Осциллограф как сделать: Осциллограф из компьютера своими руками

Содержание

Простой самодельный любительский осциллограф

Осциллограф, в полном смысле слова, можно назвать глазами радиолюбителя. Он позволяет именно посмотреть и оценить зрительно все процессы, происходящие в электронном устройстве.

Но, так сложилось, что из доступных приборов промышленность (как отечественная, так и зарубежная) может предложить радиолюбителю (или самодеятельному радиомастеру) только широкий выбор цифровых мультиметров. В то время, как доступных осциллографов в продаже практически не бывает.

Это при том, что, даже в годы «развитого социализма”, когда любое электронное устройство было в «черном списке”диффицита, в продаже периодически появлялись относительно доступные осциллографы, такие как ОМЛ-2, Н-313, ЛО-70, «Школьник». Вот и приходится радиолюбителям приобретать либо очень старую списанную технику, либо «жить на ощупь». Но можно сделать осциллограф и самостоятельно. Однако, прежде всего нужно «достать» самый главный его элемент — электронно-лучевую трубку со статическим отклонением лучей.

В описываемом в данной статье осциллографе применяется трубка 5Л038И, эта трубка круглая, диаметр её экрана 50 мм. Но, в принципе, в данном приборе можно использовать и многие другие трубки, такие как 16ЛОЗИ, 7Л055И, 6Л014И, 7Л01М, 8Л029И.

Разница только в режимах работы трубки, — некоторым требуется подача дополнительного ускоряющего напряжения около +1500V на конус (как высоковольтное напряжение на конус кинескопа телевизора), другие требуют более высокого отрицательного напряжения на модуляторе (до -2000V). В принципе, все это разрешимо, -нужно по справочникам найти данные имеющейся трубки, сравнить их с 5Л038И и сделать необходимые доработки в схеме прибора.

Принципиальная схема

Принципиальная схема осциллографа показана на рисунке. Это низкочастотный импульсный осциллограф, который позволяет исследовать сигналы частотой от постоянного тока до 100 кГц. Его удобно использовать при налаживании цифровых схем и низкочастотных усилителей, генераторов, других устройств.

Усилители вертикального и горизонтального отклонения выполнены по дифференциальным схемам на высоковольтных транзисторах VT8-VT11. При помощи переменного резистора R22 можно регулировать балансировку каскада вертикального отклонения и, таким образом, перемещать нулевую линию по вертикали (например, при исследовании цифровых схем удобнее если нулевая линия внизу экрана, а на переменном токе — посредине, при исследовании отрицательных напряжений -вверху экрана).

Резистор R28 выполняет аналогичную функцию, но для каскада горизонтального отклонения. С его помощью можно пододвинуть осциллограмму по горизонтали так, чтобы она удобнее расположилась на масштабной сетке. К стати, о масштабной сетке — она имеет шесть клеток по вертикали и шесть по горизонтали.

Исследуемый сигнал подается на разъем Х1. При разомкнутом S1 прибор показывает только переменное напряжение, — без постоянных составляющих (сигнал поступает на вход усилителя А1 через разделительный конденсатор С1).

Если S1 замкнуть -прибор переходит в импульсный режим, -значит он может показывать постоянное напряжение и цифровые импульсы, а переменное напряжение будет видно с постоянной составляющей. Входной сигнал поступает на нормирующий каскад на ОУ А1. На его прямой вход сигнал поступает через не калиброванный делитель R1-R5, а необходимый коэффициент передачи точно устанавливается в процессе налаживания прибора при помощи подстроечных резисторов R8-R11 работающих в цепи ООС А1 и определяющих его коэффициент усиления. Резистором R16 можно плавно регулировать уровень сигнала, поступающий на усилитель вертикального отклонения.

Положения переключателя S2 переключающего чувствительность осциллографа, обозначены в величинах напряжения на одно деление сетки экрана («V / дел.»). Число положений S2 можно увеличить, введя более чувствительные положения или более высоковольтные.

Генератор горизонтальной развертки вырабатывает линейно нарастающее напряжение. Он выполнен на транзисторах VT1-VT7 и цифровой микросхеме К155ЛАЗ Период развертки может быть установлен фиксировано десятью положениями от 10цS/дел. до 10 mS/дел.

Рис. 1. Принципиальная схема самодельного любительского осциллографа.

Всего делений по горизонтали, как уже отмечалось, шесть. Возможна плавная подстройка периода развертки при помощи переменных резисторов R13 и R15.

Период развертки (при максимальном положении сопротивлений R13 и R15) устанавливается пятью позициями при помощи переключателя S4. Переключателем S3 можно период увеличить в 10 раз (х10). Линейно нарастающее напряжение (ЛНН) формируется RС-цепью состоящей из сопротивления R12-R15 и емкости С6-С10. Высокая линейность обеспечивается тем, что конденсаторы заряжаются от генератора тока на транзисторе VT1.

Величина этого тока определяется резисторами R12-R15. Полученное ЛНН через буферный каскад на транзисторах VT2 и VTЗ поступает на усилитель горизонтального отклонения на VT10 и VT11. Амплитуда ЛНН примерно равна 4V, при необходимости (если горизонтальная линия не разворачивается на всю ширину экрана) его можно увеличить подбором сопротивлений резисторов R32, R31, R36, R38.

ЛНН поступает, так же, на одновибратор, выполненный на транзисторе VT5 и RS-триггере на элементах D1. 1 и D1.2. Порог срабатывания одновибратора (величина амплитуды ЛНН) зависит от соотношения сопротивлений резисторов R36 и R38, а также, от R32 и R31. Как только ЛНН достигает этого порога одновибратор вырабатывает импульс, поступающий на базы транзисторных ключей на VT4 и VT12.

Открывание транзистора VT4 приводит к разрядке конденсатора (С6-С10), что приводит к началу новой зарядки и формирования нового периода ЛНН. Открывание VT12 приводит к формированию цепью R54-С20 импульса гашения обратного хода луча.

Синхронизация развертки осуществляется входным сигналом, для этого служит каскад на транзисторе VT6, на базу которого поступает сигнал с выхода нормирующего усилителя А1. Триггер Шмитта на элементах D1.3 и D1.4 создает четкий прямоугольный импульс из входного сигнала произвольной формы. Эти импульсы поступают на выпрямитель на VD2 и VDЗ и на С18 возникает напряжение, открывающее транзистор VT7. На вывод 4 D1.2 поступает уровень логической единицы.

При работе в автоколебательном режиме (когда нет переменного входного сигнала) продолжительность импульса, формируемого одновибратором на VT5 и D1. 1-D1.2 определяется емкостью конденсатора С11-С15 (и сопротивлением R35). В режиме синхронизации запуск каждого периода развертки происходит по спаду импульса на выходе триггера Шмитта D1.3-D1.4, при помощи короткого отрицательного импульса, сформированного цепью С17-R44, сбрасывающего RS-триггер D1.1-D1.2 и запускающего развертку.

Такая схема синхронизации отличается повышенной стабильностью, поэтому в данном осциллографе нет привычной ручки “уровень синхронизации», при помощи которой на многих других осциллографах нужно “ловить» эпюру. Если необходимо, можно внутреннюю синхронизацию отключить выключателем S6. Тогда эпюру нужно будет «ловить» одним из переменных резисторов (415 или R13 (в зависимости от положения S3).

Переменный резистор R48 служит для фокусировки изображения (так чтобы линия была наиболее тонкой), а R49 для регулировки яркости изображения.

Для обеспечения нормальной яркости свечения трубки 5ЛО38И необходимо чтобы напряжение между её первой сеткой (вывод 7) и катодом было около 400-450 V. Для получения этого напряжения служит делитель на резисторах R46-R47. В процессе налаживания осциллографа нужно выбрать сопротивление R47, при котором будет хорошая яркость и фокусировка. Можно R47, с этой целью, заменить последовательно включенными постоянным резистором на 1 М и переменным на 3 М.

Питается осциллограф от сети 220У через самодельный трансформатор Т1. Обмотка 4 вырабатывает переменное напряжение 6,3V для питания нити накала электроннолучевой трубки.

Обмотка 5 выполнена с отводом, — она служит для формирования двуполярного напряжения ±15V, которое стабилизировано параметрическими стабилизаторами на VT13 и VT4 и однополярного напряжения +5/, стабилизированного интегральным стабилизатором А2. Обмотки 2 и 3 служит для получения нестабилизированных напряжений +200V и -300V необходимых для питания электронно-лучевой трубки.

Детали осциллографа

Функционально схема осциллографа выложена на четыре печатные платы, — входной нормирующий усилитель, усилители отклонения, схема горизонтальной развертки, выпрямители и стабилизаторы питания. Очень много деталей сделано навесным способом на выводах деталей, установленных в корпусе прибора. Все конденсаторы С6-С15, резисторы R1-R4, R8-R11 смонтированы непосредственно на контактных лепестках галетных переключателей S2 и S4.

На схеме указаны емкости С6-С15, которые должны быть теоретически, и их нужно набирать из нескольких конденсаторов, включенных параллельно. Например, емкость 0,025 мкФ получена параллельным включением 0,022 мкФ и 3000 пФ, а емкость 5000 пФ — параллельным включением 4700пф и 300 пф. Более того, в процессе налаживания, — установки требуемого периода развертки, может потребоваться подгонка этих емкостей (особенно, если используете конденсаторы с большим разбросом емкости).

В схеме много подстроечных резисторов, их тип может быть любым, например, СПЗ, СП4, РП-1 и т.д. Для получения хорошей точности прибора резисторы R8-R11 желательно использовать многооборотные.

Устаревшие диоды Д223 можно заменить другими импульсными, например, КД522. Транзисторы КТ315 и КТ342 можно заменить на КТ3102. Операционный усилитель КР140УД608 заменим любым другим ОУ широкого применения. Диоды КД209 можно заменить любыми другими выпрямительными диодами, рассчитанными на напряжение согласно схеме, и ток не ниже 0,ЗА. Стабилитроны КС515 можно заменить другими на напряжение 15V или набрать из двух-трех стабилитронов на более низкое напряжение стабилизации.

Для транзисторов VT13 и VT14, а так же, для А2 требуются небольшие радиаторы в виде металлических пластин размерами, примерно, 3×5 см. Стабилизатор А2 можно просто привинтить к металлическому шасси прибора, соединенному с общим минусом питания.

Трансформатор питания выполнен на основе трансформатора с сердечником типоразмера Ш14Х30. Можно использовать и другой сердечник близких размеров, например, ШЛ20х25. Обмотка 1 содержит 1100 витков провода ПЭВ 0,12, обмотка 3 -1400 витков провода ПЭВ 0,06, обмотка 2 -850 витков провода ПЭВ 0,09, обмотка 4 -33 витка провода ПЭВ 0,47, обмотка 5 — 60+ 60 витков провода ПЭВ 0,31.

Можно использовать готовый трансформатор, его мощность должна быть не менее 25 Вт. Он должен, при включении в сеть 220/ выдавать вторичные переменные напряжения 6,3V (обмотка 4) при токе до 0,5 А, 18-25 V и 8-15V при токе до 0,3 А (обмотка 5), 160 V (обмотка 2), 260V (обмотка 3).

Накальная обмотка должна быть изолирована от других и не связана с другими цепями прибора кроме нити накала электронно-лучевой трубки. Можно использовать систему питания из нескольких маломощных трансформаторов. Что касается выбора электронно-лучевой трубке, — об этом сказано в начале статьи.

Корпус должен быть металлическим. Авторский вариант прибора не отличается миниатюрностью, в основном из-за выполнения печатных плат с расположением деталей близким к их взаимному расположению на схеме, а также, из-за использования крупных старых галетных переключателей S2 и S4, больших старых тумблеров и переменных резисторов.

Но, используя малогабаритные детали и плотный монтаж можно получить очень компактное устройство. Еще более компактным получится осциллограф, если вместо источника питания на низкочастотном силовом трансформаторе применить импульсную схему питания. В этом случае, даже можно сделать так, чтобы прибор можно было питать и от источника постоянного тока, например, аккумулятора напряжением 12V.

Налаживание

Перед налаживанием усилителей отклонения нужно резисторы Г423 и 1429 установить в такое положение, в котором на движках этих резисторов будет по (-11-13V). Затем, установив R22 и R28 в средние положения добиваются подстрочными резисторами R20-R21 и R26-R27 необходимого положения линии (в середине экрана) и чувствительности усилителей (на весь экран при входном постоянном напряжении около 3,5V). При необходимости немного подстраивают R23 и R29. Резисторы R8-R11 подстраивают при крайне верхнем (по схеме) положении R16.

Резисторы R13 и R15 устанавливают в крайне нижнее (по схеме) положение и в таком состоянии подбирают емкости конденсаторов С6-С10. Но сначала попробуйте подобрать R14 и R12 (можно заменить их подстроечными) так, чтобы период развертки на большинстве положений S4 был как можно ближе требуемому , а затем уже можно переходить к подбору конденсаторов. Конденсаторы С11-С15 должны быть такими же как, соответственно, С6-С10.

Каравкин В. Рк2005, 1.

Осциллограф своими руками, реально? Да! DSO138, осциллограф-конструктор

Недавно я уже делал обзор на один конструктор, сегодня продолжение небольшой серии обзоров о всяких самодельных вещах для начинающих радиолюбителей.
Скажу сразу, это конечно не Тектроникс, и даже не DS203, но по своему интересная штучка, хоть по сути и игрушка.
Обычно перед тестами сначала вещь разбирают, здесь сначала надо собрать 🙂

На мой взгляд, осциллограф это «глаза» радиолюбителя. Этот прибор редко обладает высокой точностью, в отличие от мультиметра, но позволяет увидеть процессы в динамике, т.е. в «движении».

Иногда такой секундный «взгляд» может помочь больше, чем день ковыряния с тестером.

Раньше осциллографы были ламповыми, потом их сменили транзисторные, но отображался результат все равно на экране ЭЛТ. Со временем на смену им пришли их цифровые собратья, маленькие, легкие, ну а логическим продолжением стало появление и конструктора для сборки такого прибора.

Несколько лет назад я на некоторых форумах встречал попытки (порой удачные) разработать самодельный осциллограф. Конструктор конечно проще их и слабее по техническим характеристикам, но могу сказать с уверенностью, собрать его сможет даже школьник.

Разработан этот конструктор фирмой jyetech. Страничка этого прибора на сайте производителя.

Возможно специалистам этот обзор покажется излишне подробным, но практика общения с начинающими радилюбителями показала, что они так лучше воспринимают информацию.

В общем обо всем я расскажу немного ниже, а пока стандартное вступление, распаковка.

Прислали конструктор в обычном пакетике с защелкой, правда двольно плотном.

Как по мне, то для такого набора очень не помешала бы красивая упаковка. Не с целью защиты от повреждений, а с целю внешней эстетики. Ведь вещь должна быить приятной уже даже на этапе распаковки, ведь это конструктор.

В пакете находилось:

Инструкция

Печатная плата

Кабель для подключения к измеряемым цепям

Два пакетика с компонентами

Дисплей.

Технические характиристики устройства очень скромные, как по мне это скорее обучающий набор, чем измерительный прибор, хотя и при помощи даже этого прибора можно проводить измерения, пусть и простые.

Также в комплект входит подробная цветная инструкция на двух листах.

В инструкции расписана последовательность сборки, калибровки и краткое руководство по использованию.

Единственный минус, это все на английском, но картинки сделаны понятно, потому даже в таком варианте большая часть будет понятна.

В инструкции даже обозначены позиционные места элементов и сделаны «чекбоксы», где надо ставить галочку после завершения определенного этапа. Очень продуманно.

Отдельным листом идет табличка со списком SMD компонентов.

Стоит отметить, что существует как минимум два варианта устройства. На первой исходно распаян только микроконтроллер, на втором распаяны все SMD компоненты.

Первый вариант рассчитан на чуть более опытных пользователей.

В моем обзоре учавствует именно такой вариант, о существовании второго варианта я узнал позже.

Печатная плата двухсторонняя, как и в прошлом обзоре, даже цвет тот же.

Сверху нанесена маска с обозначением элементов, одна часть элементов обозначена полностью, вторая имеет только позиционный номер по схеме.

С обратной стороны маркировки нет, есть только обозначение перемычек и наименование модели устройства.

Плата покрыта маской, причем маска очень прочная (невольно пришлось проверить), на мой взгляд то что надо именно для начинающих, так как тяжело что то повредить в процессе сборки.

Как я выше писал, на плату нанесены обозначения устанавливаемых элементов, маркировка четкая, претензий к этому пункту нет.

Все контакты имеют лужение, паяется плата очень легко, ну почти легко, об этом нюансе в разделе сборки 🙂

Как я выше писал, на плате предустановлен микроконтроллер STM32F103C8

Это 32 битный микроконтроллер, базирующийся на ARM 32-bit Cortex™-M3 ядре.

Максимальная частота работы 72МГц, также он имеет 2 x 12-bit, 1 μs АЦП.

С обоих сторон платы указана ее модель, DSO138.

Вернемся к перечислению комплектующих.

Мелкие радиодетали, разъемы и т.п. упакованы в небольшие пакетики с защелкой.

Высыпаем на стол содержимое большого пакета. Внутри находятся разъемы, стойки и электролитические конденсаторы. Также в пакете находятся еще два маленьких пакетика 🙂

Раскрыв все пакеты мы видим довольно много радиодеталей. Хотя с учетом того что это цифровой осциллограф, то я ожидал больше.

Приятно то, что SMD резисторы подписаны, хотя как по мне, не мешало бы подписать и обычные резисторы, или дать в комплекте небольшую памятку по цветовой маркировке.

Дислей упакован в мягкий материал, как оказалось, он не скользит, потому болтаться в пакете не будет, а печатная плата защищает его от повреждений при транспортировке.

Но все равно, я считаю что нормальная упаковка не помешала бы.

В устройстве применен 2.4 дюйма TFT LCD индикатор со светодиодной подсветкой.

Разрешение экрана 320х240 пикселей.

Также в комплект входит небольшой кабель. Для подключения к осциллографу применен стандартный BNC разъем, на втором конце кабеля пара «крокодилов».

Кабель средней мягкости, «крокодилы» довольно большие.

Ну и вид на весь набор в полностью разложенном виде.

Теперь можно перейти к собственно сборке данного конструктора, а заодно попробовать разобраться, на сколько это сложно.

В прошлый раз я начинал сборку с резисторов, как с самых низких элементов на плате.

При наличии SMD компонентов сборку лучше начать с них.

Для этого я разложил все SMD компоненты на прилагаемом листе с указанием их номинала и позиционного обозначения на схеме.

Когда приготовился уже паять, то подумал, что элементы в слишком мелком, для начинающего, корпусе, вполне можно было применить резисторы размером 1206 вместо 0805. Разница в занимаемом месте незначительна, но паять проще.

Вторая мысль была — вот потеряю сейчас резистор и не найду. Ладно я, открою стол и достану второй такой резистор, но не у всех есть такой выбор. В данном случае производитель позаботился об этом.

Всех резисторов (жалко что и не микросхем) дал на один больше, т.е. в запас, очень предусмотрительно, зачет.

Дальше я немного расскажу о том, как паяю такие компоненты я, и как советую делать другим, но это просто мое мнение, естественно каждый может делать по своему.

Иногда SMD компоненты паяют при помощи специальной пасты, но она нечасто есть у начинающего радиолюбителя (да и у неначинающего тоже), потому я покажу как проще работать без нее.

Берем пинцетом компонент, прикладываем к месту установки.

Вообще часто я сначала промазываю место установки компонента флюсом, это облегчает пайку, но усложняет промывку платы, вымыть флюс из под компонента иногда бывает сложно.

Поэтому я в данном случае использовал просто 1мм трубчатый припой с флюсом.

Придерживая компонент пинцетом, набираем на жало паяльника капельку припоя и припаиваем одну сторону компонента.

Не страшно если пайка получилась некрасивая или не очень прочная, на данном этапе достаточно того, что компонент держится сам.

Затем повторяем операцию с остальными компонентами.

После того как мы таким образом закрепили все компоненты (или все компоненты одного номинала), можно спокойно припаять как надо, для этого поворачиваем плату так, чтобы уже припаянная сторона была слева и держа паяльник в правой руке (если вы правша), а припой в левой, проходим все незапаянные места. Если пайка второй стороны не устраивает, то поворачиваем плату на 180 градусов и аналогично пропаиваем другую сторону компонента.

Так получается проще и быстрее, чем запаивать каждый компонент индивидуально.

Здесь на фото видно несколько установленных резисторов, но пока припаянных только с одной стороны.

Микросхемы в SMD корпусе маркируются точно так же как в обычном, слева около метки (хотя обычно слева снизу если смотреть на маркировку) находится первый контакт, остальные считаются против часовой стрелки.

На фото место для установки микросхемы и пример, как она должна устанавливаться.

С микросхемами поступаем полностью аналогично примеру с резисторами.

Выставляем микросхему на площадках, припаиваем любой один вывод (лучше крайний), немного корректируем положение микросхемы (при необходимости) и запаиваем остальные контакты.

С микросхемой- стабилизатором можно поступить по разному, но я советую припаивать сначала лепесток, а потом контактные площадки, тогда микросхема точно будет ровно прилегать к плате.

Но никто не запрещает припаять сначала крайний вывод, а потом все остальные.

Все SMD компоненты установлены и припаяны, осталось несколько резисторов, по одному каждого номинала, откладываем их в пакетик, может когда нибудь пригодятся.

Переходим к монтажу обычных резисторов.

В прошлом обзоре я рассказывал немного о цветовой маркировке. В этот раз я скорее посоветую просто измерить сопротивление резисторов при помощи мультиметра.

Дело в том, что резисторы очень мелкие, а при таких размерах цветовая маркировка очень плохо читается (чем меньше площадь закрашенного участка, тем сложнее определить цвет).

Изначально я искал в инструкции список номиналов и позиционных обозначений, но не нашел, так как искал их в виде таблички, а уже после монтажа выяснилось, что они есть на картинках, причем с чекбоксами для отметки установленных позиций.

Из-за моей невнимательности мне пришлось сделать свою табличку, по которой я рядом разложил устанавливаемые компоненты.

Слева отдельно виден резистор, при составлении таблички он был лишним, потому я оставил его под конец.

С резисторами поступаем похожим образом как в прошлом обзоре, формуем выводы при помощи пинцета (либо специальной оправки) так, чтобы резистор легко становился на свое место.

Будье внимательны, позиционные обозначения компонетов на плате могут быть не только надписаны, а и ПОДписаны и это может сыграть с вами злую шутку, особенно если на плате присутствует много компонентов в один ряд.

Вот тут вылез небольшой минус печатной платы.

Дело в том, что отверстия под резисторы имеют очень большой диаметр, а так как монтаж относительно плотный, то я решил выводы загибать, но несильно и потому в таких отверстиях держатся они не очень хорошо.

Из-за того, что резисторы держались не очень хорошо, я рекомендую не набивать сразу все номиналы, а установить половину или треть, потом запаять их и установить остальные.

Не бойтесь сильно обкусывать выводы, двухсторонняя плата с металлизацией прощает такие вещи, всегда можно припаять резистор хоть сверху, чего не сделаешь при односторонней печатной плате.

Все, резисторы запаяны, переходим к конденсаторам.

Я поступил с ними также как с резисторами, разложив согласно табличке.

Кстати у меня все таки остался один лишний резистор, видимо случайно положили.

Несколько слов о маркировке.

Такие конденсаторы маркируются также как и резисторы.

Первые две цифры — число, третья цифра — количество нулей после числа.

Получившийся результат равен емкости в пикофарадах.

Но на этой плате есть конденсаторы, не попадающие под эту маркировку, это номиналы 1, 3 и 22пФ.

Они маркируются просто указанием емкости так как емкость меньше 100пФ, т.е. меньше трехзначного числа.

Сначала запаиваю мелкие конденсаторы согласно позиционным обозначениям (тот еще квест).

С конденсаторами емкостью 100нФ я немного ступил, не добавив их в табличку сразу, пришлось делать это потом от руки.

Выводы конденсаторов я также загибал не полностью, а примерно под 45 градусов, этого вполне достаточно чтобы компонент не выпал.

Кстати, на этом фото видно, что пятачки, соединенные с общим контактом платы, выполнены правильно, есть кольцевой промежуток для уменьшения теплоотдачи, это облегчает пайку таких мест.

Как то я немного расслабился на этой плате и вспомнил о дросселях и диодах уже после запаивания керамических конденсаторов, хотя лучше было их впаять перед ними.

Но особо ситуацию это не изменило, потому перейдем к ним.

В комплекте к плате дали три дросселя и два диода (1N4007 и 1N5815).

С диодами все ясно, место подписано, катод обозначен белой полосой на самом диоде и на плате, перепутать очень сложно.

С дросселями бывает немного сложнее, они иногда также имеют цветовую маркировку, благо в данном случае все три дросселя имеют один номинал 🙂

На плате дроссели обозначаются буквой L и волнистой линией.

На фото участок платы с запаянными дросселями и диодами.

В осциллографе применено два транзистора разной проводимости и две микросхемы стабилизаторы, на разную полярность. В связи с этим будьте внимательны при монтаже, так как обозначение 78L05 очень похоже на 79L05, но если поставить наоборот, то вы скорее всего поедете за новыми.

С транзисторами немного проще, хоть на плате и указана просто проводимость без указания типа транзистора, но тип транзистора и его позиционное обозначение можно без труда посмотреть по схеме или карте установки компонентов.

Выводы здесь формовать заметно тяжелее, так как отформовать надо все три вывода, лучше не спешить, чтобы не отломать выводы.

Формуются выводы одинаково, это упрощает задачу.

На плате положение транзисторов и стабилизаторов обозначено, но на всякий случай я сделал фото, как они должны быть установлены.

В комплекте был мощный (относительно) дроссель, который используется в преобразователе для получения отрицательной полярности и кварцевый резонатор.

Им выводы формовать не надо.

Теперь о кварцевом резонаторе, он изготовлен под частоту 8МГц, полярности также не имеет, но под него лучше подложить кусочек скотча, так как корпус у него металлический и он лежит на дорожках. Плата покрыла защитной маской, но я как то привык делать какую нибудь подложку в таких случаях, для безопасности.

не удивляйтесь, что я в начале указал что процессор имеет максимальную частоту 72МГц, а кварц стоит всего на 8, внутри процессора есть как делители частоты, так иногда и умножители, потому ядро вполне может работать например на частоте 8х8=64МГц.

Почему то на плате контакты дросселя имеют квадратную и круглую форму, хотя сам по себе дроссель — элемент неполярный, потому просто впаиваем его на место, выводы лучше не загибать.

В комплекте дали довольно много электролитических конденсаторов, все они имеют одинаковую емкость в 100мкФ и напряжение в 16 Вольт.

Их надо запаивать обязательно с соблюдением полярности иначе возможны пиротехнические эффекты 🙂

Длинный вывод конденсатора это плюсовой контакт. На плате присутствует маркировка полярности как около соответствующего вывода, так и рядом с кружком, отмечающим положение конденсатора, довольно удобно.

Отмечен плюсовой вывод. Иногда маркируют минусовой, в этом случае примерно половина кружочка заштриховывается. А еще есть такой производитель компьютерного железа как Асус, который заштриховывает плюсовую сторону, потому всегда надо быть внимательным.

Потихоньку мы подошли к довольно редкому компоненту, подстроечному конденсатору.

Это конденсатор, емкость которого можно изменять в небольших пределах, например 10-30пФ, обычно и емкость этих конденсаторов невелика, до 40-50пФ.

Вообще это элемент неполярный, т.е. формально не имеет значения как его впаивать, но иногда имеет значение как его впаивать.

Конденсатор содержит шлиц под отвертку (типа головки маленького винтика), который имеет электрическое соединение с одним из выводов. ТАк вот в данной схеме один вывод конденсатора подключен к общему проводнику платы, а второй к остальным элементам.

Чтобы было меньше влияние отвертки на параметры цепи, надо впаивать его так, чтобы вывод соединенный со шлицом соединялся с общим проводом платы.

На плате указана маркировка как впаивать, а дальше по ходу обзора будет и фотка, где это видно.

Кнопки и переключатели.

Ну здесь тяжело что то сделать неправильно, так как очень тяжело их вставить как нибудь не так 🙂

Скажу лишь, что выводы корпуса переключателей надо припаять к плате.

В случае переключателя это не просто добавит прочности, а и соединит корпус переключателя с общим контактом платы и корпус переключателя будет работать как экран от помех.

Разъемы.

Самая сложная часть в плане пайки. Сложная не точностью или малогабаритностью компонента, а наоборот, иногда место пайки тяжело прогреть, потому для BNC разъема лучше взять паяльник помощнее.

На фото можно увидеть —

Пайка BNC разъема, дополнительного разъема питания (единственный разъем здесь, который можно поставить наоборот) и USB разъема.

С индикатором, а вернее с разъемами для его подключения, вышла небольшая неприятность.

В комплекте забыли положить пару двойных контактов (пинов), они тут используются для закрепления стороны индикатора, обратной сигнальному разъему.

Но посмотрев на распиновку сигнального разъема я понял, что некоторые контакты можно запросто откусить и использовать вместо недостающих.

Я мог открыть ящик стола и достать оттуда такой разъем, но это было бы неинтересно и в какой то степени нечестно.

Запаиваем гнездовые (так называемые — мамы) части разъемов на плату.

На плате присутствует выход встроенного генератора 1КГц, он нам потом понадобится, хоть эти два контакта и соединяются друг с другом, но мы все равно впаиваем перемычку, она будет удобна для подключения «крокодила» сигнального кабеля.

Для перемычки удобно использовать обкушенный вывод электролитического конденсатора, они длинные и довольно жесткие.

Находится эта перемычка слева от разъема питания.

Также на плате присутствует пара важных перемычек.

Одну из них, под названием JP3 надо закоротить сразу, делается это при помощи капельки припоя.

Со второй перемычкой, немножко сложнее.

Сначала надо подключить мультиметр в режиме измерения напряжения в контрольной точке, находящейся над лепестком микросхемы-стабилизатора. Второй щуп подключается к любому контакту соединенному с общим контактом платы, например к USB разъему.

На плату подается питание и проверяется напряжение в контрольной точке, если все в порядке, то там должно быть около 3. 3 Вольта.

После этого перемычка JP4, находящаяся чуть левее и ниже стабилизатора, также соединяется при помощи капли припоя.

На обратной стороне платы есть еще четыре перемычки, их трогать не надо, это технологические перемычки, для диагностики платы и перевода процессора в режим прошивки.

Возвращаемся к дисплею. Как я выше писал, мне пришлось откусить несколько контактных пар, чтобы применить их взамен отсутствующих.

Но при сборке я решил выкусить не крайние пары, а как бы из середины, а крайнюю запаять на место, так будет сложнее перепутать что то при установке.

Хоть на дисплее и наклеена защитная пленка, я бы рекомендовал при припаивании разъема накрыть экран куском бумаги, в таком случае капли флюса, который кипит при пайке, будут отлетать на бумагу, а не на экран.

Все, можно подавать питание и проверять 🙂

Кстати, один из диодов, который мы запаивали ранее, служит для защиты электроники от неправильного подключения питания, со стороны разработчика это полезный шаг, так как спалить плату неправильной полярностью можно в секунду.

На плате указано питание 9 Вольт, но при этом оговорен диапазон до 12 Вольт.

В тестах я пита плату от 12 Вольт блока питания, но попробовал и от двух последовательно соединенных литиевых аккумуляторов, разница была только в чуть меньшей яркости подсветки экрана, думаю что применив стабилизатор 5 Вольт с низким падением и убрав защитный диод (или подключив его параллельно питанию и установив предохранитель), можно вполне спокойно питать плату от двух литиевых аккумуляторов.

Как вариант, использовать преобразователь питания 3.7-5 Вольт.

Так как запуск платы прошел успешно, то перед настройкой плату лучше промыть.

Я пользуюсь ацетоном, хотя он запрещен к продаже, но есть небольшие запасы, как вариант еще использовали толуол, ну или в крайнем случае медицинский спирт.

Но плату надо промыть обязательно, целиком «купать» ее не надо, достаточно пройтись снизу ваткой.

Особое внимание надо уделить переключателям режимов работы и входному разъему.

Хоть частоты и не очень высокие, но паразитное сопротивление, которое дает флюс, может сделать плохое дело.

В конце ставим плату «на ноги», используя комплектные стойки, они конечно чуть меньше чем надо и немного болтаются, но все равно так удобнее, чем просто класть на стол, не говоря о том, что выводы деталей могут поцарапать крышку стола, ну и так ничего не попадает под плату и не закоротит ничего под ней.

Первая проверка от встроенного генератора, для этого подключаем «крокодил» с красным изолятором к перемычке около разъема питания, черный провод никуда подключать не надо.

Чуть не забыл, несколько слов о назначении переключателей и кнопок.

Слева расположены три трехпозиционных переключателя.

Верхний переключает режим работы входа.

Заземлен

Режим работы без учета постоянной составляющей, или АС, или режим работы с закрытым входом. Хорошо подходит для измерения переменного тока.

Режим работы с возможностью измерения постоянного тока, или режим работы с открытым входом. Позволяет проводить измерения с учетом постоянной составляющей напряжения.

Второй и третий переключатели позволяют выбрать масштаб по оси напряжения.

Если выбран 1 Вольт, то это означает, что в этом режиме размах в одну масштабную клетку экрана будет равен напряжению в 1 Вольт.

При этом средний переключатель позволяет выбрать напряжение, а нижний множитель, потому при помощи трех переключателей можно выбрать девять фиксированных уровней напряжения от 10мВ до 5 Вольт на клетку.

Справа расположены кнопки управления режимами развертки и режима работы.

Описание кнопок сверху вниз.

1. При коротком нажатии включает режим HOLD, т.е. фиксация показаний на дисплее. при длинном (более 3 секунд) включает или выключает режим цифрового вывода данных параметра сигнала, частоту, период, напряжения.

2. Кнопка увеличения выбранного параметра

3. Кнопка уменьшения выбранного параметра.

4. Кнопка перебора режимов работы.

Управление временем развертки, диапазон от 10мкс до 500сек.

Выбор режима работы триггера синхронизации, Авто, нормальный и ждущий.

Режим захвата сигнала синхронизации триггером, по фронту или тылу сигнала.

Выбор уровня напряжения захвата сигнала триггера синхронизации.

Прокрутка осциллограммы по горизонтали, позволяет просмотреть сигнал «за пределами экрана»

Установка позиции осциллограммы по вертикали, помогает при измерении напряжений сигнала и когда осциллограмма не влазит на экран…

Кнопка сброса, просто перезагрузка осциллографа, как выяснилось иногда бывает очень удобна.

Рядом с кнопкой есть зеленый светодиод, он моргает когда осциллограф синхронизировался.

Все режимы при выключении прибора запоминаются и включается он потом в том режиме, в котором его выключили.

Еще на плате есть разъем USB, но как я понял, он в этом варианте не используется, при подключении к компьютеру выдает что обнаружено неизвестное устройство.

Также есть контакты для перепрошивки устройства.

Все режимы, выбранные кнопками или переключателями, дублируются на экране осциллографа.

Версию ПО я не обновлял, так как стоит последняя на текущий момент 113-13801-042

Настройка прибора очень проста, помогает в этом встроенный генератор.

Скорее всего при подключении к встроенному генератору прямоугольных импульсов вы увидите следующую картину, вместо ровных прямоугольников будет либо «завал» угла верха/низа, вниз или вверх.

Корректируется это вращением подстроечных конденсаторов.

Конденсаторов два, в режиме 0.1 Вольта подстраиваем С4, в режиме 1 Вольт соответственно С6. В режиме 10мВ корректировка не производится.

Регулировкой необходимо добиться ровных прямоугольных импульсов на экране, как это показано на фотографии.

Я посмотрел этот сигнал другим осциллографом, на мой взгляд он достаточно «ровный» для калибровки данного осциллографа.

Хоть конденсаторы и установлены правильно, но даже в таком варианте небольшое влияние от металлической отвертки присутствует, пока удерживаем жало на регулируемом элементе, результат один, стоит убрать жало, результат чуть меняется.

В таком варианте либо подкручивать маленькими сдвигами, либо использовать пластмассовую (диэлектрическую) отвертку.

Мне такая отвертка досталась с какой то камерой Хиквижн.

С одной стороны у нее крестовое жало, причем срезанное, именно для таких конденсаторов, с другой — прямое.

Так как данный осциллограф больше прибор для изучения принципов работы, чем действительно полноценный прибор, то и проводить полноценное тестирование я не вижу смысла, хотя основные вещи покажу и проверю.

1. Совсем забыл, иногда при работе внизу экрана вылазит реклама производителя 🙂

2. Отображения цифровых значений параметра сигнала, подан сигнал от встроенного генератора прямоугольных импульсов.

3. Вот такой собственный шум входа осциллографа, в интернет я встречал упоминания об этом, а так же о том, что новая версия имеет меньший уровень шумов.

4. Для проверки, что это действительно шум аналоговой части, а не наводки, я перевел осциллограф в режим с закороченным входом.

1. Переключил время развертки в режим 500сек на деление, как по мне, ну это уж совсем для экстремалов.

2. Уровень входного сигнала можно менять от 10мВ на клетку

3. До 5 Вольт на клетку.

4. Прямоугольный сигнал частотой 10КГц с генератора осциллографа DS203.

1. Прямоугольный сигнал частотой 50КГц с генератора осциллографа DS203. Видно что на такой частоте сигнал уже сильно искажен. 100КГц подавать уже не имеет особого смысла.

2. Синусоидальный сигнал частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.

3. Сигнал треугольной формы частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.

4. Пилообразный сигнал частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.

Дальше я решил немного посмотреть как ведет себя прибор при работе с синусоидальным сигналом, поданным от аналогового генератора и сравнить его со своим DS203

1. Частота 1КГц

2. Частота 10КГц

1. Частота 100КГц, в конструкторе нельзя выбрать время развертки меньше 10мс, потому только так 🙁

2. А вот так может выглядеть синусоидальный сигнал частотой 20КГц, поданный с DS203, но в другом режиме входного делителя. Выше был скриншот такого сигнала, но поданный в положении делителя 1 Вольт х 1, здесь сигнал в режиме 0.1 Вольт х 5.

Ниже видно как выглядит этот сигнал при подаче на DS203

Сигнал 20КГц, поданный с аналогового генератора.

Сравнительное фото двух осциллографов, DSO138 и DS203. Оба подключены к аналоговому генератору синуса, частота 20КГц, на обоих осциллографах выставлен одинаковый режим работы.

Резюме.
Плюсы

Интересная обучающая конструкция

Качественно изготовленная печатная плата, прочное защитное покрытие.

Собрать конструктор под силу даже начинающему радиолюбителю.

Продуманная комплектация, порадовали запасные резисторы в комплекте.

В инструкции хорошо расписан процесс сборки.

Минусы

Небольшая частота входного сигнала.

Забыли положить в комплект пару контактов для крепления индикатора

Простенькая упаковка.

Мое мнение. Скажу коротко, был бы у меня в детстве такой конструктор, я был бы наверное очень счастлив, даже несмотря на его недостатки.

А если длинно, то конструктор приятно порадовал, я считаю его хорошей базой как в получении опыта сборки и наладки электронного устройства, так и в опыте работы с очень важным для радиолюбителя прибором — осциллографом. Пусть простым, пусть без памяти и с низкой частотой, но это куда лучше возни с аудиокартами.

Как серьезный прибор считать его конечно нельзя, но он таким и не позиционируется, а как конструктор, более чем.

Зачем я заказал этот конструктор? Да просто было интересно, ведь все мы любим игрушки 🙂

Надеюсь что обзор был интересен и полезен, жду предложений по поводу вариантов тестирования 🙂

Ну и как всегда, дополнительные материалы, прошивки, инструкции, исходники, схема, описание — скачать.

Как дополнение, схема отдельно.

Схема

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

как сделать щуп и делитель, простая схема


Автор Aluarius На чтение 11 мин. Просмотров 1.4k. Опубликовано

Осциллограф – это устройство, помогающее увидеть динамику колебаний. С его помощью можно выявлять различные поломки и получать нужные данные в радиоэлектронике.

Цифровой осциллограф своими руками

Для того, чтобы смастерить осциллограф своими руками, нужно подготовить:

  • KIT-набор или конструктор.
  • Паяльник, сплав металлов, флюс.
  • Кусачки.
  • Инструмент для пайки – третья рука.
  • Тестер.
  • Отвертка плоского типа.
  • Смартфон со штекером 3, 5 мм.


Все вышеперечисленное потребуется чтобы сделать самодельный осциллограф.

Описание процедуры изготовления:

Этап первый. Сначала разбор KIT-набора. Тут у нас есть плата для печати, которая выполнена на алом текстолите с уже распаянным на ней микроскопическим процессором. Также в комплектации есть цветной экран, который стоит на плате для печати, он будет крепиться поверх главной платы посредством специальных разъемов, которые тоже присутствуют в наборе.

Для того чтобы не допустить ошибок при сборке имеется англоязычная инструкция, в ней показаны номиналы всех компонентов, их месторасположение, для большего удобства есть места, чтобы ставить галку на той детали, которую вы уже установили, что очень упрощает работу, также в конце расписана настройка кита. В наборе присутствуют высококачественные щупы с разъемом. Так как в комплекте есть СМД-элементы, то паяльник в этом случае понадобится с тоненьким жалом. Теперь переходим непосредственно к сборке осциллографа на 20 мгц своими руками, схема в этом поможет.

Этап второй. Первое, что будем устанавливать на плату, так это SMD-компоненты, в данном случае это резисторы, их сопротивление написано на упаковке. Сами номиналы выделены на их корпусе числовым кодом.
По маркировке из инструкции расставьте компоненты и сразу нанесите на место пайки флюс, а после припаяйте паяльником с тоненьким жалом. Поставьте на плату СМД-транзистор с 3 выводами.
После припаяйте микроскопическую схему, совмещая ключ на корпусе в форме точки с ключом на плате. С SMD-деталями закончили, теперь можно переходить к DIP-компонентам.

Этап третий. По такому же принципу ставим остальные ДИП-резисторы, то есть те, которые вставляются в дырочки на плате.
Узнать их сопротивление можно несколькими методами, посредством мультиметра, цветовой маркировки, а также в онлайн-калькуляторе, где нужно лишь ввести цвет полос с корпуса.

После монтажа, припаяйте резисторы, закрепите плату в приспособлении “третья рука”. Потом необходимо убрать остатки выводов посредством бокорезов. При работе будьте внимательны, так как можно случайно убрать дорожку с платы.

Этап четвертый. Резисторы установлены, теперь начинайте припаивать неполярного типа конденсаторы, маркировка которых обозначается цифрой, к примеру, конденсатор с №104 на корпусе имеет номинал, который равен 10*10 в 4 степени, а значит его емкость = 100000 пикофарад = 0,1 мкф, расположите их на плате по инструкции.
Далее, вставьте полярного типа конденсаторы. На их покрытии указан минусовой контакт белоснежной полоской, а плюсом считается длинная ножка. На самой плате таким же образом подписан плюс, номиналы сверяем по инструкции.

Этап пятый. На плате разложите катушки индуктивности, определять их номиналы не нужно, так как они все идентичные. Установите их по правилам, после чего припаяйте с обратной стороны платы. Потом вставьте транзисторы, их номер есть как на корпусном покрытии, так и на плате, на ней красуется рисунок, который повторяет форму корпуса, согласно чему и надо поставить их. После припаяйте транзисторы выводы к контактам. В наборе также должно быть два диода, их требуется установить согласно маркировке на корпусе.

Этап шестой. Для индикации припаяйте зеленый светодиод, длинная ножка это плюс, короткая минус, на самой плате для монтажа выделен плюсовой контакт.
Практически все детали уже стоят на плате, осталось впаять разъемы, клавиши и переключатели.
После этого припаяйте контакты к экрану.

Этап седьмой. Плата полностью готова, поставьте ее на специальные ножки из пластика из набора. Теперь необходимо сделать перемычку в месте JP3. Перед подключением экрана к плате, требуется проверить собранный девайс, для этого потребуется мультиметр. Подключаем питание 9 вольт к прибору и в режиме измерения напряжения выставляем минусовой щуп мультиметра к контакту на плате с надписью GND, а плюсовой к контакту 3,3 вольт, который находится чуть выше СМД-транзистора, на мультиметре должно быть такое напряжение, т. е 3,3 В. После этой проверки отключаем питание и делаем перемычку в зоне JP4, а уже потом ставим модуль дисплея.

Шаг восьмой. Так как агрегат еще не настроен, то использовать его нет смысла, поэтому для начала выполним настройку. Запустите осциллограф, и переместите 2 переключатель в позицию 0,1. В, нижний в X5, а верхний переставьте на ДС.

Плюсовой крокодил подключите к контрольной точке в виде перемычки. Кривую перенесите немного ниже, нажмите на правую клавишу снизу, тем самым переключаясь на левый ползунок, который теперь можно отрегулировать средними кнопками + или -.
Выставьте более ровненькую линию на графике посредством регулировки емкости переменных конденсаторов, используя отвертку.

Шаг девятый. Теперь стоит подключить телефон с программой генератора сигналов через выход аудио к щупам осциллографа. На смартфоне измените частоту, на дисплее агрегата появится график, который можно увеличивать и уменьшать, полная инструкция к тому, как этим пользоваться также присутствует в комплектации. Для радиолюбителей этот кит-набор будет самым настоящим подарком.

Важно! Чтобы сделать Осциллограф на микроконтроллере ATMEGA32А. нужно использовать другую схему.

Схемы самодельных осциллографов на микросхемах

Сначала разберем несложную схему осциллографа на мк, который собран всего на 3 транзисторах.
Для налаживания усилителя или любого иного радиолюбительского девайса, в схеме в которой присутствуют электрического типа колебания, очень удобен осциллограф, с помощью которого можно понаблюдать за формой сигнала. Здесь приведено описание осциллографа созданного из трех транзисторах, двух диодов и электронно-лучевой трубочки. Схема устройства осциллограф на мк представлена на изображении №1:

Несложно смастерить любительские осциллографы, схемы ведь вполне понятные.
Oscillo состоит из усилителя отклонения вертикального луча на транзисторе ВТ1, генераторной установки развертки на транзисторе ВТ2 и усилителя горизонт. отклонения на ВТ3. Для устранения искажений усилительный агрегат на ВТ1 охвачен отрицательными обратными связями (через Р4 и Р6). С коллектора ВТ1 усиленного типа напряжение подается через конденсатор С2 на одну из пластинок вертикального отклонения луча.

Генераторная установка развертки на ВТ2 функционирует в лавинном режиме.
Частотный диапазон задающего генераторного прибора развертки разделен на 4 поддиапазона. Резистор Р13 нужен для плавного изменения частоты внутри поддиапазона. Синхронизация частоты генераторной установки выполняется частотой изучаемого сигнала, напряжение которого через С3 и Р9 подается в цепочку базы ВТ2, уровень синхронизации контролируется резистором Р11. С выхода умножителя, напряжение пилообразного типа передается через С11, Р18 на базу ВТ3, а с его коллектора через С12 на пластинку горизонт. отклонения луча.

При амплитуде пилообразного напряжения на выходе усилителя 70В длина горизонт. линии на дисплее трубочки составляет 50 мм. Яркость и фокусирование луча регулируются переменными резисторными девайсами Р23, Р24, а перемещение луча по вертикали и горизонтали – резисторными приборами Р10 и Р15. Из-за слабой чувствительности осциллографа, его стоит дополнять усилителем, схема которого представлена на изображении №2:

Усилитель может находиться как внутри корпуса, так и отдельно от него.
При сборке конструкции трансформатор питания нужно разместить так, чтобы ось его катушки была продолжением продольной оси трубочки. Также, трубку потребуется заключить в магнитный экран.

Собранный осциллограф не нужно настраивать, особенно если он ЮСБ. Иногда генератор развертки начинает функционировать не сразу, в такой ситуации надо поменять ВТ2. Вспомогательная я усилительная приставка включается в разрыв схемы в точке “А”, вход усилителя подсоединить к С1 а выход к базе ВТ1. Если усилитель реализуется в виде отдельного самодельного блока в осциллографе, то делитель на Р1-Р3 надо расположить в этом же блоке.

В осциллографе можно использовать транзисторы ВТ1, ВТ3 – КТ502Е, КТ632Б, МП26Б, КТ3157А; ВТ2 – КТ3107, КТ361, КТ203Б, В. Диоды ВД1 и ВД2 должны быть рассчитаны на обратного типа напряжение не ниже 700 В – Д217, Д218, КД203Г и так далее.

Теперь рассмотрим вторую схему, стандартного импульсного осциллографа, который помогает контролировать сигналы в приборах аналогового и цифрового типа.

Показанная вам схема осциллографа очень похожа на предыдущую, но не во всем.
Основой агрегата является ЭЛТ 5ЛО38 и источник питания от приемника. Канал вертикального отклонения выполнен на лампе Н1. Есть 2 входа вертикального отклонения. На вход Х1 передают сигналы импульсного или переменного напряжения. Чувствительность входа 0,5 вольт на 1 деление. Переменный резисторный прибор Р24 нужен для плавной настройки чувствительности.

Переключатель С2 помогает выбрать режим чувствительности. Выключатель С3 создан для выбора входного сигнала тока. Если постоянную часть сигнала видеть не надо С3 отключен, если С3 замкнуть, то входной сигнал проходит весь, запуская все. Для просмотра слабоватых сигналов присутствует второй вход Х2. Сигнал, поступающий на него, усиливается предварительно. В этом случае на вход устройства переходит лишь переменное напряжение.

Чтобы активировать вход Х2 необходимо переключить С2 в нижнее по схеме положение. Резистор Р2 нужен для балансировки измерительного прибора по вертикали, а Р1 по горизонтали. Резистором Р11 выставляется уровень синхронизации, чтобы изображение осциллограммы сигнала на дисплее нормально держалось. Резистором Р5 контролируется напряжение на фокусирующей сетке трубочки. Р6 регулирует настройки яркости.

Важно! Usb осциллограф своими руками сделать намного сложнее, как и коммутатор.

Датчик разряжения и индуктивная линейка для осциллографа

Теперь подробнее рассмотрим дополнительные приспособления. А точнее датчик разряжения для осциллографа и индуктивную линейку. С помощью подключенного измерительного преобразователя разряжения к осциллографу можно произвести оценку состояния механики мотора по графику разряжения во впускном коллекторе при прокрутке двигателя и другое.

Индуктивные датчики-линейки используются для проверки систем зажигания, бортового питания, различных средств измерения, а также исполнительных механизмов.
Поиск неисправностей выполняется с помощью визуального контроля формы сигнала искрового разряда выводимого на мониторе ПК, к которому подсоединены осциллограф с линейками. Сигналы снимаются бесконтактным образом. Для съема сигналов применяется емкостные и индуктивные экспресс-датчики.

Как сделать щуп для прибора самостоятельно, в чем его особенности

Ну и под конец, стоит изучить измерительные пробники и узнать, как можно сделать их самостоятельно. Пробник-это реальный прибор, который обеспечивает электрического типа соединение контрольной точки с входом осциллографа. Он нужен почти повсеместно при осциллографических измерениях, так как обычно соединение между контрольной точкой и входом осциллографа нельзя обеспечить посредством других соединительных девайсов, таких, как специализированная кабельная сборка.

Исходя из этого, можно прийти к выводу, что пробник является нужной частью измерительного тракта осциллографа и его хар-ки также важны для достоверности новых измерений, как и любые иные части тракта измерений. Поэтому, к выбору версий пробников и вопросу их правильной эксплуатации надо подходить также ответственно, как и к выбору главного измерительного устройства-осциллографа.

Как сделать кабельный щуп для низкочастотного виртуального осциллографа, инструкция:

Схема пробника для осциллографа, которую, сейчас будем рассматривать очень простая. Если отыскать указанные микроскопические схемы, то установка займет всего сутки.
Из плюсов схемы стоит выделить полную гальванического типа развязку до 3 кВ. Из минусов — малую частоту сигналов, которые можно изучать. Для прямоугольника 20 кГц будет предельное значение. Если настраивать с небольшим сдвигом фазы, то синус можно смотреть около 50 кГц.

Щуп для осциллографа своими руками — советы по установке и калибровке

Основание конструкции — гальванически изолированная усилительная приставка ACPL-790. Отсюда главное ограничение частот работы зонда. Устройство для усиления питается от преобразователя напряжения изолированного типа. Входной сигнал (макс.300 мВ) снимается с резисторного делителя для осциллографа.

В отображенном экземпляре рассчитано на 2,5 кВ постоянного тока на входе. У AD620 скорость возрастания сигнала на выходе микросхемы 0,3 В/мкс. Питание усилительной приставки измерения также от преобразователя ±5 вольт. На входе двадцать резисторов в две полосы.

При высоких напряжениях на них выделится огромная мощность, при 2,5 кВ около 3 Вт. Плата с размером 100×65 мм прекрасно подходит для маленького корпуса из пластика. Производство платы для печати — китайское. После завершения работы и проверки, всю высоковольтную часть ОПП и элементов стоит покрыть лаком. Питание — от внешнего БП на 24 В.
Калибровка: применялось напряжение 220 В и высококачественный мультиметр цифрового типа. Настраивайте подстроечники до тех пор, пока на экране не появятся показания Vrms.

Осциллографры являются просто незамениными устройствами в работе, но для того чтобы правильно их эксплуатировать в домашних условиях, нужно понимать как они устроены, идеи, на основании которых они разработаны, а также знать какие хар-ки прибора считаются существенными. Благодаря ним даже можно проверить давление в цилиндре. Если вы не хотите покупать устройство, вы можете сделать его самостоятельно, в этом вам помогут схемы цифровых осциллографов. Читайте здесь как сделать осциллограф на Ардуино для компьютера.

 

Фигуры Лиссажу | Практическая электроника

Что такое фигуры Лиссажу?

Фигуры Лиссажу представляют из себя различные геометрически-красивые рисунки, которые вычерчиваются точкой, колеблющейся в двух взаимно-перпендикулярных направлениях на одной плоскости.

Чтобы было более понятно, давайте представим девочку на качели из покрышки:

И вот представьте, что сзади ее раскачивает папа, а сбоку – мама. То есть наша девочка будет одновременно летать вперед-назад, а также влево-вправо. Долго ли она продержится – это уже другой вопрос). Если в солнечный денек посмотреть на землю, то мы увидим, что тень девочки вырисовывает различную траекторию полета.

Почему бы нам не поиграться пучком электронов, отклоняя его одновременно и по вертикали и по горизонтали? Вспоминаем, как выглядит электронно-лучевая трубка осциллографа:

где

1 – это горизонтальные пластины

2 – вертикальные пластины

ну и остальные детали – это составляющие электронной пушки.

Подаем на вертикальные пластины один синусоидальный сигнал, а на горизонтальные – другой синусоидальный сигнал. В результате точка на осциллографе будет вырисовывать различные линии и кривые, в зависимости от частоты сигналов. Хотя, цифровой осциллограф и аналоговый почти не похожи по внутренней начинке, но принцип действия у них все равно схож.

Как получить фигуры Лиссажу

Итак, для того, чтобы вырисовывать фигуры Лиссажу, нам потребуются два генератора частоты.

Генератор №1

 

Генератор №2

и осциллограф с функцией XY-режима. В моем случае это цифровой осциллограф OWON

Думаю, почти во всех современных осциллографах есть режим XY, будь это аналоговый или цифровой осциллограф.

 
[quads id=1]

Режим XY-осциллографа

Как вы помните, при простом использовании осциллографа у нас по оси X было время, а по оси Y – напряжение. Поэтому, по умолчанию,  мы  на осциллографе смотрим изменение напряжения во времени. Но если с помощью нехитрой кнопки переключить в режим XY, то у нас по Y будет напряжение и по X…. тоже напряжение, но уже с другого генератора частоты. Если включить в таком режиме только один генератор, то мы увидим только одну прямую линию либо по вертикали, либо по горизонтали. Это аналогично тому, если бы нашу девочку раскачивал только папа или только мама. Наша девочка летела бы только по одной прямой траектории.

А что будет, если сбоку нашу девочку будет раскачивать мама, а сзади – папа?  Тут уже траектория девочки будет хаотичной. Но во всяком хаосе рождается порядок. И первым его заметил французский математик Жюль Антуан Лиссажу.

Строим фигуры Лиссажу на осциллографе

Цепляем на один канал один генератор частоты, а на другой канал – другой генератор частоты:

На осциллографе мы должны увидеть два сигнала с разных генераторов частоты, благо у меня осциллограф двухканальный:

Теперь переводим осциллограф в режим XY. На моем осциллографе это делается с помощью кнопки Display

Ну а потом с помощью дисплейных клавиш выбираем режим XY

И получается примерно вот такая хаотическая картинка:

Ну еще бы, один генератор дергает точку по X, другой по Y и у каждого генератора разная частота.

А давайте возьмем один генератор и с него подадим сигнал на два канала сразу. Частота и фаза совпадают и на первом и втором канале, так как мы берем сигнал с одного и то же генератора. В результате у нас будет вот такая картинка:

Если взять 100 Герц  на первом генераторе и на втором генераторе, то получим что-то типа этого:

В реальности же получается круг, который все время крутится и превращается то в эллипс, то в прямую, так как  очень ровно подобрать частоту на первом и втором генераторе очень сложно. Хотя на практике можно подавать сигнал на один канал напрямую, а на другой – через фазовращатель.

Если увеличить частоту на одном из генераторов вдвое, то можно наблюдать уже другие фигуры:

Эта фигура тоже все время крутится на осциллографе.

Увеличиваем на одном генераторе частоту в кратное число раз, то есть было 100, потом 200, 300 и тд и получаем абсолютно новые 3D фигуры 😉

Различное отношение частот одного генератора к другому дает различные фигуры Лиссажу:

Вот такие фигуры вы будете видеть на экране своего осциллографа:

А вот такие фигуры Лиссажу получаются, если использовать пилообразный сигнал с обоих генераторов сразу при разных отношениях коэффициентов

А вот такие фигуры получаются, если на одном оставить синус, а на втором поставить пилу:

В основном фигуры Лиссажу в электронике можно использовать тогда, когда надо узнать частоту неизвестного генератора через образцовый генератор, частоту которого мы знаем, а также узнать сдвиг фаз между двумя одинаковыми сигналами. Ну и второе применение  – это чисто визуальный кайф при вращении этих фигур на экранчике вашего осциллографа 😉

Осциллограф с корпусом своими руками

Привет всем любителям самоделок. В данной статье я расскажу, как сделать осциллограф с корпусом своими руками, в сборке которого поможет кит-набор, заказать его можно будет по ссылке в конце статьи. Такой радиоконструктор будет полезен для получения опыта в работе с радиоэлектроникой, а также для использования в различных самоделках, где необходим данный прибор, например, при замере мощности усилителя.

Перед прочтение статьи предлагаю посмотреть видеоролик с подробным процессом сборки, а также тестирования данного кит-набора.

Для того, чтобы сделать осциллограф с корпусом своими руками, понадобится:
* Паяльник, припой, флюс
* Приспособление для пайки «третья рука»
* Крестовая отвертка
* Силиконовый коврик для пайки
* Мультиметр
* Бокорезы
* Блок питания с напряжением 9В

Шаг первый.
В комплекте кит-набора имеется две печатные платы с металлизированными отверстиями, их качество на достаточно высоком уровне, также есть инструкция по сборке, что достаточно удобно.

На одной из плат уже установлены SMD-микросхемы. В комплекте присутствует корпус, в котором в дальнейшем будут находится платы.

Самих радиодеталей тут не так много, поэтому много времени для сборки не понадобится.

Шаг второй.
Сначала устанавливаем на плату кнопки, а затем контакт генератора сигналов для настройки.

После этого вставляем на место включатель и разъем.

Фиксируем плату в приспособлении для пайки «третья рука» и наносим флюс, после чего припаиваем детали паяльником, которые установили ранее, добавляя припой.

Затем проверяем плату, подключаем блок питания в гнездо, которое было припаяно с завода и если дисплей и кнопки работают, то переходим к следующему шагу.

Шаг третий.
Теперь устанавливаем на другую плату резисторы. Перед тем, как вставить резисторы на плату, нужно измерить их сопротивление, сделать это можно при помощи мультиметра, цветовой маркировки и справочной таблицы, а также онлайн-калькулятора.

Определить номиналы мультиметром проще всего и быстрее, устанавливаем резисторы на место согласно инструкции.

Далее вставляем на плату неполярные керамические конденсаторы.

С обратной стороны платы загинаем выводы, чтобы при пайке делали не выпали. После этого устанавливаем подстроечные конденсаторы.

С обратной стороны также загинаем выводы.

Далее закрепляем плату в приспособлении для пайки «третья рука» и припаиваем выводы к контактам при помощи паяльника.

Лишние части выводов удаляем бокорезами. При откусывании выводов при помощи бокорезов будьте аккуратны, так как дорожки можно оторвать от платы.

Шаг четвертый.
Устанавливаем выводы для подключения второй платы, включатель и полярные электролитические конденсаторы, соблюдая полярность и номиналы, плюс это длинная ножка, минус-короткая, на плате полярность обозначена, после чего припаиваем все паяльником. Лишние выводы также удаляем бокорезами.

Далее устанавливаем энкодер на небольшую отдельную плату, перепутать положение здесь не получится, с одной стороны находятся два контакта, с другой-три и припаиваем при помощи паяльника.

Затем ставим дисплей в корпус, отклеиваем двухсторонний скотч и приклеиваем к нему плату, проверяем, нажимаются ли кнопки.

К контактам подсоединяем плату с энкодером и к другому разъему присоединяем вторую плату.

Шаг пятый.
Подключаем блок питания с напряжением 9В и проверяем напряжение в различных точках по инструкции при помощи мультиметра, если все правильно, переходим дальше.

Вставляем щупы и подсоединяем минусовой к массе, а плюсовой к выводу генератора сигнала и вращаем переменный резистор до того, как квадратный сигнал станет наиболее ровным.

Далее разъединяем платы, отключаем щуп и устанавливаем плату в заднюю часть корпуса и прикручиваем на четыре винта при помощи крестовой отвертки.

Затем две половинки корпуса с платами соединяем вместе и закрепляем винтами.

Шаг шестой.
Проверяем осциллограф, подключаем питание и к щупам подсоединяем генератор сигналов, в зависимости от установленного сигнала на дисплее выводится график, его масштаб можно уменьшить или увеличить. Данный кит-набор можно посоветовать новичкам и тем, кто просто хочет попробовать собрать радиоконструктор своими руками.

Также при помощи осциллографа можно измерять параметры электрического сигнала, например, можно измерить максимальную мощность усилителя до наступления искажений, которые можно отследить на дисплее.

На этом у меня все, всем спасибо за внимание и творческих успехов.

Купить Kit-набор на Aliexpress

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Основы радиолокации — Измерения с помощью осциллографа

Измерения с помощью осциллографа


Как следует из названия, осциллограф используется для того,
чтобы сделать видимыми (электрические) колебания (осцилляции).

В приборах старшего поколения для этой цели использовалась катодно-лучевая трубка.
В этой пробирке пучок электронов отклонялся и попадал на люминесцентный экран
(люминесценция: поглощение энергии в веществе с последующим повторным излучением в видимом спектральном диапазоне).
В катодно-лучевом осциллографе кинетическая энергия электронов преобразуется в преимущественно зеленоватый свет.
Это отклонение может быть сделано как с электрическим, так и с магнитным полем.
В катодно-лучевом осциллографе пучок электронов отклоняется как функция измерительного сигнала, его интенсивность остается постоянной.


Рисунок 2: Современный осциллограф R&S®RTC1000 с плоским дисплеем

(любезно предоставлено Rohde & Schwarz)

Рисунок 2: Современный осциллограф
R&S®RTC1000
с плоским дисплеем

(любезно предоставлено
Rohde & Schwarz)


Более современные осциллографы используют плоский экран, похожий на компьютер.
В устройстве также работает процессор, который генерирует яркое изображение из измерительного сигнала.
Его функции определяются используемым в устройстве программным обеспечением.
Это также делает эти современные осциллографы более универсальными.


Почти каждый осциллограф предлагает следующие два режима работы: нормальный и X-Y.


Нормальная работа


Рисунок 3: Осциллограф в нормальном режиме работы


В этом режиме работы электронный луч проходит равномерно слева направо.
Длительность одного прохода может быть установлена от нескольких микросекунд до секунд.
Вертикальное положение луча контролируется сигналом, который необходимо исследовать:
положение на экране прямо пропорционально мгновенному значению входного напряжения.
Коэффициент пропорциональности, т.е. диапазон напряжения, отображаемый на экране,
можно регулировать в диапазоне от милливольт до вольт.
Полученное изображение на экране представляет собой временное представление входного напряжения (временная диаграмма напряжения).

Если измерительный сигнал является периодическим (например, синусоидальный или последовательность импульсов),
он может быть синхронизирован с горизонтальным движением электронного пучка.

Для этого лучу разрешается ждать в левой части экрана, пока не будет сформирован импульс запуска
(«триггер» на английском языке означает «запуск»).
При внутреннем триггеровании импульс запуска генерируется путем сравнения измерительного напряжения с уровнем запуска,
постоянного, регулируемого напряжения: если признак их разности изменяется от — до + (или наоборот, в зависимости от настройки), то запускается триггер.
Здесь минус и плюс соответствуют определенному напряжению (например, 0 и 5 вольт).
Это не имеет значения, если триггерный сигнал возникает несколько раз за один проход.
С другой стороны, если триггерный сигнал срабатывает несколько раз в течение периода, происходит наложение фазового сдвига.
В качестве альтернативы внутреннему триггеру, сигнал триггера может также подаваться извне, это называется внешная синхронизация.


X-Y операция


Рисунок 4: Фигура Лиссажа


В режиме X-Y управление лучом осуществляется как по X-образному (горизонтальному),
так и по Y-образному направлению по одному измерительному сигналу.
Это позволяет рассматривать сигнал как функцию другого сигнала (например, диаграмма ток — напряжение).
Опять же, диапазон индикации можно настроить независимо в обоих направлениях.
В этом режиме нет никакого срабатывания.
В дополнение к уже упомянутым настройкам можно регулировать абсолютное положение изображения на экране (смещение по X и Y),
а также фокусировать луч или изменять его интенсивность.

Если на вход X и Y подать два синусоидальных напряжения, то создается так называемая фигура Лиссажа.
Если оба синусоидальных напряжения имеют одинаковую частоту, на экране отображается только прямая диагональная линия.
При наличии различий в частоте создается рисунок, аналогичный показанному на рисунке 4.


Радиосхемы. — Осциллограф из телевизора

категория

Самодельные измерительные приборы

материалы в категории

Собрать осциллограф в своей домашней мастерской удается только самым опытным. Причин тому много: сложность электронной схемы, дефицитные детали, большой объем работы… Промышленность, правда, выпускает две-три модели для радиолюбителей, но они довольно дороги, да и в магазинах бывают нечасто.

Предлагаем несложную приставку, с помощью которой вы сможете превратить телевизор в простейший осциллограф. Никаких изменений в схему телевизора при этом вносить не придется, выход приставки достаточно соединить с антенным входом телевизора, и на экране появится изображение исследуемого сигнала.

Схема приставки- осциллографа

Давайте теперь познакомимся с основными принципами работы приставки-осциллографа. С помощью блокинг-генератора и формирователя импульсов приставка вырабатывает кадровые и строчные синхроимпульсы. Складываясь, они образуют полный сигнал телевизионного изображения. Когда на выход приставки подается исследуемый сигнал, его периодически меняющееся напряжение управляет засвечиванием отдельных сегментов строк растра. Таким образом приставка формирует полный телевизионный видеосигнал с картинкой, который затем подается на вход УКВ-генератора и модулирует его излучение по частоте. Сам генератор работает в диапазоне второго телевизионного канала, так что если выход приставки соединить с антенным входом телевизора, настроенного на этот же канал, то на экране появится изображение исследуемого сигнала.

Как вы уже заметили, на вход приставки подаются два напряжения — исследуемый сигнал Uсигн и переменное напряжение 6,3 В синхронизации кадровой развертки частотой 50 Гц. Его можно снимать с накальной обмотки любого сетевого трансформатора или со специальной дополнительной обмотки трансформатора блока питания приставки.

Переменное напряженнее частотой 50 Гц поступает на формирователь импульсов, выполненный на транзисторах VT6 и VT7. Транзистор VT6 образует каскад усиления по напряжению. Как только амплитуда синхронизирующего напряжения превышает определенный уровень, транзистор входит в режим насыщения и запирается, т. е. работает одновременно в двух режимах — усилительном и ключевом. Затем через дифференцирующую цепочку из конденсатора С11 и резистора R13 напряжение синхронизации поступает на базу транзистора VТ7, который формирует кадровые синхроимпульсы по телевизионному стандарту.

Строчные синхроимпульсы вырабатывает транзисторный блокинг-генератор на транзисторе VТ8 с индуктивной положительной обратной связью. Пилообразная форма строчных синхроимпульсов получается за счет периодического процесса заряда-разряда конденсатора С13, включенного в цепь обмотки II блокинг-трансформатора Т1. С нее строчные синхроимпульсы через резистор R19 и конденсатор С15 поступают на базу транзистора VT3.

Исследуемый сигнал усиливается каскадами на транзисторах VT1, VТ2 и VТ3. Большой коэффициент усиления этих каскадов определяется номиналами резистора R3 и конденсатора С3, которые включены в цепь положительной обратной связи. Периодически меняющееся напряжение исследуемого сигнала управляет яркостью засвечиваемых строк — как бы моделируя строчные синхроимпульсы. Транзистор VТ4 включен по схеме эмиттерного повторителя и работает как усилитель тока.

Полный сигнал телевизионного изображения, сформированный приставкой, поступает на вход УКВ-генератора, собранного на транзисторе VT5, который моделирует его по частоте. Выходной сигнал приставки снимается с делителя напряжения из резисторов R9 и R10. При указанных на схеме номиналах деталей этот УКВ-генератор работает в диапазоне частот второго телевизионного канала метровых волн.

Питается приставка от стабилизированного источника напряжения 12 В, в качестве которого можно использовать блок питания, описанный в № 2 приложения за 1987 год. Впрочем, его можно собрать и по упрощенной схеме (см. рис. 4), используя трансформатор серии ТВК. Стабилитрон VD1 задает напряжение стабилизации, которое поступает на базу мощного транзистора VТ1, работающего в режиме усилителя тока. Резистор R1 задает ток базы, а конденсатор С2 «набело» фильтрует выходное напряжение.

Вместо стабилитрона Д814Д можно использовать Д813 или КС512 с любым буквенным индексом. Транзистор можно заменить на любой другой n-p-n с номинальной мощностью рассеивания не менее 1 Вт. Блок питания монтируется на печатной или макетной плате. Транзистор VT1 закрепите на радиаторе с общей площадью 15-20 см2.

Схема самой приставки монтируется на печатной плате фольгированного по одной стороне текстолита или гетинакса. Расположение печатных проводников показано на рисунке 2, а радиодеталей на плате — на рисунке 3.

Трансформатор Т1 намотайте на кольцевом ферритовом сердечнике размером 10x14x2 мм. Обмотка I содержит 100 витков, II -35, a III — 90 витков провода ПЭЛ-0,1. Процедуру намотки трансформатора можно упростить, если ферритовый сердечник предварительно аккуратно расколоть на две части, намотать на них обмотки, а затем склеить клеем БФ-2 или «Моментом». Катушка L1 колебательного контура УКВ-генератора содержит всего 6 витков медного провода в эмалевой оболочке толщиной 0,6-0,8 мм и наматывается на пластмассовом каркасе с ферритовым сердечником, например, от контуров старого телевизора.

Транзисторы VT1-VT8 — КТ315, диоды VD1-VD6 — КД522.

Печатную плату приставки необходимо поместить в корпус из экранирующего материала — латуни или алюминия, соединив общий провод с корпусом.

Если же корпус выполнен из дерева или пластмассы, его внутреннюю поверхность склейте медной или алюминиевой фольгой и соедините ее с общим проводом схемы.

На передней панели корпуса разместите клеммы для подключения напряжения синхронизации и исследуемого сигнала. Соединять их с платой можно только экранированным проводом.

Возможности приставки значительно расширятся, если вы проведете следующую доработку. Например, если замените резистор на другой, с сопротивлением 50 Ом, и последовательно с ним включите переменное сопротивление в 100 Ом, то сможете регулировать амплитуду выходного телевизионного сигнала приставки. Меняя сопротивление резисторов R15 и R8, можно управлять размером изображения по вертикали и горизонтали.

Выход приставки соединяется с антенным гнездом телевизора только коаксиальным кабелем типа РК-75. Оплётки его спаяйте с шиной общего провода. Сам кабель после пайки необходимо закрепить на плате с помощью хомутиков из жести или алюминия. Для удобства подключения к коаксиальному кабелю можно припаять антенный штекер.

Когда все детали будут установлены на плате и припаяны, тщательно проверьте правильность монтажа, обращая особое внимание на зазоры между токоведущими дорожками платы. Если между ними образовались перемычки из натеков припоя, их надо аккуратно удалить с помощью канифольного флюса или просто процарапать острым шилом. А если все в порядке, можно начать испытания.

Прежде всего отключите телевизор от антенны и соедините его с приставкой. Переключатель телепрограмм поставьте на второй канал. Затем установите частоты кадровой и строчной разверток. На экране телевизора при этом должен появиться растр. Синхронизация телевизора от правильно собранной приставки, как правило, получается очень устойчивой, поэтому если вдруг по экрану побегут строки или рамки кадров, то ошибку надо искать в монтаже. Возможно, придется более точно подобрать номиналы резисторов в схеме генератора разверток или заново перемотать блокинг-трансформатор. Может случиться и так, что на экране телевизора при подключении приставки вообще не окажется никакого изображения. В этом случае необходимо еще раз проверить транзистор УКВ-генератора. Точно настроить его на частоту второго телевизионного канала можно, вращая ферритовый сердечник катушки L1 или просто меняя расстояние между витками (шаг намотки). Окончательно настройка УКВ-генератора проверяется по четкости осевой линии на экране телевизора при отсутствии на входе приставки исследуемого сигнала. Если линия все время остается нечеткой, то скорее всего виноваты паразитные наводки, которые исчезнут, как только вы заземлите приставку.

Чувствительность приставки такова, что максимальный размах изображения на экране получается при амплитуде исследуемого сигнала около 0,3 В. И чтобы исследовать сигналы большей амплитуды, придется сделать аттенюратор (ослабитель) на базе простейшего делителя напряжения. Правильно рассчитать его помогут формулы и схема на рисунке 5. Для исследования слабых сигналов к входу можно подключить чувствительный УНЧ с эмиттерным повторителем.

 

Пригодится ваш самодельный осциллограф и для измерения напряжения исследуемого сигнала. Для того чтобы превратить приставку в вольтметр, достаточно закрепить на экране масштабную сетку. Ее можно сделать из листа оргстекла, а линии прочертить иголкой циркуля. Для четкости процарапанные бороздки прокрасьте черным или коричневым фломастером. Остатки краски с поверхности оргстекла легко удаляются ваткой, смоченной в одеколоне. Когда сетка будет готова, подайте на вход приставки напряжение с заведомо известной амплитудой и зафиксируйте его значение на масштабной сетке. Так проводится калибровка.

Юный Техник Для умелых рук 1988 №9

Как измерить напряжение с помощью осциллографа

Осциллографы

помогают визуализировать электрический сигнал. По своей сути осциллографы отображают график зависимости напряжения от времени для одного или нескольких сигналов. Этот график зависимости напряжения от времени часто называют «формой сигнала». Этот сигнал отображается при подключении определенного сигнала на тестируемом устройстве (DUT) к осциллографу с помощью пробника. Наконечник пробника подключается к сигналу, а зажим заземления подключается к надежной точке заземления.Измерение напряжения с помощью вашего осциллографа предоставляет основную информацию о сигнале, однако осциллографы часто предлагают гораздо более продвинутые инструменты для дальнейшего анализа вашего сигнала. Понимание того, как измерять напряжение с помощью осциллографа, — это первый шаг к раскрытию мощных измерительных возможностей, которые предлагает ваш осциллограф.

Начало работы: измерение напряжения осциллографом

Шаг 1. Включите осциллограф и нажмите кнопку «Настройка по умолчанию» на передней панели.

Шаг 2: Подключите датчик к каналу 1. Не беспокойтесь о типе датчика на данном этапе, но если у вас есть датчик с зажимом или другим механизмом, который не позволяет вам удерживать его на проводе, это облегчит тебе жизнь. Ниже приведен базовый пассивный пробник, который отлично подойдет для начала!

Шаг 3: Найдите надежную точку заземления и подсоедините к ней зажим заземления.
Шаг 4. Подключите наконечник зонда к сигналу, который вы хотите измерить.
Шаг 5: Осциллограф теперь производит замер напряжения вашего сигнала и отображает его изменение во времени. Если вы не видите полный сигнал на экране, нажмите кнопку «Auto Scale» на передней панели, чтобы центрировать и масштабировать форму волны.
Шаг 6: Используйте вертикальные и горизонтальные регуляторы, чтобы дополнительно настроить способ отображения сигнала. Эти ручки помогут вам увеличивать и уменьшать масштаб, а также сдвигать сигнал вправо, влево, вверх и вниз. Чтобы получить наилучшее измерение, убедитесь, что ваш сигнал охватывает большую часть вертикальной шкалы.

Шаг 7: Самый простой способ рассчитать напряжение — это подсчитать количество делений сигнала сверху вниз и умножить его на вертикальную шкалу (вольт / деление). Обратите внимание, что деления также обозначены в вольтах по оси Y, поэтому вы можете легко рассчитать напряжение вашего сигнала, используя эти метки.

Многие осциллографы имеют функции, исключающие необходимость подсчета делений.Попробуйте один из этих методов, чтобы быстрее измерить напряжение с помощью осциллографа.
• Используйте экранные курсоры для измерения напряжения между двумя точками (верхняя и нижняя части кривой)
• Используйте измерение размаха напряжения
• Используйте встроенный DVM

Подробнее об осциллографах
Ознакомьтесь с недорогим осциллографом Keysight
Получите полезные советы по осциллографам от 2-Minute Guru

Как читать осциллограф? — Компакет

Измерительный прибор, который измеряет электрические величины и выражает величины , которые они измеряют численно или аналогично, называется осциллографом.

Большинство цифровых осциллографов имеют автоматические измерительные инструменты, которые упрощают и ускоряют стандартные процедуры измерения. Таким образом, надежность и точность результатов измерений стали еще лучше. Процесс ручного измерения, описанный в этой статье, сделает более понятным работу и контроль автоматических измерений.

Когда напряжение 12 В переменного тока, измеренное с помощью вольтметра, измеряется с помощью осциллографа, считывается значение приблизительно 16,97 В, причина различных значений измерительных приборов — Измерение действующего значения переменного тока, Осциллограф Измерение максимального значения Ас.

Хотя цифровые осциллографы дороже других измерительных приборов, с помощью цифровых осциллографов легче обнаружить неисправности в системе. Потому что выходы телевидения или более сложных систем в определенных точках и этажах являются фиксированными, и эти выходы указаны по пунктам в каталогах системы. При измерениях, выполненных с помощью осциллографа, есть неисправность на полу, которая дает другой вывод из каталога.

Вам также может понравиться: https: // compocket.ru / блоги / новости / как использовать осциллограф

Как начать читать осциллограф?

Текущее состояние электрического сигнала можно увидеть по показаниям осциллографа. Кроме того, вы также можете получить дополнительную информацию, такую ​​как изменение шума сигнала с течением времени или силу постоянного тока (постоянного тока) или переменного тока (переменного тока). Вы также можете определить форму волны по показаниям осциллографа.

Это может показаться очень запутанным, но на самом деле чтение с осциллографа намного проще, чем кажется.Если вы хорошо разбираетесь во всех элементах управления и кнопках устройства, чтение с осциллографа — это всего лишь базовая математика.

Сначала вам нужно узнать, что представляют собой значения на осциллографе. Каждое значение, которое вы видите на осциллографе, информирует вас о важных переменных, таких как напряжение, сила тока и т. Д.

С помощью осциллографа можно наблюдать почти бесконечное количество и разнообразие сигналов. Тем не менее, в каждом осциллографе используются разные технологии и варианты отображения, поэтому никакие два ваших осциллографа не будут одинаковыми.Другими словами, различные типы осциллографов предлагают вам пространство для творчества и динамизма. Однако это не означает, что разные типы и конструкции осциллографов отличаются друг от друга. Хотя они могут различаться по уровню технологии, стилю и дизайну, разные осциллографы показывают одинаковые значения для одного и того же измерения. Вот почему есть несколько важных шагов, которые необходимо выполнять каждый раз, когда вы читаете осциллограф, независимо от типа используемого осциллографа.

Благодаря повышенной надежности с годами цифровые осциллографы значительно упрощают использование: они помогают обойти этап вычислений и просто отображать результаты на экране. Однако, если вы студент или у вас нет доступа к цифровому осциллографу, вам необходимо предпринять дополнительные шаги для извлечения необходимой информации из осциллографа.

На ЖК-экране осциллографа мы видим ось x и ось y в волне лучей. Эти два помогают нам определить разность потенциалов напряжения во времени. Длина этих волн не отражает расстояние, вместо этого они представляют время.

Ось x соответствует оси y на экране выходных данных осциллографа.Ось x показывает время , ось y показывает напряжение . Цифровые осциллографы позволяют нам определять взаимосвязь между определенными переменными в электрических цепях.

Как читать осциллограф?

Осциллограф

— это спасательное устройство для электроники и людей, работающих с электронными токами, цепями. Как и во всех устройствах, у осциллографов есть некоторые основы для понимания этого. Мы знаем по осциллографам, что существует много типов. Однако их типы не меняют их основных функций. Когда мы спрашиваем , как читать осциллограф , анализ зависит от вида графического экрана, и этот график имеет оси x и y. Из определения осциллографа мы знаем, что у осциллографа есть временная шкала для измерения электрического напряжения в токе. Ось X горизонтальна и показывает время, ось Y вертикальна и показывает данные напряжения. Мы видим это с экрана. Мы смотрим на них, чтобы обнаружить проблему между этими двумя осями. Когда вы запускаете осциллограф или пытаетесь измерить то, что вы можете измерить с помощью осциллографа, например, форму сигнала, измерять частоту или амплитуду или наблюдая шум в сигнале, вы видите волны на экране, чтобы исследовать их.Есть несколько распространенных форм сигналов и их устройства-источники.

  • Синусоидальные электронные розетки могут быть его источником.
  • Затухающая синусоида
  • Квадратная волна
  • Прямоугольная волна
  • Пилообразная волна
  • Источником этого может быть

  • Triangle Wave-Automobile.
  • Шаг Wav
  • Pulse Wave — Компьютер может быть его источником.
  • Comlex Wave- Телевидение может быть его источником.

Изучая эти волны, мы можем получить информацию о частоте, напряжении, амплитуде и фазе.

Сигнальные входы предоставляют пользователям сигнальное соединение. Управляет другой частью осциллографа и основными элементами управления осциллографом: по вертикали (вольт / дел) и по горизонтали (развертка). Регулировка напряжения / деления обеспечивает максимальное напряжение и минимальный входной сигнал, необходимые для правильного выбора. Эта функция также действительна для временной развертки. Знание уровня запуска и источника запуска для вашего осциллографа — еще один ответ на вопрос о том, как читать данные с осциллографа. Эти базовые знания помогут вам читать данные на вашем осциллографе.Если вы внимательно относитесь к измерениям и сигналам для обнаружения проблем, вы можете помочь своим работам.

Измерения напряжения

Величина электрического потенциала между двумя точками в цепи называется напряжением, и его единица измерения выражается в вольтах. Переменный ток, постоянный ток и высокочастотные сигналы могут быть измерены с помощью осциллографа до максимум 400 Вольт .

Амплитуда знака на экране измеряется по оси Y (вертикальной).Амплитуда сначала определяется в квадратах на экране. Затем фактическое значение напряжения определяется путем умножения значения, указанного знаком на коммутаторе входного аттенюатора Volt / Div, на количество кадров. При этом ручку непрерывной регулировки амплитуды, если таковая имеется, необходимо повернуть до конца в положение калибровки или против часовой стрелки. Если зонд ослабляет амплитуду; Коэффициент затухания следует умножить и учесть.

U = Количество кадров x (В / дел) * Коэффициент датчика

Измерение периода или частоты

У каждого цифрового осциллографа есть предел измерения частоты.Обратите внимание на этот предел при измерении высоких частот. После выбора цифрового осциллографа, подходящего для измеряемого значения частоты, осциллограф подключается к измеряемой точке. Однако теперь в осциллографах измеряется период, а не частота. Измерения периода производятся по оси X (горизонтальной). Длина одного периода формы сигнала в направлении оси X определяется путем подсчета квадратов. Мы получаем значение кнопки время / дел, умножая количество кадров.Однако, если зонд ослабевает, коэффициент затухания умножается и учитывается.

T = Количество кадров x (Время / дел.) * Коэффициент датчика

Что измеряют осциллографы?

  • Значения переменного и постоянного напряжения
  • Осциллограммы изменяющихся электрических величин
  • Ток, протекающий по цепи
  • Разность фаз
  • Частота
  • Характеристики полупроводниковых элементов, таких как диоды, транзисторы
  • Кривые заряда и разряда конденсатора

Как откалибровать осциллограф

Обновлено 25 сентября 2019 г.

Автор: S.Hussain Ather

Если вы хотите убедиться, что ваши весы показывают, сколько вы на самом деле весите, вы можете проверить, что они показывают «0», когда на них ничего нет. Вы можете использовать этот метод, известный как калибровка, для многих устройств, выполняющих измерения. Если вам интересно узнать о природе электронных сигналов, могут пригодиться осциллографы, но вам также необходимо откалибровать их.

Настройка осциллографа

Вы можете использовать осциллографы для измерения электронных сигналов.Эти устройства выдают форму волны, кривую, представляющую электрический сигнал для входного напряжения или источника питания. Прежде чем вы сможете использовать его для проведения измерений, вам следует выполнить калибровку с известным количеством контролируемых значений осциллографа. Это гарантирует, что ваши измерения соответствуют стандартам, принятым учеными и инженерами.

Перед тем, как начать процедуру калибровки осциллографа, заземлите осциллограф, чтобы защитить себя от поражения электрическим током и защитить свои схемы от повреждений.Для этого вставьте трехконтактный шнур питания в розетку, заземленную на землю. Вам нужна электрически нейтральная контрольная точка, чтобы отправлять избыточную электрическую мощность на землю, но также можно использовать корпуса, изолирующие осциллографы для предотвращения утечки заряда.

Настройте осциллограф на просмотр первого канала и выберите положение среднего диапазона для вертикальной шкалы вольт (или деления) и шкалы для элементов управления положением. Отключите переменное напряжение (или деление), а также настройки увеличения и установите вход первого канала на постоянный ток (DC).Установите автоматический режим триггера, чтобы можно было стабилизировать кривую формы сигнала, и установите источник триггера на первый канал.

Убедитесь, что удержание триггера установлено на минимум или выключено. Это гарантирует, что устройство использует как можно меньше времени между сигналами. Используйте средние позиции для горизонтального управления временем (или делением). Измените напряжение первого канала, чтобы сигнал имел как можно больше вертикальных размеров, которые он может занимать.

Процедура калибровки осциллографа

Подключите пробник осциллографа, чтобы вы могли измерить каждое значение, которое необходимо откалибровать.Вы можете сделать это, подключив заземляющий наконечник к заземляющему материалу с известным током и напряжением в электрической цепи и прикоснувшись наконечником пробника к контрольной точке, чтобы затем можно было настроить осциллограф в соответствии со свойствами известного.

Изменяйте элементы управления осциллографа для положения x, положения y, времени, вольт, интенсивности и фокуса, пока форма сигнала не будет соответствовать свойствам известного материала. Вы также можете откалибровать переключение каналов, вертикальные каналы, полосу пропускания, импульсную характеристику, время нарастания, курсоры и все остальное, что измеряет осциллограф, с любой точностью.

Вы также можете подключить пробник к калибровочной клемме осциллографа с этикеткой напряжения. Этот калибровочный терминал должен отображать прямоугольную волну, которую вы можете настроить, чтобы убедиться, что она откалибрована. Для калибровки лучше всего использовать испытательные щупы с зажимом типа «крокодил», поэтому, если у вас есть заостренный наконечник, вы можете попытаться протолкнуть его через небольшое отверстие калибровочного терминала, чтобы он оставался на месте.

Важность калибровки

Калибровка прибора помогает вам убедиться, что стандарты, которые он использует для определенных количеств и количеств, которые он измеряет, соответствуют стандартам, которые используют ученые и инженеры.Многие компании проводят калибровочные испытания по запросу, а некоторые даже предоставляют конкретные инструкции по калибровке своих собственных приборов.

Вам следует откалибровать свои инструменты и постоянно проверять, чтобы они были откалиброваны, чтобы вы могли решать проблемы проактивным, осторожным образом, чтобы предвидеть изменения, например, как изменение температуры окружающей среды может повлиять на измерения осциллографа. Это может сделать ваши результаты более надежными и дать вам

Выполнение измерений с помощью осциллографа

Цифровой запоминающий осциллограф — это электронное устройство, используемое для просмотра электрических сигналов, которое состоит из экрана дисплея, входов и нескольких элементов управления. Для работы с осциллографом вы сначала подключаете электрический сигнал, который хотите просмотреть, к одному из входов осциллографа, которых обычно два, обозначенных A и B. Затем вы включаете осциллограф, но сигнал не будет виден до тех пор, пока вы настраиваете две настройки: вольт / деление и время / деление (или развертку).

Используется для измерения вертикальной шкалы, вольт / деление определяет количество вольт для каждого вертикального деления. Время / деление контролирует горизонтальный масштаб. Время, отображаемое каждым горизонтальным делением, соразмерно изменяется при настройке времени / деления.Отрегулируйте эти две настройки до тех пор, пока сигнал не будет четко отображаться на экране осциллографа.

Амплитуда переменного тока

Для измерения амплитуды переменного тока (AC) вы начинаете с подключения сигнала переменного тока к одному из входов осциллографа перед его оптимизацией. Сигнал переменного тока будет колебаться и напоминать синусоидальную волну. Вы измеряете амплитуду сигнала, подсчитывая количество вертикальных делений между самой высокой и самой низкой точками сигнала (т.е. его вершина и впадина). 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 измерить напряжение сигнала постоянного тока (DC), вы сначала включаете осциллограф, не подключая входной сигнал. (Обратите внимание, что сигнал постоянного тока будет ровным на экране 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 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.

Основные сведения о осциллографе использует

На сегодняшний день преобладающим типом осциллографов является цифровой. Относительно небольшое количество аналоговых осциллографов по-прежнему производятся для образовательных целей и являются недорогими наборами для самостоятельной сборки. Цифровая революция в конструировании осциллографов, начатая Уолтером Лекроем более 50 лет назад, сделала возможными огромные новые возможности и функции. Тем не менее, в перспективе стоит взглянуть на старый аналоговый осциллограф, чтобы получить представление об основах. У этих двух инструментальных подвидов много общего, начиная со зондирования.

Если возможно, лучше всего подключить сигнал ко входу осциллографа через кабель BNC. Этот метод удобен и хорошо работает, когда источник сигнала совместим с оборудованием. Примером может служить подключение синтезированного сигнала от внутреннего или внешнего генератора сигналов произвольной формы ко входу осциллографа.

Прицел, прикрепленный к зонду ближнего поля. Этот тип входа используется для считывания радиочастотных сигналов, когда прямые соединения невозможны.

Однако часто источником сигнала является след или вывод компонента на печатной плате, или вывод устройства, или провод в электрическом оборудовании. В этих ситуациях необходимы датчики. Наиболее часто используемый пробник осциллографа ослабляет сигнал в 10 раз. Он известен как пробник 10: 1 или 10X. Этот зонд подходит для большинства приложений. Его резистивный (постоянный) импеданс, равный 1 МОм, делает комбинацию осциллографа и пробника невидимой для схемы, компонента или сети.Так что на умеренных частотах загрузка не проблема.

Но параллельная емкостная нагрузка может быть проблематичной, если исследуемый сигнал является высокочастотным. Это неизбежно, если учесть пробник с кабелями вместе со схемой осциллографа. Входная емкость пробника, наблюдаемая тестируемой схемой, обычно составляет 100 пФ. Если смотреть на синусоидальную волну 60 Гц или любую звуковую частоту, емкостное реактивное сопротивление не имеет значения, но даже в низком мегагерцовом диапазоне вы можете иметь емкостное реактивное сопротивление до нескольких сотен Ом.Это вызовет колебания некоторых схем, что сделает измерения недействительными или фактически повредит схемы.

Без перехода на пробник с малой емкостью рекомендуется тщательно компенсировать пробник. Каждый пробник должен быть скомпенсирован по своему каналу, и он должен иметь цветовую кодировку, чтобы выделенный пробник всегда был сопряжен с его правильным каналом.

Прицел Tektronix MDO3104.

Для выполнения компенсации пробника осциллографы оснащены внешними клеммами, которые выдают прямоугольный сигнал.Поворачивая ручку или винт на корпусе датчика, пользователь компенсирует датчик так, чтобы на дисплее была видна правильно сформированная прямоугольная волна без перерегулирования или закругленных углов. Пробник Tektronix TPP1000 работает несколько иначе в сочетании с осциллографом серии MDO 3000. Пользователь подключается к клеммам прямоугольной формы и выбирает пункты меню, после чего прибор автоматически выполняет компенсацию. Каждый канал может хранить значения компенсации для 10 отдельных датчиков. Если вы попытаетесь скомпенсировать 11-й пробник на канале, осциллограф удалит значения для наименее использованного пробника и добавит значения для нового пробника.

Для просмотра сигналов с малой амплитудой необходимы пробники с ослаблением 1: 1 (1X). (У некоторых пробников есть ползунковый переключатель на корпусе пробника, который переключает между двумя значениями ослабления. ) Для просмотра сигналов высокого напряжения используются специальные пробники высокого напряжения. Они имеют защиту, защищающую пользователя от ударов.

Дифференциальный пробник, используемый в качестве входа осциллографа.

Дифференциальные щупы используются для отображения колебаний напряжения между двумя клеммами, когда обе относятся к уровню земли электрической системы переменного тока, питающей прибор, но плавают над ней.В этом случае необходимы дифференциальные пробники, поскольку подключение через стандартный пробник с заземляющим проводом вызовет прямое короткое замыкание как в проверяемой цепи, так и в заземляющем проводе и осциллографе, что может привести к серьезным повреждениям. Это может произойти, даже если осциллограф выключен и подключен только заземляющий провод. Дополнительным преимуществом дифференциальных пробников является то, что они подавляют любое синфазное напряжение, сигнал или шум. Эта функция может быть полезна тем, что очищает нужный сигнал, чтобы можно было проводить точные измерения.

Токовые пробники дороги, но они позволяют использовать новые осциллографы. В математическом режиме кривые тока и напряжения можно умножать для отображения мощности, что дает интересные и полезные результаты. Токовый пробник осциллографа работает как токоизмерительные клещи электрика. Вместо того, чтобы разрезать проводник (с последующей перепайкой), токовый щуп зажимается вокруг провода без прямого электрического соединения. Магнитное поле, окружающее токоведущий провод, индуцирует в пробнике напряжение, которое отображается на осциллографе с делениями, откалиброванными для отображения ампер или миллиампер.Чтобы обнаружить чрезвычайно низкие токи, провод можно свернуть в бухту и пропустить через губки два или более раз. Затем отображаемый ток делится на количество витков для расчета фактического тока, протекающего по проводнику.

Самая распространенная проблема при использовании осциллографа — это невозможность получить сигнал для значимого отображения или отображения вообще. Вот несколько стратегий:
• Нажмите настройки по умолчанию. Это, так сказать, очистит доску. Возможно, что в предыдущем сеансе работы прибор был настроен способом, несовместимым с текущей работой.Некоторые из этих конфигураций сохраняются после последовательных циклов включения питания. Некоторые из них исчезают при выключении осциллографа. В большинстве случаев эта проблема решается нажатием кнопки «Настройки по умолчанию».
• Нажмите Autoset. Затем прибор анализирует сигнал и автоматически выбирает оптимальные настройки с точки зрения частоты, амплитуды и масштабирования.
• Убедитесь, что на входе осциллографа есть сигнал. Измерьте его другим осциллографом или мультиметром.
• Посмотрите, будет ли отображаться другой сигнал от другого источника.Прямоугольный сигнал компенсации пробника является хорошим источником, но имейте в виду, что в осциллографе Tektronix прямоугольная волна присутствует на клеммах только на мгновение, когда происходит компенсация пробника. Попробуйте разные каналы с разными пробниками.
• Если было обнаружено, что проблема связана с осциллографом, загрузите последнюю версию встроенного ПО, которую можно бесплатно загрузить с веб-сайта производителя.

Веб-сайты производителей осциллографов

— отличные ресурсы. Просматривая доступные продукты со спецификациями, потенциальные пользователи быстро получают представление об имеющихся в настоящее время приборах осциллографов.На некоторых сайтах указаны цены. Другие хотят, чтобы вы зарегистрировались, дали свой адрес электронной почты и создали пароль со всем, что влечет за собой. Вы должны рассмотреть долгосрочные преимущества и решить, выполнимо ли это.

Попав на сайт, вы можете получить доступ к большому количеству заметок по применению, зарегистрироваться для участия в вебинарах и т. Д., Что позволяет производителям отправлять вас в аспирантуру для изучения этого специализированного оборудования.

Выбор осциллографа — это, конечно, восхитительное времяпрепровождение. Обратной стороной является то, что цены на это оборудование лабораторного уровня могут быть зашкаливающими. Большинство из нас вынуждены идти на компромисс в некоторых областях. Мы все пользуемся высокой пропускной способностью и четырьмя (или более) каналами, хотя в большинстве случаев достаточно двух.

Лучший способ сэкономить — это довольствоваться двухканальным осциллографом на базе ПК с частотой 50 МГц. Это решение намного дешевле, чем почтенный настольный прицел. Но есть некоторые недостатки с точки зрения возможности подключения модуля осциллографа к ПК, предоставляемому владельцем, с установленным проприетарным программным обеспечением. Однако что впечатляет, так это обширная функциональность и расширенные функции, которые присутствуют в ПК после того, как программное обеспечение установлено и владелец будет в курсе.

Аналоговый прицел на основе ЭЛТ, как показано в Википедии. Видны электрод отклоняющего напряжения, электронная пушка, электронный луч, фокусирующая катушка и внутренняя сторона экрана, покрытая люминофором. Осциллографы

прошли долгий путь с послевоенных лет, когда бытовая электроника быстро расширилась, пока телевизор и стереосистема не появились в каждом доме. Эти старые трубчатые машины в высшей степени подлежали ремонту. Техники вводили сигналы в различные стадии и смотрели на формы сигналов ниже по потоку. Эта процедура позволила им сосредоточить внимание на дефектных компонентах, которые можно было легко заменить в просторном шасси.

Теперь это другой мир. Сверхкомпактные печатные платы, заполненные многочисленными микросхемами с несколькими выводами, трудно заменить, а схемы очень сложны. Осциллограф эволюционировал, превратившись в инструмент для развития, а не в инструмент для ремонта.

Осциллограф — наше окно во Вселенную. Рассмотрим кардиомонитор: он спасает жизни и предлагает новые подходы к старым проблемам. Технологии здравоохранения в значительной степени озабочены визуализацией в той или иной форме, и осциллограф, не говоря уже о его коллеге, анализаторе спектра, является передовым участником самых передовых человеческих начинаний, которые вы только можете себе представить.

Как выбрать лучший осциллограф для вашего приложения

Загрузите эту статью в формате PDF.

Осциллограф используется для измерения изменения напряжения сигнала во времени. После цифрового мультиметра осциллограф, как правило, является вторым по распространенности оборудованием на электронном испытательном стенде. Эта статья предназначена для того, чтобы помочь вам изучить основы функций и характеристик осциллографа, а также узнать, как выбрать лучший осциллограф для вашего приложения.Мы также предлагаем обзор технических характеристик, которые мы использовали при выборе лучших осциллографов.

В конце этой статьи вы найдете ссылки на обзоры конкретных осциллографов с учетом максимальной пропускной способности. Хотя полоса пропускания обычно является первой спецификацией, которую люди рассматривают, вам также следует обратить внимание на частоту дискретизации, максимальную глубину памяти, обновление формы сигнала, разрешение и точность, чтобы полностью понять, какой тип сигнала лучше всего подходит для измерения осциллографа.

Если вы новичок в электронике и пытаетесь научиться пользоваться осциллографом, я настоятельно рекомендую эту статью Sparkfun. В статье дается хороший обзор основ осциллографов, типичной лексики осциллографов и способов их правильного использования.

Как выбрать лучший осциллограф

Во-первых, вы должны понимать тип сигнала, который вы будете измерять. Вы устраняете неисправности аналоговой системы с синусоидальными волнами или цифровых систем с короткими импульсами TTL? Вы ищете быстро перемежающийся пик? Какой ожидаемый диапазон напряжения и частота сигнала вы собираетесь измерять?

При просмотре спецификации производителя для конкретной функции важно понимать, как она была определена.Если это качественный прицел, обычно в таблице данных есть множество сносок, объясняющих, как была получена и / или измерена спецификация. Также важно понимать, измеряются ли и калибруются ли спецификации во время производства. Для критических характеристик вашего приложения мы рекомендуем вам избегать слова «типичный» в таблице спецификаций.

Что такое полоса пропускания осциллографа?

Полоса пропускания осциллографа обычно определяется как максимальная частота, которую осциллограф может измерить без значительных искажений, вызванных входными усилителями. Большинство производителей осциллографов указывают это в точке 3 дБ, которая соответствует примерно 30% -ным потерям амплитуды.

Понимание этого ограничения заставляет многих инженеров использовать «правило пяти» при определении правильной полосы пропускания осциллографа для своего приложения. По сути, это означает, что если у вас есть сигнал с частотой 100 МГц, который вы хотите измерить, вам нужно будет использовать осциллограф с частотой 500 МГц, чтобы убедиться, что вы правильно захватываете и измеряете сигнал. Полоса пропускания осциллографа также сообщает вам время нарастания, которое осциллограф может измерить.

Таблица предоставляет типичную полосу пропускания и время нарастания для различных логических систем.

Частота дискретизации осциллографа

Частота дискретизации осциллографа определяет, сколько точек данных будет у вас для измеренного сигнала (см. Рисунок) . Как минимум рекомендуется, чтобы у вас была как минимум в два раза частота дискретизации сигнала, который вы пытаетесь измерить. Чтобы быть уверенным, что вы обнаружите какие-либо переходные процессы в форме сигнала, лучше иметь частоту дискретизации в четыре-пять раз больше требуемой.

Частота дискретизации должна быть значительно выше, чем частота любой анализируемой формы сигнала выборки.

Частота дискретизации обычно указывается как Gsample / s (гигасэмплов в секунду) или Msample / s (мегасэмплов в секунду). В большинстве спецификаций осциллографов указаны две разные максимальные частоты дискретизации. Первый (обычно с большей частотой дискретизации) предполагает, что вы используете половину доступных каналов. Второй предполагает, что используются все каналы, что означает, что если вы используете только один канал из двухканального осциллографа, у вас будет более высокая частота дискретизации.

Макс. Глубина памяти

Чтобы иметь возможность просматривать и / или анализировать сигнал, вам необходимо не только иметь правильную полосу пропускания и частоту дискретизации, но и достаточно памяти для хранения сигнала. Производители указывают память как максимальную глубину памяти. Обычно это указывается в Mpoints или kpoints. Все просто, правда? Выберите самую большую максимальную глубину памяти, и все готово. Хотя отчасти это правда.

Осциллографу требуется вычислительная мощность для сохранения сигнала и извлечения его для отображения на экране.Итак, если вы пытаетесь отладить цифровую систему с небольшой ошибкой, вам нужно будет копнуть глубже, чтобы убедиться, что осциллограф уловит этот сбой и позволит вам начать увлекательную работу по отладке.

Частота обновления сигнала

Частота обновления осциллограммы определяет, насколько быстро полученный сигнал может быть обработан, отправлен на экран, а затем перезапущен сбор данных. Скорость обновления формы сигнала указывается в Wfms / s (осциллограммы в секунду). Время обработки — это, по сути, «мертвое время», когда осциллограф не измеряет ваш сигнал.Следовательно, вам необходимо убедиться, что частота обновления осциллограммы соответствует сигналу, который вы ожидаете измерить.

Прочие соображения

Другие факторы, которые мы использовали при рассмотрении и выборе лучших осциллографов, включали разрешение и точность измерений. Мы также рассмотрели, насколько простым было использование осциллографа и насколько интуитивно понятной казалась передняя панель, когда дело доходило до поиска основных функций. Доступный на осциллографе надежный набор измерений облегчит работу инженера при поиске и устранении неисправностей или тестировании схемы.

Помимо компоновки лицевой панели, мы учли и размер экрана. Большие экраны с высоким разрешением упрощают отображение нескольких измерений и обнаружение проблемных переходных сигналов.

Стив Гвиннер — генеральный директор Laser Lab Source.

Как работает осциллограф — Работа осциллографа — Учебное пособие по осциллографу

Чтобы лучше понимать элементы управления осциллографа, вам нужно немного больше узнать о том, как осциллографы отображают сигнал. Аналоговые осциллографы работают несколько иначе, чем цифровые осциллографы. Однако некоторые внутренние системы похожи. Аналоговые осциллографы несколько проще по своей концепции, и сначала они описываются, а затем дается описание цифровых осциллографов.

Аналоговые осциллографы

Когда вы подключаете пробник осциллографа к цепи, сигнал напряжения проходит через пробник в вертикальную систему осциллографа. На следующем рисунке представлена ​​простая блок-схема, которая показывает, как аналоговый осциллограф отображает измеренный сигнал.

Блок-схема аналогового осциллографа

В зависимости от того, как вы устанавливаете вертикальную шкалу (регулировка вольт / дел), аттенюатор снижает напряжение сигнала или усилитель увеличивает напряжение сигнала.

Затем сигнал проходит прямо к вертикальным отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Напряжение, приложенное к этим отклоняющим пластинам, заставляет светящуюся точку двигаться. (Электронный луч, попадающий на люминофор внутри ЭЛТ, создает светящуюся точку.) Положительное напряжение заставляет точку двигаться вверх, а отрицательное напряжение заставляет точку двигаться вниз.

Сигнал также поступает в систему запуска для запуска или запуска «горизонтальной развертки». Горизонтальная развертка — это термин, относящийся к действию горизонтальной системы, заставляющей светящуюся точку перемещаться по экрану. Запуск горизонтальной системы заставляет горизонтальную шкалу времени перемещать светящуюся точку по экрану слева направо в течение определенного интервала времени. Многие развертки в быстрой последовательности заставляют светящуюся точку плавно переходить в сплошную линию.На более высоких скоростях точка может перемещаться по экрану до 500 000 раз в секунду.

Вместе горизонтальное движение и вертикальное отклонение отображают график сигнала на экране. Триггер необходим для стабилизации повторяющегося сигнала. Это гарантирует, что развертка начинается в той же точке повторяющегося сигнала, что приводит к четкому изображению, как показано на следующем рисунке.

Запуск стабилизирует повторяющуюся форму сигнала

В заключение, чтобы использовать аналоговый осциллограф, вам необходимо настроить три основных параметра для приема входящего сигнала:

  • Ослабление или усиление сигнала.С помощью регулятора вольт / деление отрегулируйте амплитуду сигнала перед его подачей на пластины вертикального отклонения.
  • Временная база. Используйте элемент управления сек / дел, чтобы установить количество времени на деление, отображаемое по горизонтали на экране.
  • Запуск осциллографа. Используйте уровень запуска для стабилизации повторяющегося сигнала, а также для запуска по отдельному событию.

Кроме того, настройка фокуса и элементов управления яркостью позволяет создавать четкое и видимое изображение.

Цифровые осциллографы

Некоторые системы, из которых состоят цифровые осциллографы, аналогичны системам аналоговых осциллографов; однако цифровые осциллографы содержат дополнительные системы обработки данных. С добавленными системами цифровой осциллограф собирает данные для всей формы сигнала и затем отображает их.

Когда вы подключаете пробник цифрового осциллографа к цепи, вертикальная система регулирует амплитуду сигнала, как в аналоговом осциллографе.

Затем аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в системе сбора данных производит выборку сигнала в дискретные моменты времени и преобразует напряжение сигнала в этих точках в цифровые значения, называемые точками выборки. Тактовая частота дискретизации горизонтальной системы определяет, как часто АЦП выполняет выборку. Скорость, с которой «тикают» часы, называется частотой дискретизации и измеряется в отсчетах в секунду.

Точки выборки из АЦП сохраняются в памяти как точки сигнала. Более одной точки выборки могут составлять одну точку сигнала.

Вместе точки формы сигнала составляют одну запись сигнала. Количество точек сигнала, используемых для записи сигнала, называется длиной записи. Система триггера определяет точки начала и остановки записи. Дисплей получает эти точки записи после сохранения в памяти.

В зависимости от возможностей вашего осциллографа может потребоваться дополнительная обработка точек выборки, улучшающая отображение. Может быть доступен предварительный запуск, что позволяет видеть события до точки запуска.

Блок-схема цифрового осциллографа

По сути, с цифровым осциллографом, как с аналоговым осциллографом, вам необходимо отрегулировать настройки по вертикали, горизонтали и синхронизации, чтобы выполнить измерение.

Методы отбора проб

Метод выборки сообщает цифровому осциллографу, как собирать точки выборки. Для медленно меняющихся сигналов цифровой осциллограф легко собирает более чем достаточно точек выборки для построения точной картины.Однако для более быстрых сигналов (скорость зависит от максимальной частоты дискретизации осциллографа) осциллограф не может собрать достаточное количество отсчетов. Цифровой осциллограф может делать две вещи:

  • Он может собирать несколько точек выборки сигнала за один проход (в режиме выборки в реальном времени), а затем использовать интерполяцию. Интерполяция — это метод обработки, позволяющий оценить, как выглядит форма волны, на основе нескольких точек.
  • Он может создавать изображение формы волны с течением времени, пока сигнал повторяется (режим выборки эквивалентного времени).

Выборка в реальном времени с интерполяцией

Цифровые осциллографы

используют выборку в реальном времени в качестве стандартного метода выборки. При выборке в реальном времени осциллограф собирает столько выборок, сколько может, по мере появления сигнала. На следующем рисунке показаны однократные или переходные сигналы, вы должны использовать выборку в реальном времени.

Схема дискретизации в реальном времени

Цифровые осциллографы

используют интерполяцию для отображения сигналов, которые настолько быстрые, что осциллограф может собрать только несколько точек выборки.Интерполяция «соединяет точки».

Линейная интерполяция просто соединяет точки выборки прямыми линиями. Синусоидальная интерполяция (или интерполяция sin x над x) соединяет точки выборки с кривыми. (См. Следующий рисунок) Интерполяция sin x над x — это математический процесс, подобный «передискретизации», используемой в проигрывателях компакт-дисков. При синусоидальной интерполяции точки вычисляются, чтобы заполнить время между реальными выборками. Используя этот процесс, сигнал, который отбирается только несколько раз в каждом цикле, может быть точно отображен или, в случае проигрывателя компакт-дисков, точно воспроизведен.

Диаграмма линейной и синусоидальной интерполяции

Выборка в эквивалентном времени

Некоторые цифровые осциллографы могут использовать дискретизацию эквивалентного времени для захвата очень быстро повторяющихся сигналов. Выборка в эквивалентном времени создает изображение повторяющегося сигнала путем сбора небольшого количества информации от каждого повторения. (См. Следующий рисунок). Вы видите, что форма волны медленно нарастает, как гряда огней, загорающихся один за другим.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *