Если вы занимаетесь сложным ремонтом электроники, устранением неполадок или обратным проектированием, вам обязательно понадобится осциллограф. В течение многих лет осциллографы были чисто аналоговыми, в них использовались электронные лампы и электронные лучи для «рисования» сигналов на люминофорном экране, но современные осциллографы теперь стали цифровыми и могут сохранять сигналы для последующего просмотра. Поскольку полное руководство по использованию осциллографов могло бы занять небольшую книгу, мы рассмотрим лишь основы его использования, которые помогут вам начать работу с этими, казалось бы, сложными инструментами.
Проще говоря, осциллограф - это устройство, показывающее график изменения электрического сигнала с течением времени. Вертикальная ось графика представляет напряжение, а горизонтальная ось - время. Поскольку цифровые запоминающие осциллографы используют аналого-цифровой преобразователь для преобразования измеренного напряжения в цифровую информацию, осциллограф может хранить серию выборок, чтобы создать приблизительную форму сигнала и отобразить ее на ЖК-экране. Затем форму сигнала можно проанализировать или сохранить для последующего просмотра.
Большинство элементов управления осциллографа предназначены для регулировки настроек по вертикали, горизонтали или триггера, и они соответственно сгруппированы в отдельные разделы на панели управления.
ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСЦИЛЛОСКОПА
BANDWIDTH описывает диапазон частот, которые осциллограф может надежно измерять.
ЧАСТОТА ВЫБОРКИ определяет, сколько раз в секунду считывается сигнал. Поскольку цифровые осциллографы берут образцы сигнала для восстановления формы сигнала, чем выше частота дискретизации, тем точнее отображаемая форма сигнала.
RESOLUTION описывает точность измерения напряжения сигнала.
TIME BASE позволяет вам контролировать, как часто цифровой осциллограф оцифровывает выборки из входного сигнала. Когда вы настраиваете горизонтальную шкалу прицела, вы настраиваете временную развертку.
CHANNELS - это количество сигналов, которые осциллограф может прочитать, при этом каждый сигнал вводится в отдельный канал. Большинство осциллографов среднего уровня могут отображать на экране два или более сигналов одновременно.
ЗОНДЫ
Чтобы измерить сигнал, вам необходимо подключить к нему один из каналов осциллографа с помощью пробника. Щупы имеют острые кончики для зондирования цепи, а также имеются зажимы, которые облегчают фиксацию провода или штыря. Зажим заземления на боковой стороне пробника должен быть подключен к общей точке заземления проверяемой цепи.
Существует множество типов пробников, но большинство прицелов поставляются с переключаемыми пробниками с ослаблением 1X/10X. Ослабленные пробники повышают точность измерения высокочастотного сигнала, но уменьшают измеряемую амплитуду сигнала. Для большинства измерений вы можете оставить значение 10X для щупа, но для сигналов низкого напряжения может потребоваться переключиться на 1X.
ТРИГГЕР
Настройки триггера сообщают осциллографу, какие части сигнала «запускаться» и начинать выборку. Это помогает стабилизировать волну, отображаемую на экране, и сделать ее статичной.
УРОВЕНЬ
Эта ручка устанавливает уровень напряжения, при котором будет срабатывать прицел.
ТИП
Различные типы запуска задают форму или образец волны, по которой запускается осциллограф. Общие типы включают фронт, импульс и задержку. Для более подробного описания типов запуска, доступных на вашем осциллографе, рекомендуется обратиться к руководству.
РЕЖИМ
Большинство осциллографов имеют несколько режимов запуска, но наиболее распространенными являются обычный, одиночный и автоматический. Обычный режим запускает сбор сигнала только тогда, когда сигнал достигает установленных условий запуска. Одиночный режим ожидает, пока не будет обнаружено условие запуска, затем получает одиночный сигнал и останавливается. Автоматический режим запускает сбор сигнала, даже если условия запуска не были достигнуты, заставляя его запускаться через определенный период времени.
ГОРИЗОНТАЛЬ (ВРЕМЯ)
Горизонтальная ось экрана осциллографа показывает длительность сигнала.
ПОЛОЖЕНИЕ
Эта ручка позволяет управлять просматриваемой частью сигнала по его продолжительности. Вы можете думать об этом как о перемещении волны влево или вправо.
МАСШТАБ
Эта ручка изменяет временную развертку, позволяя отображать меньший или больший фрагмент времени сигнала, изменяя количество секунд на отображаемое деление.
ВЕРТИКАЛЬ (НАПРЯЖЕНИЕ)
Вертикальная ось на экране осциллографа показывает амплитуду сигнала.
ПОЛОЖЕНИЕ
Эта ручка регулирует смещение напряжения отображаемого сигнала, перемещая его вверх или вниз на дисплее.
МАСШТАБ
Эта ручка регулирует масштаб отображаемого напряжения на экране, изменяя количество отображаемых вольт на деление.
ВХОДНАЯ СОЕДИНИТЕЛЬ
Это может быть кнопка или настройка меню, но она определяет, является ли канал переменным, постоянным или заземленным. Связь по постоянному току отображает весь входной сигнал, тогда как связь по переменному току блокирует любую составляющую постоянного тока сигнала, так что вы видите часть переменного тока с центром в нулевом вольте. Связь с землей показывает заземление и полезна в качестве ориентира при сравнении сигналов из нескольких каналов.
МАТЕМАТ
Многие осциллографы имеют кнопку «МАТИМАТИКА», с помощью которой можно выполнять операции с отображаемой формой сигнала и накладывать результат на экран. Это полезно для выполнения расширенного анализа сигналов на лету.