Ang isang oscilloscope ay isang aparato na nagpapakita ng kasalukuyang lakas, boltahe, dalas at phase shift ng isang de-koryenteng circuit. Ipinapakita ng device ang ratio ng oras at intensity ng electrical signal. Ang lahat ng mga halaga ay ipinapakita gamit ang isang simpleng two-dimensional na graph.
Nilalaman
Para saan ang oscilloscope?
Ang isang oscilloscope ay ginagamit ng mga electronics at radio amateurs upang sukatin ang:
- ang amplitude ng electrical signal - ang ratio ng boltahe at oras;
- pag-aralan ang phase shift;
- tingnan ang pagbaluktot ng electrical signal;
- batay sa mga resulta, kalkulahin ang dalas ng kasalukuyang.
Sa kabila ng katotohanan na ang oscilloscope ay nagpapakita ng mga katangian ng nasuri na signal, mas madalas itong ginagamit upang makilala ang mga proseso na nagaganap sa isang de-koryenteng circuit.Salamat sa oscillogram, natatanggap ng mga espesyalista ang sumusunod na impormasyon:
- hugis ng isang pana-panahong signal;
- halaga ng positibo at negatibong polarity;
- saklaw ng pagbabago ng signal sa oras;
- ang tagal ng positibo at negatibong kalahating ikot.
Karamihan sa impormasyong ito ay maaaring makuha gamit ang isang voltmeter. Gayunpaman, pagkatapos ay kailangan mong gumawa ng mga sukat na may dalas ng ilang segundo. Kasabay nito, ang porsyento ng mga error sa pagkalkula ay malaki. Ang pagtatrabaho sa isang oscilloscope ay nakakatipid ng maraming oras sa pagkuha ng kinakailangang data.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng oscilloscope
Ang isang oscilloscope ay tumatagal ng mga sukat gamit ang isang cathode ray tube. Ito ay isang lampara na nakatutok sa nasuri na kasalukuyang sa isang sinag. Pinindot nito ang screen ng device, lumilihis sa dalawang patayong direksyon:
- vertical - nagpapakita ng boltahe sa ilalim ng pag-aaral;
- pahalang - nagpapakita ng lumipas na oras.
Dalawang pares ng cathode ray tube plate ang may pananagutan sa pagpapalihis ng sinag. Ang mga na matatagpuan patayo ay palaging energized. Nakakatulong ito na ipamahagi ang mga halaga ng polarity. Ang positibong atraksyon ay lumihis sa kanan, ang negatibong atraksyon ay lumihis sa kaliwa. Kaya, ang linya sa screen ng instrumento ay gumagalaw mula kaliwa pakanan sa pare-parehong bilis.
Ang isang electric current ay kumikilos din sa mga pahalang na plato, na nagpapalihis sa tagapagpahiwatig ng boltahe ng beam. Tumaas ang positibong singil, bumaba ang negatibong singil. Kaya sa display ng device ay lumilitaw ang isang linear na two-dimensional na graph, na tinatawag na oscillogram.
Ang distansya na tinatahak ng sinag mula sa kaliwa hanggang sa kanang gilid ng screen ay tinatawag na sweep. Ang pahalang na linya ay responsable para sa oras ng pagsukat.Bilang karagdagan sa karaniwang 2D line graph, mayroon ding mga circular at spiral sweep. Gayunpaman, ang paggamit ng mga ito ay hindi kasing ginhawa ng mga klasikong oscillograms.
Pag-uuri at uri
Mayroong dalawang pangunahing uri ng oscilloscope:
- analog - mga aparato para sa pagsukat ng mga average na signal;
- digital - kino-convert ng mga device ang natanggap na halaga ng pagsukat sa isang "digital" na format para sa karagdagang paghahatid ng impormasyon.
Ayon sa prinsipyo ng pagkilos, mayroong sumusunod na pag-uuri:
- Mga pangkalahatang modelo.
- Espesyal na kagamitan.
pinaka sikat ay mga unibersal na kagamitan. Ang mga oscilloscope na ito ay ginagamit upang pag-aralan ang iba't ibang uri ng mga signal:
- maharmonya;
- solong impulses;
- mga impulse pack.
Ang mga unibersal na aparato ay idinisenyo para sa iba't ibang mga de-koryenteng aparato. Pinapayagan ka ng mga ito na sukatin ang mga signal sa hanay ng ilang nanosecond. Ang error sa pagsukat ay 6-8%.
Ang mga unibersal na oscilloscope ay nahahati sa dalawang pangunahing uri:
- monoblock - magkaroon ng isang karaniwang espesyalisasyon sa pagsukat;
- na may mga mapagpapalit na bloke - umangkop sa isang partikular na sitwasyon at uri ng device.
Ang mga espesyal na aparato ay binuo para sa isang tiyak na uri ng mga de-koryenteng kagamitan. Kaya may mga oscilloscope para sa signal ng radyo, pagsasahimpapawid sa telebisyon o digital na teknolohiya.
Ang mga unibersal at espesyal na aparato ay nahahati sa:
- high-speed - ginagamit sa mga high-speed na device;
- memorya - mga device na nag-iimbak at nagpaparami ng mga dating ginawang indicator.
Kapag pumipili ng device, dapat mong maingat na pag-aralan ang mga klasipikasyon at uri upang makabili ng device para sa isang partikular na sitwasyon.
Device at pangunahing teknikal na mga parameter
Ang bawat aparato ay may bilang ng mga sumusunod na teknikal na katangian:
- Ang koepisyent ng posibleng error kapag sinusukat ang boltahe (para sa karamihan ng mga device, ang halagang ito ay hindi lalampas sa 3%).
- Ang halaga ng baseline ng device - mas malaki ang katangiang ito, mas mahaba ang tagal ng panahon ng pagmamasid.
- Katangian ng pag-synchronize, na naglalaman ng: frequency range, maximum level at system instability.
- Mga parameter ng vertical deviation ng signal na may input capacitance ng kagamitan.
- Mga halaga ng pagtugon sa hakbang na nagpapakita ng oras ng pagtaas at pag-overshoot.
Bilang karagdagan sa mga pangunahing halaga na nakalista sa itaas, ang mga oscilloscope ay may karagdagang mga parameter, sa anyo ng isang katangian ng amplitude-frequency, na nagpapakita ng pag-asa ng amplitude sa dalas ng signal.
Ang mga digital oscilloscope ay mayroon ding maraming panloob na memorya. Ang parameter na ito ay responsable para sa dami ng impormasyon na maaaring i-record ng device.
Paano kinukuha ang mga sukat
Ang screen ng oscilloscope ay nahahati sa maliliit na selula na tinatawag na mga dibisyon. Depende sa device, ang bawat parisukat ay magiging katumbas ng isang tiyak na halaga. Ang pinakasikat na pagtatalaga: isang dibisyon - 5 mga yunit. Gayundin, sa ilang device ay mayroong isang knob para sa pagkontrol sa sukat ng graph, upang ito ay mas maginhawa at mas tumpak para sa mga user na gumawa ng mga sukat.
Bago mo simulan ang anumang uri ng pagsukat, dapat mong ikonekta ang oscilloscope sa electrical circuit. Ang probe ay konektado sa alinman sa mga libreng channel (kung ang device ay may higit sa 1 channel) o sa pulse generator, kung available sa device. Pagkatapos ng koneksyon, iba't ibang mga signal na imahe ang lalabas sa display ng unit.
Kung ang signal na natanggap ng aparato ay pasulput-sulpot, kung gayon ang problema ay nasa koneksyon ng probe. Ang ilan sa mga ito ay nilagyan ng mga maliliit na turnilyo na kailangang higpitan. Gayundin sa mga digital na oscilloscope, nalulutas ng awtomatikong pagpoposisyon ng fiction ang problema ng isang pasulput-sulpot na signal.
Kasalukuyang pagsukat
Kapag nagsusukat ng kasalukuyang gamit ang isang digital oscilloscope, dapat mong malaman kung alin uri ng kasalukuyang kailangang obserbahan. Ang mga oscilloscope ay may dalawang mga mode ng operasyon:
- Direct Current ("DC") para sa direktang kasalukuyang;
- Alternating Current ("AC") para sa variable.
Ang direktang kasalukuyang ay sinusukat gamit ang mode na "Direct Current" na pinagana. Ang mga probes ng aparato ay dapat na konektado sa power supply sa direktang alinsunod sa mga pole. Ang itim na buwaya ay sumasama sa minus, ang pulang buwaya ay sumasama sa plus.
May lalabas na tuwid na linya sa screen ng device. Ang halaga ng vertical axis ay tumutugma sa pare-parehong parameter ng boltahe. Ang kasalukuyang lakas ay maaaring kalkulahin ayon sa batas ng Ohm (boltahe na hinati sa paglaban).
Ang alternating kasalukuyang ay isang sinusoid, dahil sa ang katunayan na ang boltahe ay variable din. Samakatuwid, ang halaga nito ay masusukat lamang sa isang tiyak na tagal ng panahon. Kinakalkula din ang parameter gamit ang batas ng Ohm.
Pagsukat ng boltahe
Upang sukatin ang boltahe ng isang signal, kailangan mo ang vertical coordinate axis ng isang linear na two-dimensional na graph. Dahil dito, ang lahat ng pansin ay babayaran sa taas ng waveform. Samakatuwid, bago simulan ang pagmamasid, dapat mong ayusin ang screen nang mas maginhawa para sa pagsukat.
Pagkatapos ay inilipat namin ang aparato sa DC mode. Ikinakabit namin ang mga probes sa circuit at sinusunod ang resulta. Ang isang tuwid na linya ay lilitaw sa display ng device, ang halaga nito ay tumutugma sa boltahe ng electrical signal.
Pagsusukat ng dalas
Bago mo maunawaan kung paano sukatin ang dalas ng isang de-koryenteng signal, dapat mong malaman kung ano ang isang panahon, dahil ang dalawang konsepto na ito ay magkakaugnay. Ang isang yugto ay ang pinakamaliit na yugto ng panahon pagkatapos kung saan ang amplitude ay nagsisimulang umulit.
Mas madaling makita ang period sa oscilloscope gamit ang horizontal time axis. Kinakailangan lamang na mapansin pagkatapos ng anong tagal ng panahon ang line chart ay magsisimulang ulitin ang pattern nito. Mas mainam na isaalang-alang ang simula ng panahon bilang mga punto ng pakikipag-ugnay sa pahalang na axis, at ang pagtatapos ng pag-uulit ng parehong coordinate.
Upang mas maginhawang sukatin ang panahon ng signal, binabawasan ang bilis ng sweep. Sa kasong ito, ang error sa pagsukat ay hindi masyadong mataas.
Ang dalas ay isang halaga na inversely proportional sa nasuri na panahon. Iyon ay, upang sukatin ang halaga, kailangan mong hatiin ang isang segundo ng oras sa bilang ng mga panahon na nagaganap sa panahong ito. Ang resultang dalas ay sinusukat sa Hertz, ang pamantayan para sa Russia ay 50 Hz.
Pagsukat ng phase shift
Isinasaalang-alang ang phase shift - ang relatibong posisyon ng dalawang oscillatory na proseso sa oras. Ang parameter ay sinusukat sa mga fraction ng panahon ng signal, upang, anuman ang likas na katangian ng panahon at dalas, ang parehong mga pagbabago sa phase ay may isang karaniwang halaga.
Ang unang bagay na dapat gawin bago ang pagsukat ay upang malaman kung alin sa mga signal ang nahuhuli sa isa at pagkatapos ay tukuyin ang sign value ng parameter. Kung nangunguna ang kasalukuyang, negatibo ang parameter ng paglilipat ng anggulo. Sa kaso kapag ang boltahe ay nasa unahan, ang tanda ng halaga ay positibo.
Upang kalkulahin ang antas ng phase shift, dapat mong:
- I-multiply ang 360 degrees sa bilang ng mga grid cell sa pagitan ng simula ng mga tuldok.
- Hatiin ang resulta sa bilang ng mga dibisyon na inookupahan ng isang panahon ng signal.
- Pumili ng negatibo o positibong senyales.
Hindi maginhawang sukatin ang phase shift sa isang analog oscilloscope, dahil ang mga graph na ipinapakita sa mga screen ay may parehong kulay at sukat. Para sa ganitong uri ng mga obserbasyon, alinman sa isang digital na device o dalawang-channel na device ay ginagamit upang maglagay ng iba't ibang amplitude sa isang hiwalay na channel.
Mga katulad na artikulo:
