форма волны не пересекает «нулевую» линию, сигнал является постоянным. Примеры форм различных периодических сигналов показаны ниже.

Синусоидальный периодический сигнал

Первый показанный сигнал – это синусоида.Этот сигнал характеризуется двумя параметрами – амплитудой и частотой. В автомобильной электронике аналогично синусоидальному сигналу являются сигналы, генерируемые индуктивными датчиками скорости и положения. Подобные сигналы генерируются некоторыми датчиками положения коленчатого вала (CKP), датчиками положения распределительного вала (CMP), датчиками скорости автомобиля (VSS) и другими.

Квадратный периодический сигнал

Сигнал управления форсункой – квадратный, аналогичный показанному выше.Его импульсы периодически повторяются.

Треугольный периодический сигнал

Сигналы, не повторяющиеся через равные промежутки времени, называются непериодическими.

Непериодический переменный сигнал

Примером непериодических сигналов является передача цифровых данных между различными контроллерами автомобилей. Есть еще один вид непериодических сигналов – одиночные сигналы. Это своего рода сигнал, который представлен одиночным импульсом, который может никогда не повториться или может повториться через длительный промежуток времени.

Есть еще один тип сложных сигналов, которые могут быть как периодическими, так и непериодическими. Эти сигналы включают более одной частоты. Пример такого сигнала показан на следующем рисунке:

Для синхронизации такого сигнала на экране осциллографу требуется специальная функция под названием «Отключение триггера» .
(* Посмотрите в разделе «Синхронизация»)

Медленно изменяющийся сигнал
Одним из самых больших преимуществ цифрового осциллографа является способность отображать волны процессов с большим периодом, то есть сигналы, которые медленно меняются во времени.Примером такого сигнала является форма волны на следующем рисунке.

Медленно-переменный сигнал

Аналоговые и цифровые сигналы
Все сигналы, исследованные до сих пор, являются аналоговыми сигналами, это непрерывные сигналы. Значения их напряжения меняются во времени по какому-то правилу или случайным образом. В качестве примера сложного аналогового сигнала можно упомянуть сигнал лямбда-зонда (датчика O2).

Форма волны цифровых сигналов переключается между двумя уровнями напряжения, представляющими два состояния логического значения (0 и 1), даже если это аналоговая форма волны напряжения, поскольку она интерпретируется только с точки зрения двух уровней – высокого и низкого, включить и выключить.Такие уровни напряжения называются уровнями логического напряжения. В большинстве случаев логические уровни имеют постоянные значения напряжения: например, + 5В и 0В.

Цифровые сигналы генерируются переключателями. Эти переключатели представлены транзисторами, которые переключаются между состояниями «открыто / закрыто». Иногда цифровые сигналы генерируются механическими переключателями, электромеханическими реле. Пример цифровых сигналов в автомобильной электронике – датчик Холла, датчики конечного положения дроссельной заслонки; датчик положения закрытой дроссельной заслонки (CTPS), датчик полностью открытой дроссельной заслонки (WOT) и сигналы передачи данных между различными ЭБУ.Как аналоговые сигналы, цифровые сигналы могут быть периодическими и непериодическими.

Частота
Частота – это количество повторений повторяющегося события в единицу времени. Единица измерения частоты в системе СИ – герц (Гц), определяемая как один цикл в секунду. В автомобильной электронике количество оборотов двигателя измеряется в минуту – (об / мин). Используя форму напряжения периодического сигнала, мы можем легко вычислить частоту сигнала. Для этого нам нужно измерить период (продолжительность полного цикла сигнала).Полученное значение можно пересчитать в частоту по соответствующей формуле.

Рассмотрим следующий пример. Датчик генерирует 1 импульс напряжения на один оборот коленчатого вала. Промежуток времени между двумя импульсами называется периодом. В данном случае данные 2 последовательных импульса разделены 7,4 делениями экрана осциллографа. Масштаб экрана, используемого для визуализации этого сигнала, составляет 1 деление, равное 100 мс или 1/100 секунды, таким образом, период сигнала равен 0.74 секунды. Зная длину периода сигнала, мы можем вычислить, сколько циклов в секунду существует, следовательно, частота сигнала в Гц. При преобразовании периода в частоту нам нужно разделить выбранный период времени (в нашем случае 1 секунда) на длину периода сигнала (в нашем случае 0,74 секунды):

1 / 0,074 = 13,5 Гц

Если в этом если посчитать количество повторяющихся периодов в минуту мы получим частоту вращения коленчатого вала в об / мин.При преобразовании периода в частоту в об / мин нам нужно разделить выбранный период времени (60 секунд) на длину периода сигнала (0,74 секунды)

60 / 0,074 = 810 об / мин

Такие вычисления могут быть выполнены используются все виды сигналов с разными масштабами деления, но некоторые осциллографы могут напрямую отображать результаты в оборотах в минуту.

Ширина импульса
Ширина импульса – это промежуток времени, в течение которого сигнал находится в активном состоянии.Активное состояние – это уровень напряжения, при котором срабатывает исполнительный механизм. В зависимости от того, как подключен исполнительный механизм, активное состояние может иметь разные уровни напряжения: 0 В, + 5 В, +12 В. Практически уровень может варьироваться в пределах этих значений. Например: активное состояние сигнала управления форсункой в большинстве систем управления двигателем имеет напряжение 0 В, но практически может варьироваться в диапазоне от 0 В до + 2,5 В и более.

Рабочий цикл
Рабочий цикл – это доля времени, в течение которого система находится в «активном» состоянии.Например, в идеальной последовательности импульсов (имеющей прямоугольные импульсы) рабочий цикл – это длительность импульса, деленная на период импульса. Для последовательности импульсов, в которой длительность импульса составляет 1 мкс, а период импульса составляет 4 мкс, рабочий цикл составляет 0,25. Рабочий цикл прямоугольной волны составляет 0,5 или 50%. Этот период является одним из параметров сигнала ШИМ (широтно-импульсная модуляция).
Сигнал ШИМ используется для управления некоторыми исполнительными механизмами. Например, в некоторых системах управления двигателем сигнал ШИМ управляет электромагнитным клапаном холостого хода.Кроме того, сигнал ШИМ также генерируется некоторыми датчиками, которые преобразуют измеренный физический параметр в прямую корреляцию с периодом зажигания.

11. Что такое самоиндукция?

Эта концепция не связана напрямую с принципом работы осциллографа, но важно понимать, почему при активации индуктивных исполнительных датчиков на автомобильном напряжении 12 В мы получаем напряжения в диапазоне от 60 В до 200 В и в цепи первичного зажигания до 400 В. -500В.

Самоиндукция – Это происходит, когда ток в индуктивной цепи изменяется и магнитное поле перерезает провода; эта наведенная электродвижущая сила противодействует изменению тока, ограничивая его, если ток увеличивается, и усиливая, если ток уменьшается.

Обратное напряжение самоиндукции – Это обратное напряжение, создаваемое самоиндукцией. Эта индуцированная электродвижущая сила противодействует изменению тока, ограничивая его, если ток увеличивается, и усиливая, если ток уменьшается.

Если скорость изменения магнитного поля в соленоиде (релейный соленоид, соленоид-форсунка, катушка зажигания, индуктивный датчик для определения вращения), обратное напряжение самоиндукции может достигать тысяч вольт. Величина обратного напряжения в основном зависит от индуктивности катушки и скорости изменения магнитного поля. В электромагнитных исполнительных механизмах величина магнитного поля изменяется быстрее всего, когда поле исчезает после быстрого отключения питающего напряжения.В некоторых случаях эффект самоиндукции нежелателен, и принимаются меры для его уменьшения или устранения. Но некоторые электрические цепи предназначены для создания максимального обратного напряжения самоиндукции, например система зажигания бензинового двигателя. Некоторые системы зажигания могут создавать обратное напряжение самоиндукции до 40–50 кВ. Такие напряжения можно легко измерить автомобильным осциллографом с помощью емкостного датчика.

Позиционирование и масштабирование сигналов

в осциллографе Tektronix MDO3000

Демонстрация позиционирования и масштабирования сигналов вместе с обзором функции Wave Inspector.

Еще раз приветствую и добро пожаловать в наш 83-й видеоролик об испытаниях и измерениях. Сегодняшняя тема – позиционирование и масштабирование сигналов. Это довольно простой процесс, потому что он выполняется простым поворотом нескольких ручек, но он действительно вводит нас на интересную территорию.

При использовании внутреннего AFG осциллографа Tektronix MDO3000 или любого эквивалентного внешнего источника первым шагом является отображение формы сигнала.

Мы будем использовать кривую линейного изменения, а не синусоиду, потому что острые углы на положительных и отрицательных пиках позволяют легко увидеть, как мы позиционируем формы волны относительно декартовых координат осциллографа, а также деления времени и амплитуды.Затем вы можете настроить временную развертку и точку запуска, поворачивая горизонтальные регуляторы, которые расположены между концентрическими ручками Wave Inspector и цифровой клавиатурой.

Когда мы поворачиваем ручку горизонтального положения по часовой стрелке, мы задерживаем сигнал относительно его временной развертки по оси X. А когда мы поворачиваем его против часовой стрелки, мы продвигаем сигнал, перемещая его ближе к левому краю дисплея. Конечно, важно понимать, что мы ничего не делаем с реальной электрической волной, а просто меняем способ ее отображения.

Также обратите внимание, что при выполнении операции точка запуска, представленная маленьким оранжевым заостренным индикатором, также перемещается синхронно с формой сигнала. Если вы нажмете кнопку с лупой слева в разделе Wave Inspector, эта перспектива появится в верхней части дисплея в формате разделенного экрана. На экране Wave Inspector появится пара скобок. Они содержат точную копию основного дисплея во временной области в уменьшенном масштабе с индикатором точки срабатывания.Поворачивая ручку положения, как и раньше, осциллограмма на обоих дисплеях перемещается вперед и назад во времени, в то время как скобки на панели Wave Inspector остаются неподвижными.

Wave Inspector – ценный инструмент при проектировании, создании и устранении неисправностей электрических систем и отдельных частей оборудования, вплоть до уровня компонентов. Инженеры и техники уже довольно давно знают, что эти задачи могут быть выполнены путем поиска в записях волн аномалий, которые могут возникать в результате электромагнитных помех, несоответствия импеданса, проблем с кабелями, неисправности охлаждения или несовершенной конструкции в зоне перегрузки источника питания. и многие другие дисфункции.Длинные записи, большая полоса пропускания и более высокая частота дискретизации – все это создает нагрузку на физический уровень. Если ожидается долгий и надежный срок службы, необходимы точный дизайн и установка.

Суть в том, что потребность в диагностическом оборудовании и процедурах, которые могут дать представление об электрической среде как внутри, так и снаружи корпуса, постоянно растет. Для этого требуются осциллограф, анализатор спектра и постоянно растущий арсенал контрольно-измерительной аппаратуры для решения современных электронных задач.

Wave Inspector играет центральную роль в этом сценарии. Когда осциллографы имели гораздо меньшую длину записи, время, необходимое для просмотра всех данных, полученных за один сбор данных, совсем не было чрезмерным. Но, как все мы знаем, нынешняя ситуация стала проблематичной. Как это часто бывает, правильный выбор инструментов – это ответ. Wave Inspector с возможностью масштабирования и кинематографическим подходом предоставляет окно в память осциллографа, а его возможности навигации и поиска упрощают анализ формы сигнала.

Возвращаясь к горизонтальным элементам управления, если мы повернем ручку шкалы по часовой стрелке, форма волны расширится относительно оси X. Мы могли бы подумать, что частота была уменьшена, но на самом деле изменился временной интервал на деление, как показано на информационной панели Первого канала в нижней части дисплея. Количество горизонтальных делений по оси X остается десяти, что является отраслевым стандартом.

Если ручки «Положение» или «Масштаб» перемещаются после нажатия кнопки «Стоп», изменение масштаба и изменение положения происходит, как и ожидалось, как если бы после этого была нажата кнопка «Выполнить».

В разделе Wave Inspector очень интересно нажать кнопку Movie Start / Stop. Дисплей перемещается вперед и назад по временной развертке. Очень полезной функцией в разделе Wave Inspection являются маркеры, которые можно создать, нажав кнопку Set / Clear. Они перемещаются с помощью ручки горизонтального положения и могут быть сохранены во внутренней памяти или на внешнем флэш-накопителе, чтобы их можно было перенести на компьютер и отправить по электронной почте коллегам или в службу технической поддержки.

Спасибо за просмотр.Новые видео добавляются периодически, поэтому проверяйте их почаще.

Виртуальный осциллограф

| Academo.org – Бесплатное интерактивное обучение.

Осциллограф – полезный инструмент для всех, кто работает с электрическими сигналами, поскольку он обеспечивает визуальное представление формы сигнала или формы волны. Это позволяет вам измерять свойства волны, такие как амплитуда или частота.

Первоначальный сигнал выше – это синусоидальная волна 200 Гц с амплитудой 5 вольт.Частоту этой волны можно отрегулировать с помощью ползунка «Входная частота волны». (Вы также можете выбрать отображение прямоугольной волны.)

Если вы просматриваете страницы с помощью последней версии Google Chrome, в раскрывающемся списке ввода можно выбрать «живой ввод». Это будет принимать данные с любого микрофона, подключенного к вашему компьютеру, и отображать аудиоданные в реальном времени. (Разные микрофоны посылают на компьютер разное напряжение, поэтому для единообразия мы нормализовали входной сигнал, поэтому необработанный входной сигнал всегда будет ограничен диапазоном от -5 до +5 вольт.)

Поскольку осциллографы бывают самых разных форм, амплитуд и частот, осциллографы должны иметь ряд элементов управления для настройки отображения формы сигнала, чтобы она могла удобно поместиться в окне просмотра.

Freeze live input
Этот флажок фиксирует вход, позволяя вам эффективно делать снимок того, что отображается на осциллографе в данный момент времени. Это особенно полезно потому что вы по-прежнему можете регулировать развертку времени и настройку вольт на деление.Попробуйте свистеть и заморозить ввод. Настройка временной развертки по удобной шкале позволяет рассчитать частоту свистка путем подсчета периода одного полного сигнала.

Усиление осциллографа
Это число, на которое умножается входящий сигнал. Коэффициент усиления 1 не будет иметь никакого эффекта, коэффициент усиления меньше 1 сделает сигнал меньше, а коэффициент усиления больше 1 сделает его больше.

секунд / дел.
Этот элемент управления позволяет настроить продолжительность времени, которое представляет каждый квадрат сетки.При первой загрузке осциллографа этот параметр устанавливается на 1 мс и отображает одну полную форму сигнала на 4 квадратах. Это означает, что период волны составляет 4 мс, или 0,004 с, что дает частоту (1 / 0,004) = 250 Гц. Если вы измените развертку на 500 мкс (половину от того, с чего она началась), вы должны увидеть, что форма волны теперь занимает 8 квадратов для завершения одного полного колебания. Период (и, следовательно, частота) остается постоянным, потому что 8 умноженных на 500 мкс все еще равняются 0,004 с.

вольт / дел
Эта настройка очень похожа на настройку временной развертки, описанную выше, но вместо того, чтобы растягивать волну по оси x, она включает в себя растяжение по оси y.Синусоидальная волна имеет амплитуду 5 В, что означает, что когда вольт / дел установлено на 5, форма волны достигает вершины первого квадрата. Если бы вы изменили настройку на 10 В / дел, форма волны теперь достигает только половины квадрата.

Смещения по горизонтали и вертикали
Эти два ползунка позволяют регулировать положение кривой осциллографа на сетке. Они особенно полезны для выравнивания частей форма волны с линиями сетки (это может упростить подсчет квадратов, например, при определении длины волны).

Как читать осциллограмму по осциллографу: Страница не найдена – Amperof.ru

Диагностика Мотор-Тестером – Примеры осциллограмм

Но конкретно в датчиках вращения напряжение меняется очень быстро и мультиметр не способен уловить эти изменения.

Без осциллографа такую неисправность определить было бы очень трудно.

Определить такие дефекты можно только с помощью осциллографа.

При диагностике необходимо подсоединить сигнальный щуп осциллографа к минусу первичной катушки зажигания.

Как получить правильную осциллограмму / Хабр

Измерения в цифровых осциллографах и обработка результатов измерения

Осциллограф | Описание, функции, предназначение

Аналоговый осциллограф

Как измерить постоянное напряжение аналоговым осциллографом

Как измерить переменное напряжение аналоговым осциллографом

Цифровой осциллограф

Как подготовить цифровой осциллограф к работе

Как измерить постоянное напряжение цифровым осциллографом

Как измерить переменное напряжение цифровым осциллографом

Как вывести все параметры сигнала

Описание характеристик сигналов

Плюсы и минусы цифрового осциллографа

Где купить цифровой осциллограф

USB осциллограф

Автомобильный осциллограф для диагностики автомобиля

USB Autoscope Постоловского

Мотодок 3

ДПКВ

ДПРВ

ДМРВ

ДПДЗ

Alex_EXE » Утилита для просмотра CSV осциллограмм — CSV See

Motorhelp.ru диагностика и ремонт двигателя

: основы | Руководство по чтению и эксплуатации

Типы волн

Синусоидальные волны

Квадратные и прямоугольные волны

Пилообразные и треугольные волны

Формы ступеней и импульсов

Периодические и непериодические сигналы

Синхронные и асинхронные сигналы

Сложные волны

Осциллограф: основные сведения: осциллограммы 101 | Tektronix

Выполнение измерений с помощью осциллографа

Что такое осциллограф?

Базовая операция

Узнайте больше и приобретите осциллографы с цифровой памятью у специалистов по схемам здесь.

Запуск и запуск осциллографа »Электроника

Концепция запуска осциллографа

Уровень запуска и крутизна осциллографа

Источники запуска осциллографа

Удержание триггера

Автоматический запуск осциллографа

Расширенные возможности запуска осциллографа

Диагностика автомобильной лаборатории

в осциллографе Tektronix MDO3000

| Academo.org – Бесплатное интерактивное обучение.

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ