Как пользоваться осциллографом и что это такое – Принцип работы, выбор осциллографа и его характеристики – GSM комплект
Основные характеристики цифровых осцилографов.
Общее описание осциллографа
Осциллограф (лат. oscillo — качаюсь и graph – пишу) – контрольно–измерительный прибор для исследования и визуализации электрических сигналов, а также определения их параметров в реальном времени. Осциллограф, позволяет проводить визуальный контроль таких характеристик, как форма, период, амплитуда, полярность или длительность сигнала, а и значительно упростить процедуру настройки электронных устройств.
Основная задача осциллографа – построение временной зависимости напряжения сигнала U(t) – осциллограммы. И если первые осциллографы давали только качественную информацию о форме сигнала, то последующие модели дали возможность количественного отображения графической формы на откалиброванных осях, такие как изменение амплитуды сигнала или оценка скорости этих изменений.
Следующим этапом развития этого прибора были многоканальные осциллографы, которые позволили проводить временные сравнения и анализ различных типов сигналов.
Основная полезная для пользователя информация выводится на дисплей осциллографа, который находится на передней панели вместе с контрольными кнопками, выводами, рычагами. Для удобства использования во всех приборах на дисплеи нанесено разметку в виде градуированной координатной сетки – по горизонтали находится временная шкала X в s (сек), по вертикали шкала напряжения Y в V (В), иногда также говорят о третьей шкале Z, которую привязывают к интенсивности или яркости дисплея
С графика на экране пользователь легко может:
• Определить значения напряжения и времени сигнала;
• Подсчитать частоту колебаний периодического сигнала;
• Исследовать сигнал на протекание постоянного или переменного тока;
• Судить о наличие шума на фоне сигнала, а также проводить мониторинг изменения во времени этого шума
Кроме дисплея, на передней панели осциллографа находится контрольная панель прибора, которая, как правило, разделена на три секции для управления измерениями: для вертикальной развертки, для горизонтальной развертки, а также для уровня синхронизации.
Кроме того, на панели присутствуют элементы управления дисплеем и разъемы двух каналов и канала внешней синхронизации.
Современные осциллографы оснащены, как минимум двумя входными каналами, что позволяет одновременно в процессе работы отслеживать изменения двух электрических сигналов или же проводить сравнение исследуемого сигнала с прокалиброванным сигналом. При наличии нескольких каналов, существует также возможность отображения изменения напряжений одного сигнала по отношению к другому. Такие возможности особенно полезны при работе с полупроводниковыми элементами, например диодами, в случае которых можно отобразить зависимость изменения силы тока от напряжения, так званые фигуры Лиссажу.
Отдельно стоит обратить внимание на кабеля входных каналов (измерительные кабеля), которые соответственно маркируются и имеют свои названия. Основными двумя типами есть прямой и аттенюаторный. Каждый из этих кабелей является «коаксиальным» кабелем. С тем различием, что первый из них при подключении к измеряемой схеме использует зажимы типа «крокодил», а второй из перечисленных имеет щуп, в котором содержится резистор с большим сопротивлением, функцией которого есть вместе с входным резистором осциллографа сформировать делитель напряжений, а значит выполнить ослабление сигнала.
Преимуществом такого кабеля является то, что он создает меньшую емкостную нагрузку для схем высокой частоты, позволяя визуализировать высокочастотные сигналы и сложные формы сигнала. Тем не менее, взамен имеет место потери амплитуды сигнала, которая может обычно компенсироваться увеличением усиления осциллографа. Чтобы получить корректное измерение амплитуды сигнала, в настройках осциллографа, выставляют соответственный умножитель 10Х или 100Х
Основные характеристики осцилографов
Основными параметрами, которые определяют возможности и степень функциональности цифровых осциллографов, являются рабочие характеристики, понимание которых позволяет потенциальным пользователям при выборе прибора оценить и сравнить между собой разные модели из широкого модельного ряда, предлагаемого современными разработчиками.
Полоса пропускания -максимальная частота пропускания прибора и равна частоте, на которой амплитуда сигнала уменьшается до 70,7% значения или на 3дБ (логарифмическая зависимость).
Но для цифровых осциллографов следует различать понятия полосы пропускания для повторяющихся сигналов и полосы пропускания для однократных сигналов. Первая из них не зависит от такой характеристики как частота дискретизации, и имеет достаточно высокое значение по той причине, что осциллограф воспроизводит повторяющийся сигнал за несколько запусков. Что касается работы с однократными или с непериодическими сигналами, то в этом случае полоса пропускания зависит от частоты дискретизации, так как осциллографу необходимо захватить и оцифровать полученный сигнал за один такт.
При выборе цифрового осциллографа существует правило, что полоса пропускания должна минимум в три раза превышать значения основных частот исследуемых сигналов и чем больше соотношение (может достигать 10:1), тем точнее результат выдает осциллограф.
Также следует отметить еще одну характеристику, которая определяет требования пользователя к полосе частот, время нарастания фронта импульса. Ведь очень часто исследуемые сигналы содержат множество гармоник на частотах, отличающихся от фундаментальных значений частот тестируемого сигнала, и, например, если пользователь рассматривает прямоугольный сигнал, то на самом деле он содержит частоты, по меньшей мере, в 10 раз превышающие базовую частоту исследуемого сигнала.
И если значение полосы частот осциллографа будет неудовлетворительным, то при тестировании сигналов на экране вместо чётких и ясных краёв, характеризующих высокую скорость нарастания фронта импульса, будут отображаться закруглённые углы.
Частота дискретизации – равна скорости, с которой осциллограф может оцифровывать входной сигнал. Эта характеристика, как уже отмечалось выше, при более высоких значениях отвечает за более высокие значения полосы пропускания однократных сигналов и, соответственно, дает лучшее разрешение. Следует также отметить, что указанное в инструкции значение частоты дискретизации касается только одного канала, а при работе с несколькими каналами одновременно значение этой характеристики уменьшается и приводит к появлению искаженных сигналов. Еще одним важным замечанием для пользователей служит то, что большинство осциллографов работают на максимальной частоте дискретизации только на самых быстрых скоростях развертки, а на медленных скоростях развертки частота дискретизации автоматически уменьшается.
Объем памяти – характеристика цифрового осциллографа, которая связана со значением частоты дискретизации, а также зависит от требуемого времени непрерывного анализа. Приборы с большим объемом памяти позволяют просматривать захваченные сигналы длительные периоды времени с большим разрешением между точками. Для каждого конкретного случая, принимая во внимание значения временного интервала (ВИ) и частоты дискретизации (ЧД), можно рассчитать величину объема памяти (ОП) следующим образом:
ОП=ЧД×ВИ
Поскольку глубина памяти осциллографов ограничена, то, соответственно, возникает необходимость в ограничении частоты выборки, по той причине, что чем глубже память осциллографа, тем больше времени выделяется на захват точек данных при максимальном значении частоты дискретизации.
Из описанного выше можно сделать два простых вывода:
Для сохранения максимальной частоты дискретизации при увеличении значений коэффициента развертки необходимо увеличивать размер внутренней памяти;
При уменьшении длинны внутренней памяти и постоянном коэффициенте развертки, частота дискретизации неизбежно уменьшается.
Количество каналов – характеристика цифровых осциллографов, которая обеспечивает пользователю возможность одновременного исследования двух или больше сигналов. Следует отметить, что на сегодняшний день наибольшим спросом пользуются двух канальные осциллографы. Существуют также осциллографы, включающие в себя как основные, так и дополнительные каналы (см. Рис.1-2.). В этом случае в осциллографе имеются аналогово-цифровые преобразователи для основных каналов, а дополнительные каналы используются для работы с цифровыми сигналами.
Режимы синхронизации – запуск осциллографа по фронту (перепаду) используется большинством пользователей и есть достаточным для решения общих задач. Но при постановке более сложных проблем (исследование сигналов сложных форм) возникает потребность в использовании дополнительных возможностей по запуску. Современные модели осциллографов предлагают дополнительные функции запусков, например, по логическому состоянию, по импульсной помехе, по телевизионному или видеосигналу и т.
д.
Ниже представлены семь возможных режимов запуска для осциллографов RIGOL серии DS1000: по фронту, длительности импульса, по скорости нарастания, по видеосигналу, чередующийся, по заданному шаблону логического состояния, а также его продолжительности (осциллографы для смешанных типов сигналов).
Edge -запуск по фронту происходит, когда входной сигнал пересекает выбранный уровень напряжения в выбранном направлении (нарастание, спад или произвольным фронтом).
Pulse – запуск по длительности импульса используется, чтобы поймать импульсы определенной длительности.
Video – запуск по видеосигналу для запуска по полям или строкам от синхроимпульса стандартных видеосигналов.
Slope – запуск по скорости нарастания при выполнении заданных условий по длительности и уровню для нарастающего (спадающего) перепада сигнала.
Alternate – поочередный запуск от каналов Ch2 и СН2 для одновременного наблюдения двух несинхронизированных сигналов.
Pattern – запуск по определенному шаблону логического сигнала.
Duration – запуск по совпадению с определенным шаблоном логического сигнала в течение заданного времени.
Режимы курсорных измерений – позволяют производить амплитудные или временные измерения путем установки вертикальных или горизонтальных курсоров в нужные точки осциллограммы. Например, при амплитудных измерениях можно определить значение размаха или разности напряжений, а при временных измерениях – разность значений по оси времени. На Рис.3 показано пример курсорных измерений резонансной частоты сигнала при помощи осциллографов RIGOL серии DS1000 при использовании запуска по нарастающему фронту.
Как выбирать осциллограф?
Как же выбрать цифровой осцилограф? На что обратить внимание? Мы попробуем помочь Вам в этом!
На сегодня существует широкий выбор различных типов осциллографов многочисленных мировых производителей: от классических аналоговых до ряда современных цифровых (запоминающие, «виртуальные», люминофорные, портативные, смешанных типов сигналов).
Первыми основными факторами при выборе и покупке осциллографа должны быть: отрасль использования прибора и рабочая среда (лаборатория, офис, «полевые» условия). Следующими основными вопросами должны стать:
Нужно ли Вам измерять или сравнивать разные сигналы одновременно?
Нужна ли Вам возможность подсоединения к компьютеру или к Ethernet сети?
Какой тип сигнала будет исследоваться (переменный, повторяющийся, импульсный, кратковременный)?
Какие максимальные частоты будут исследоваться в конкретных случаях?
Есть ли потребность в запоминании сигналов? Какой объем информации нужно сохранять?
Какие максимальные и минимальные значения амплитуды нужно отображать в процессе исследований?
Нужно ли отображение сигнала во временной и частотной областях, другими словами нужен ли спектральный анализ?
После ответов на названые вопросы, можно приблизительно подобрать ряд подходящих моделей и провести сравнение по конкретным параметрам осциллографов:
Количество каналов – определяется пользователем соответственно до поставленных задач.
Самими распространенными на сегодняшний день являются двух- или четырехканальные осциллографы, которые удовлетворяют большинство поставленных потребителями условий. Но для более широкого круга задач можно использовать осциллографы со смешанными типами сигналов, в которых параллельно присутствуют и аналоговые, и цифровые каналы (см. Рис.4).
Полоса пропускания – должна от трех до пяти раз превышать значения основных частот сигналов, которые Вы планируете исследовать. Осциллографы с достаточной полосой пропускания дают наиболее полную информацию о сигнале, и имеют наилучшее воспроизведение фронтов сигнала. Если полоса пропускания недостаточная, то сигнал воспроизводится со срезанными высокочастотными составляющими, а фронты сигналов будут казаться более длинными, чем они есть на самом деле, также присутствует замедление фронта и уменьшение амплитуды, другими словами происходит искажение сигнала.
Частота дискретизации – следует различать два разных значения этой характеристики: дискретизация в эквивалентном масштабе времени и в реальном масштабе времени.
Первая из них относится к характеристикам по отношению к повторяющимся сигналам, а вторая актуальна при исследовании импульсных, кратковременных или же переменных сигналов. Также нужно отметить, что указанная производителями частота дискретизации, как правило, относиться к характеристикам только одного канала. При использовании несколько каналов одновременно такие осциллографы уменьшают частоту дискретизации, что опять-таки увеличивает вероятность появления искаженных сигналов. В некоторых осциллографах существует возможность независимо настраивать частоту дискретизации и количество информации, отображаемой на экране осциллографа для поддержания, требуемого разрешение сигнала на экране.
Объем памяти – определяется в зависимости от желаемого разрешения и длительности исследуемого сигнала. Память большего объема обеспечивает исследование долговременных сигналов с высоким разрешением. Но с другой стороны больший объем памяти замедляет реакцию осциллографа на изменение входного сигнала и действия пользователя, что есть явным минусом прибора в процессе эксплуатации.
Возможности анализа сигналов – включают в себя математические функции (добавление, вычитание, умножение, деление, интеграцию и дифференцирование), ведение статистики измерений, анализа сигналов в частотной области с помощью быстрого преобразования Фурье (см. Рис.5). Эти возможности предназначены для облегчения работы и экономии времени, но потребность в них определятся поставленными перед пользователем задачами.
Кроме перечисленных выше параметров, существует ряд других параметров, которые определяют возможности и степень функциональности прибора, например, возможности по запуску прибора или по обнаружению импульсных помех, подключение к персональному компьютеру или принтеру, параметры пробников и т.д. Все эти характеристики должны определяться пользователем в зависимости от сферы использования, поставленных задач, и, конечно же, от бюджетных возможностей, ведь каждая дополнительная функция прибора непосредственно отображается на его цене.
Что такое цифровой осциллограф и как им пользоваться
Главная
О компании
Публикации
Что такое цифровой осциллограф и как им пользоваться
13.
12.2022
Цифровой запоминающий осциллограф – прибор для измерения электрических сигналов. Благодаря определению формы и параметров колебаний удается мониторить корректность работы электронной части техники. Кроме измерения прибор записывает показания. Полученные данные можно анализировать в любое время
.
Применение цифровых осциллографов мультиметров
Приборы используются в мастерских по ремонту электронного оборудования. Они применяются для проектирования цифровых схем, которыми оснащаются все современные устройства. Используются в:
Электронике. С помощью появляющегося на экране изображения анализируется сигнал работающего элемента. Благодаря этому удается определить рабочую частоту, правильно выбрать детали, настроить корректную работу.
Ремонте бытовой техники. Применение этого прибора – один из способов выявить неисправность. Замеры сигнала в разных частях электронной начинки позволяют точно определить вышедший из строя электронный компонент.
Ремонте цифрового авто-оборудования. Операции по диагностике автомобилей производятся цифровыми планшетными осциллографами. Эти приборы компактны, что обеспечивает проверку даже в труднодоступных местах электронных компонентов систем:
- зажигание;
- впрыск горючего;
- диодный мост генератора;
- датчик подачи воздуха;
- положение коленчатого, распределительного валов и т.д.
Практических и научно-исследовательских целях. Для этого подходит обычный мультиметр. Однако осциллограф дает более полную картину, возможность увидеть даже незначительные изменения.
Настройке электронного оборудования. Например, если необходима регулировка телевизионного сигнала, используют устройство для получения осциллографического изображения.
Как работает цифровой осциллограф
Когда прибор запущен, происходит подача сигнала на вход канала вертикального направления.
Он обладает высоким входным сопротивлением. Аналогично работает вольтметр, который позволяет измерять напряжение на печатной плате, электропроводке, коннекторах, электронных компонентах. Отличие осциллографа от вольтметра заключается в демонстрации временных колебаний напряжения в виде графика.
После поступления сигнала на вход, его усиливают до определенных значений. На экране он отображается в виде вертикальной оси. Цель усиления – обеспечение работы отклоняющей системы лучевой трубки. Также это требуется для функционирования преобразователя сигнала из «аналога» в «цифру». Путем усиления сигнала удается менять (повышать или понижать) масштаб колебаний на экране.
Типы цифровых осциллографов
Цифровые аппараты популярнее, чем аналоговые. Это объясняется более высокой точностью измерений в цифровых осциллографах. Конструкция последних включает аналого-цифровой преобразователь. Его наличие позволяет превращать «аналог» в «цифру». У электронного прибора есть память для сохранения захваченной выборки
Люминофорные (DPO)
Работают по принципу имитации изменения процессов.
Выводят изменения модулированных сигналов на экран, подобно аналоговым моделям. Все получаемые ими сигналы анализируются и записываются в память.
Стробоскопические
Принцип работы – метод последовательного стробирования сигнала. За счет повторяющегося сигнала происходит выборка мгновенного значения в новой точке. Плюсы аппаратов – большая полоса пропускания. С их помощью проводятся процедуры по исследованию коротких периодических сигналов.
Цифровые USB осциллографы
У них масса плюсов:
- легкое подключение к ПК;
- сохранение информации на жесткий диск, работа с ней в текстовом виде;
- быстрая конвертация данных в цифровой текстовый формат;
- удобство использования по причине компактности;
- наличие в одном приборе нескольких: осциллографа, анализатора, генератора сигналов, генератора последовательностей.
Но у устройств отмечены недостатки. Среди них погрешности.
Кроме того, хуже характеристики, чем у стационарного оборудования. У многих USB-приборов нет гальванической развязки. Если не соблюдать меры предосторожности, можно вывести из строя ПК.
Цифровые портативные осциллографы
Представлены модифицированными компактными приборами небольшого размера и веса. Потребляют минимум энергии. Используются для проведения научных исследований в сфере промышленности. Подходят для поиска неисправностей машин, а также электрооборудования.
Цифровые запоминающие
Оснащены носителем, способным хранить большие объемы данных. В приборах реализована система считывания информации на высоких скоростях. Они могут воспроизводить имеющиеся события в сигнале в замедленном темпе.
Схема цифрового осциллографа
У прибора есть лучевая трубка, которая обладает чувствительностью к электрическим импульсам. Уровень чувствительности зависит от частоты импульсов – чем выше, тем чувствительнее становится трубка.
В ней содержится от 1 до 16 каналов ( зависит от модели). Каждый канал способен принимать электрические импульсы. Чем больше каналов, тем больше графиков одновременно может выводиться на экран.
Особенность прибора цифрового типа – наличие экрана и преобразователя, способного конвертировать аналоговый сигнал в цифровой. Преобразователь имеет память для сохранения данных о колебаниях в виде графиков. Часть информации подвергается анализу автоматически, а затем в обработанном виде отображается на экране.
Развертка – траектория движения луча. Он выполняет функцию улавливателя колебаний, которые выводятся на экран. Развертка может принимать эллиптическую или круговую форму. Регулируется в горизонтальной оси.
Получает энергию устройство от блока питания, подключаемого к бытовой сети 220 Вольт. Есть модели на аккумуляторах – функционируют в автономном режиме.
Измерения в цифровых осциллографах
Любой аппарат рассчитан на измерение электрического напряжения, из которого затем формируется амплитудный график электрических колебаний.
Если на устройство не поступают входные импульсы, на экране видна лишь горизонтальная линия. Ее еще называют «нулевой». Это свидетельствует об отсутствии напряжения. При подаче на 1 или 2 канала цифрового осциллографа (каналов может быть больше) напряжения, на экране появятся графики (их число зависит от количества каналов).
Форма графиков электрических колебаний:
- синусоида;
- затухающую синусоида;
- прямоугольник;
- меандр;
- треугольник;
- «пила»;
- импульс;
- перепад;
- комплексный сигнал.
Чтобы обеспечить стабильность графика колебаний, внутрь прибора поместили блок синхронизации.
Для получения цикличного отображения колебаний следует выставить значения синхронизации. Это значение будет считаться «стартовым» – отправной точкой графика.
Каналы цифрового осциллографа – для чего нужны
Как уже отмечалось, каналы – это измерители. Если их несколько, то можно одновременно анализировать несколько поступающих сигналов. Прием сигналов производится входными аналоговыми каналами, которые затем все оцифровывают. Внутри прибора находится анализатор. Его функция – исследование коррелированных цифровых и аналоговых каналов. Работает с множеством контрольных точек. Метод упрощает операции по декодированию многоразрядных параллельных шин.
Многоканальный прибор не всегда качественно диагностирует. Рассмотрим, для решения каких задач подходит один или несколько каналов:
- Цифровой осциллограф на 4 канала или на 6 хорошо справляется с измерениями и сравнениями временных характеристик сигналов, которые поступают от аналоговых устройств.
- С помощью 8 или 16 каналов удастся произвести отладку цифровой системы, работающей по принципу параллельного экспорта данных.
- Высокочастотные измерения проводятся с помощью комбинированных устройств, у которых есть дополнительные каналы и РЧ вход.
- Работа с гальванической развязкой оптимальна с помощью изолированных каналов.
- 20 каналов – решение для синхронизации регистрации, просмотра сигналов по времени.
Как пользоваться цифровым осциллографом
Если устройство новое и им еще ни разу не пользовались, необходимо его откалибровать. Для этого используют генератор прямоугольных импульсов, который находится на корпусе. Операция выполняется путем подключения щупа к калибровочному выходу. После этого на экране появляется линия в виде зигзагов, напоминающая зубья пилы. В таком состоянии рекомендуется проверка работы всех функций.
На экране осциллографа видны небольшие клетки – это деления.
Величина квадратов зависит от типа прибора. Есть устройства с делениями, равными 5 единиц. Некоторые оснащаются ручками. С их помощью меняется масштаб графика. Это обеспечивает удобство использования, позволяет проводить измерения точнее.
Перед началом применения необходимо подсоединить осциллограф к бытовой электрической сети 220 Вольт. Подключение щупа производится на один из свободных каналов (если их более 1) или генератор импульсов (в случае его наличия). После этого на дисплее появятся изображения сигналов.
Если на экране сигнал обрывистого характера, значит следует проверить надежность подключения щупа. Для стабильности соединения в приборах предусмотрены миниатюрные ванты. В некотором оборудовании также предусмотрена функция автоматического позиционирования, которая решает проблему обрывистого сигнала.
Как измерять ток
Перед измерением тока цифровым каналом осциллографа необходимо определить вид тока, который будет наблюдаться.
Аппараты рассчитаны на работу в двух режимах:
- Direct Current («DC») – для наблюдения за постоянным;
- Alternating Current («АС») – для наблюдения за переменным.
Для измерения постоянного тока необходимо активировать режим «DC». Затем нужно подключить щупы к линиям питания, учитывая полярность. Черный зажим подсоединяется к минусу, а красный – к плюсу. После этого экран прибора покажет прямую линию. Значение тока — это значение вертикальной оси. Сила тока вычисляется по закону Ома. Для этого потребуется разделить напряжение на сопротивление.
Переменный ток отобразится на экране в виде синусоиды. Измерение его значения возможно лишь в определенный отрезок времени. Сила вычисляется по тому же закону Ома.
Как измерить напряжение
При процедуре измерения напряжения не обойтись без вертикальной оси координат. Необходимо анализировать высоту осциллограммы. Перед этой операцией предстоит выполнить настройку дисплея, чтобы обеспечить удобство измерения.
После этого перевести прибор в режим DC. Затем подсоединить щупы к контактам цепи. На дисплее отобразится прямая линия. Ее значение – есть напряжение.
Как измерить частоту
Для начала разберем, что такое период и как он связан с частотой электрического сигнала. Под одним периодом подразумевается наименьший промежуток времени, после прохождения которого происходит повтор амплитуды.
Чтобы облегчить наблюдение за периодом, можно воспользоваться горизонтальной осью. Она отвечает за координаты времени. Достаточно увидеть, спустя какое время линейному графику свойственно повторяться. За начало периода нужно брать точки, в которых происходит соприкосновение с размещенной горизонтально осью. Концом периода будет повторение этой же координаты. Для удобства измерения периода сигнала лучше уменьшить скорость развертки. Тогда погрешность измерения сводится к минимуму.
Частотой называют значение, которое обратно пропорционально анализируемому периоду.
Если проще, то для измерения значения необходимо 1 секунду поделить на число периодов, проходящих за это время. Таким образом получается частота, измеряемая в Герцах.
Как измерить сдвиг фаз
Взаимное расположение 2-х колебательных процессов во времени называют сдвигом фазы. Измерение параметра проводится в долях периода сигнала. Делается это с целью получения общего значения одинаковых сдвигов фаз.
Перед процедурой нужно выяснить, у какого сигнала есть отставание от другого. После этого выяснить значение знака параметра. В случае движения тока впереди, сдвиг угла получится с отрицательным параметром. Если напряжение уйдет назад, знак значения станет положительным.
Для выполнения операции предстоит:
- умножить 360-и градусов на количество клеток, которые располагаются между началами периодов;
- полученную цифру поделить на количество делений, которое занимает один период сигнала;
- выполнить подбор отрицательного или положительного знака.
Проводить процедуры на аналоговом осциллографе некомфортно. Связано это с отображением на дисплее графиков одинакового цвета. Масштаб самих графиков тоже одинаковый. Цифровое устройство для таких операций – выход. Если взять осциллограф с двумя цифровыми каналами (для чего нужен такой прибор мы уже рассмотрели), то сделать это станет проще благодаря размещению амплитуд на отдельные каналы.
Различия между цифровым и аналоговым осциллографом
Цифровой прибор отличается от аналогового тем, что способен отображать на дисплее сигналы разной яркости. Аналоговым свойственно выполнение развертки сигнала. Они могут работать с физическими величинами, которым свойственно изменяться (напряжением и др.).
Цифровые работают по принципу выборки характеристик сигналов. Понимают дискретные двоичные числа, представляющие значение напряжения. В основе концепции системы запуска – мониторинг событий, происходящих в исследуемых процессах.
В основе аналоговой системы запуска – функционирование на усилителях.
Усилители – источники линейных и нелинейных погрешностей. Это может быть задержка и колебания амплитуды. Их проявление отображается на дисплее. Вид – сдвиги положения запуска.
В основе цифровой системы запуска – функционирование без искажений. Может напрямую работать с отчетами АЦП, а также отображать на экране получаемый сигнал практически без изменений (полностью идентичный).
Особенности цифровых устройств:
- работа с полосой пропускания от 70 ГГц и больше;
- функционирование в режиме эквивалентного и реального времени;
- регистрация поступающих сигналов за счет модулей;
- пониженный уровень шума;
- повторяющийся характер работы (так обеспечиваются идеальные условия для мониторинга за параметрами сигналов).
Цифровое оборудование выдает информацию на экран в виде текста. Эти данные – точнее, чем графики, которые выводит на дисплей аналоговое оборудование. Обработка сигналов выполняется по методу Фурье.
Вся поступающая информация сохраняется в памяти и может быть распечатана в любое время.
Обзор цифровых осциллографов
Tektronix TBS2000B
Цифровой запоминающий осциллограф TBS2000B позволяет решать основные задачи – отражать и измерять параметры сигналов. Оснащен увеличенным дисплеем, диагональ которого составляет 9 дюймов. Сам экран поделен на 15 делений по горизонтали. Длина записи в величине 5 миллионов точек – это способ захвата больших временных окон, более тщательный анализ.
Благодаря курсорам с ручным управлением и 32 автоматическим измерениям производительность повышается. Имеет порт 100-BaseT Ethernet и модуль Wi-Fi для соединения с сетью. Так можно добиться высокой скорости обмена данными. Цена аппарата невысока. Подходит для решения задач разной сложности.
TBS2000B отличается удобством и простой применения. За счет новой конструкции входов с высокой частотой дискретизации (2 Гвыб/с) увеличивается точность измерений.
При измерениях прибор обеспечивает снижение уровня шумов, увеличение эффективной разрядности.
Наличие 32 автоматических измерений свидетельствует о быстроте, а также высокой точности измерений распространенных параметров. Анализ сигналов может проводиться с помощью экранных надписей новых курсоров, которые привязаны к сигналу.
Keysight U1600
При помощи осциллографа производятся операции по измерению формы и параметров сигналов. Модель рассчитана на работу в неблагоприятных условиях (на промышленных производствах). Это устройство – полноценный осциллограф. Подходит для применения в качестве цифрового-среднеквадратического мультиметра. Максимально отображаемое значение – 6000. Благодаря мультиметру возможны замеры постоянного и переменного напряжения, сопротивления по 2-проводной схеме, силы тока, температуры.
Kesight U1600 – прибор ручного типа. Имеет цветной жидкокристаллический дисплей на 4,5 дюймов. Способен отображать осциллограммы по двум каналам.
Серия U1600 представлена несколькими моделями:
- U1602A/U1602B – с полосой пропускания 20 МГц;
- U1604A/U1604B – с полосой пропускания 40 МГц.
Оборудование позволяет делать выборку данных в реальном времени. Работает на частоте до 200 Мвыб/с. В моделях U1604A и U1604B есть функция математической обработка 2-х каналов и БПФ. Благодаря этому удается быстро анализировать сигналы в области частоты и времени.
У каждого прибора есть цифровой истинно-среднеквадратический мультиметр. Выдает значения до 6000. У него также есть функция автоматического выбора диапазона. За счет этого выполняется гибкое и точное измерение напряжения, а также прочих параметров. Наличие функции регистрации данных позволяет анализировать значения в любое время.
Как подобрать цифровой осциллограф
На радиорынке представлены различные приборы. Среди них не последнее место занимают модели из Китая. При разработке и создании китайцы придерживаются одного правила – устройства должны быть универсальными.
Речь идет об осциллографах, у которых имеется генератор сигналов.
Важно понимать, что покупка китайского оборудования связана с рисками. К примеру, частая проблема – шумность. Особенно это касается 1-го канала. Шумы бывают разных спектров – от инфранизких до мегагерцовых. Иногда в цепи питания не ставится развязка.
Другой недостаток осциллографа низкого качества – неприемлемая работа генератора, которому свойственно выдавать «свалку» частот. Это создает трудности при обнаружении основной частоты.
Чтобы выбрать хороший прибор, необходимо обращать внимание на достоверность снимаемых данных. От этого зависит успех поставленных задач. При выборе оборудования нужно руководствоваться:
- стоимостью;
- производителем;
- функциональностью;
- рабочими характеристиками.
Полоса пропускания цифрового осциллографа
От системной полосы пропускания зависит способность прибора измерять сигнал аналогового типа в определенном диапазоне.
От величины последнего зависит точность измерений.
На что обратить внимание:
- У устройств начального уровня, максимальная полоса пропускания составляет не более 100 МГц. Они способны показывать амплитуду синусоидальных сигналов частотой до 20 МГц.
- Чтобы захватить цифровой сигнал, прибору необходимо захватывать основную, третью и пятую гармоники. В противном случае осциллограмма лишится важных деталей. Важно помнить правило пятикратного превышения. Достижение погрешности в пределах ±2 % можно добиться, если полоса пропускания с учетом пробника не менее чем в 5 раз превысит максимальную полосу сигнала.
- Только так получится добиться точности в измерениях амплитуды.
- Если планируется работать с высокоскоростными цифровыми сигналами, а также видеосигналами, лучше приобрести осциллограф, у которого полоса пропускания будет выше 500 МГц.
Питание
Прибор работает от аккумулятора, что очень удобно.
Такие модели позволяют проводить операции вдали от источников питания. Мастер может совершать выезды на места, где происходит проверка оборудования. Если выезды редкие, лучше брать оборудование, которое работает от бытовой сети. Его преимущества – стабильность работы, а также надежность.
Частота дискретизации
От этого параметра зависят измерения однократных и переходных процессов. Большая величина частоты дискретизации дает более точное изображение на экран.
СЛЕДУЮЩАЯ НОВОСТЬ
Задать вопрос специалисту
Контакты
Электронная почта*
Нажимая кнопку «Подписаться на рассылку», я даю свое согласие на обработку моих персональных данных
ОШИБКА – 404 – НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- Нихил де Нихило подходят
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
Комплект микрозахватов B — крепление на ступицу
В наличии РОБ-13177
1
Избранное Любимый 7
Список желаний
Прорыв microSD SparkFun на новый уровень
В наличии DEV-13743
9
Избранное Любимый 27
Список желаний
Светодиодная лента RGB – адресуемая, 5 м (APA102)
В наличии COM-14016
96,50 $
2
Избранное Любимый 14
Список желаний
14-сегментный буквенно-цифровой дисплей — розовый
В наличии COM-21214
Избранное Любимый 0
Список желаний
Двойное твердотельное реле, говорите?
25 сентября 2020 г.
Новое двойное твердотельное реле 25A/250V с поддержкой Qwiic, а также множество новых газовых датчиков.
Избранное Любимый 0
Скажи моему WiFi, что я люблю ее
2 октября 2020 г.
Теперь доступна новая версия WiFi-модуля ESP8266, а также несколько других новых продуктов.
Избранное Любимый 0
Руководство по подключению несущей платы Qwiic
18 марта 2021 г.
Несущая плата Qwiic — это новейший способ быстрого прототипирования с входящим в комплект разъемом M.2 для замены процессорных плат и разъемами Qwiic для простого подключения устройств I2C.
Избранное Любимый 0
ОШИБКА – 404 – НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- Мне очень жаль, но…
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
ЛилиТвинкл
В наличии DEV-11364
9
Избранное Любимый 21
Список желаний
SparkFun XBee Explorer Регулируемый
В наличии WRL-11373
11,95 $
18
Избранное Любимый 31
Список желаний
Большой комплект перемычек – 700 шт.
В наличии ПРТ-14671
26,95 $
2
Избранное Любимый 32
Список желаний
Стандартный комплект бесконтактного переключателя Shapeoko
В наличии ТОЛ-18469
50,00 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
Новая шляпа Raspberry Pi PoE+
24 мая 2021 г.
Raspberry Pi возвращается с неожиданным объявлением!
Избранное Любимый 0
DA16200 приходит в Thing+
16 сентября 2022 г.
