Osiloskop dan prinsip operasinya. Pelajaran elektronik. Menggunakan osiloskop


Bagaimana cara kerja osiloskop?

Untuk memahami bagaimana kerja osiloskop, perhatikan diagram blok dari instrumen rata-rata. Hampir semua osiloskop disusun dengan cara ini.


Diagram tidak hanya menunjukkan duaunit catu daya: sumber tegangan tinggi, yang digunakan untuk menghasilkan input tegangan tinggi pada CRT (tabung sinar katoda) dan tegangan rendah, yang menjamin pengoperasian semua unit perangkat. Dan tidak ada built-inkalibrator, yang berfungsi untuk mengkonfigurasi osiloskop dan mempersiapkannya untuk operasi.

Sinyal tes diumpankan ke input "Y"Saluran defleksi vertikal dan jatuh pada attenuator, yang merupakan saklar multi-posisi yang mengatur sensitivitas. Skalanya dikalibrasi dalam V / cm atau V / div. Ini berarti satu divi dari dari CR and disar di layar. V, 10 V, 100 V. Jika amplitudo sinyal yang diinvestigasi tidak diketahui, kami menetapkan sensitivitas minimum, misalnya 100 volt per fisi. Maka bahkan sinyal dengan amplitudo 300 volt tidak akan menonaktifkan perangkat.

Seperangkat osiloskop apa pun termasuk pembagi 1: 10 dan 1: 100, mereka adalah nosel silinder atau persegi panjang dengan konektor di kedua sisi. Lakukan fungsi yang sama dengan attenuator. Selain itu, ketika bekerja dengan pulsa pendek, mereka mengimbangi kapasitansi kabel koaksial. Ini adalah bagaimana pembagi eksternal dari osiloskop C1-94 terlihat. Seperti yang Anda lihat, rasio pembagiannya adalah 1: 10.


Berkat pembagi eksternal, adalah mungkin untuk memperluas kemampuan instrumen, karena ketika digunakan itu menjadi mungkin untuk mempelajari sinyal listrik dengan amplitudo ratusan volt.

Dari output pembagi input, sinyalpreamplifier. Di sini ia keluar dan tiba digaris tunda dan ke sakelar sinkronisasi. Penundaan garis dirancang untuk mengkompensasi waktu respon dari generator menyapu dengan kedatangan sinyal yang diteliti ke penguat defleksi vertikal. Penguat terminating menghasilkan tegangan yang diterapkan pada "Y"Dan memastikan berkas dibelokkan secara vertikal.

Generator sapu membentuk tegangan gigi gergaji, yang diumpankan ke penguat defleksi horizontal dan ke pelat "X"CRT dan memberikan defleksi horizontal pada balok. Ini memiliki saklar yang dikalibrasi sebagai waktu untuk membagi (" Waktu / Urusan "), dan skala skala waktu dalam detik (s) milidetik (ms), dan mikrodetik (μs)

Perangkat sinkronisasi memastikan bahwa generator sweat mulai mulai bersamaan dengan sinyal di titik awal layar. Akibatnya, pada layar osiloskop kita melihat gambar pulsatime-spread. Saklar sinkronisasi memiliki ketentuan berikut:

Sinkronisasi dari sinyal yang diteliti.

Sinkronisasi dari jaringan.

Sinkronisasi dari sumber eksternal.

Opsi pertama adalah yang paling nyaman dan paling sering digunakan.

Osiloskop C1-94.

Selain model osiloskop yang rumit dan mahal yang digunakan dalam pengembangan peralatan elektronik, industri kami telah menyiapkan produksi osiloskop C1-94 berukuran kecil khusus untuk amatir radio. Meskipun biaya rendah, itu mapan dalam pekerjaan dan memiliki semua fungsi perangkat yang mahal dan serius. Tidak seperti yang lebih "heaped" rekan-rekan, osiloskop S1-94 memiliki dimensi yang agak kecil, dan juga mudah digunakan. Pertimbangkan kontrolnya. Ini panel depan osiloskop C1-94.

Di sebelah kanan layar dari atas ke bawah.

  • Pen: Fokus.

    Pegangannya adalah "Brightness".

    Dengan kontrol ini Anda dapat menyesuaikan fokus sinar pada layar, serta kecerahannya. Untuk memperpanjang umur CRT, diinginkan untuk mengatur kecerahan seminimal mungkin, tetapi agar pembacaan dapat terlihat dengan cukup jelas.

  • Jaringan". Tombol daya.

  • Tombol modeMenunggu-otomatis».

    Ini adalah tombol untuk memilih mode menunggu dan pemindaian otomatis. Ketika beroperasi dalam mode siaga, mulai dan sinkronisasi dari sapuan itu dibuat oleh sinyal yang sedang dipelajari. Dalam mode otomatis, awal sapuan dilakukan tanpa sinyal. Untuk mempelajari sinyal, mode menunggu untuk memulai pemindaian lebih sering digunakan.

    Tombol ini memilih polaritas pulsa pemicu. Anda dapat memilih untuk memulai dari denyut polaritas positif atau negatif.

    Tombol pengaturan sinkronisasi "Intra-outboard».

    Biasanya, sinkronisasi internal digunakan, karena sumber eksternal memerlukan sumber terpisah dari sinyal eksternal ini. Jelas bahwa dalam kondisi sebuah bengkel rumah, dalam kasus luar biasa tidak diperlukan. Masukan jam eksternal di panel depan osiloskop terlihat seperti ini.

    Tombol untuk memilih masukan "Buka" dan "Tertutup".

    Semuanya jelas di sini. Jika seharusnya mempelajari sinyal dengan komponen konstan, maka pilih "Variabel dan konstan". Mode in disebut "Open", karena saluran penyimpangan vertikal diberi sinyal yang mengandung komponen konstan atau frekuensi rendah dalam spektrumnya.

    Dalam hal ini, harus diperhitungkan bahwa ketika sinyal ditampilkan di layar, itu akan naik, karena amplitudo komponen variabel ditambahkan ke tingkat komponen konstan. Dalam kebanyakan kasus, lebih baik memilih input "tertutup" (). Dalam hal ini, komponen DC dari sinyal listrik akan terputus dan tidak ditampilkan di layar.

    Terminal "perumahan" berfungsi untuk membumikan perumahan perangkat. Ini dilakukan untuk alasan keamanan. Di bengkel rumah kadang-kadang tidak mungkin untuk membumikan kasus perangkat. Oleh karena itu perlu bekerja tanpa landasan.Pada saat yang sama, penting untuk diingat bahwa potensi tegangan mungkin berada di rumah oscilloscope ketika sedang menyala. Ketika Anda menyentuh tubuh bisa "menarik". Hal ini sangat berbahaya untuk menyentuh satu tangan ke perumahan osiloskop, dan tangan lainnya ke baterai pemanas atau peralatan listrik yang berfungsi. Dalam hal ini, potensi berbahaya dari tubuh akan melewati tubuh anda ("tangan" - "tangan") dan Anda akan menerima kejutan listrik! Oleh karena itu, ketika osiloskop beroperasi tanpa grounding, disarankan untuk tidak menyentuhlogambagian tubuh. Aturan ini juga berlaku untuk peralatan listrik lainnya dengan casing logam.

    Di tengah-tengah saklar panel depan "menyapu" -Waktu / urusan. Saklar inilah yang mengendalikan operasi generator sapu.

    Sedikit lebih rendah adalah saklar dari pembagi input (attenuator) -V / kasus. Seperti yang sudah disebutkan, ketika menginvestigasi sinyal dengan amplitudo yang tidak diketahui, perlu untuk mengatur nilai maksimum v / div. Jadi untuk osiloskop C1-94 Anda perlu mengatur sakelar ke posisi 5 (5V / div.). Dalam hal ini satan sel di grid layar akan sama dengan 5 volt. Jika masuk ke "Y" splitter terhubung osiloskop dengan membagi rasio 1 ke 10 (1:10), satu sel akan sama dengan 50 volt (5V / affairs * 10 = 50V / kasus ..).

Juga pada panel osiloskop adalah:

Saat ini, dengan perkembangan teknologi digital, osiloskop digital telah menyebar luas. Faktanya, ini adalah hibrida dari teknologi analog dan digital. Sikap terhadap mereka ambigu, seperti penggiling daging dengan prosesor atau penggiling kopi dengan pajangan.

Peralatan analog selalu andal dan mudah digunakan. Selain itu, itu mudah diperbaiki. Osiloskop digital biaya urutan besarnya lebih dan sangat sulit untuk diperbaiki. Tentu banyak pro. Jika sinyal analog didigitalkan menggunakan ADC (analog-digital converter), maka Anda dapat melakukan apa saja dengannya. Ini dapat disimpan dalam memori dan ditampilkan setiap saat untuk perbandingan dengan sinyal lain, dilipat dalam fase dan keluar dari fase dengan sinyal lain. Tentu saja, teknologi analog yang baik, tapi untuk masa depan elektronik digital.

Karena tegangan diukur antara dua titik, input osiloskop memiliki dua terminal. Dan mereka tidak setara. Satu terminal, yang disebut "fase", terhubung ke input dari penguat defleksi vertikal. Terminal kedua adalah tanah atau perumahan. Disebut demikian karena terhubung secara listrik ke badan perangkat (ini adalah titik umum dari semua sirkuit elektroniknya).Osiloskop menunjukkan tegangan fase terhadap tanah.

Sangat penting untuk mengetahui yang mana dari konduktor input adalah fase. perangkat impor yang umum digunakan probe khusus, tanah yang memiliki "buaya" 6). Dalam hal ini, tidak mungkin pada prinsipnya untuk membingungkan fase dan tubuh.

Fig. 6. Probe dari osiloskop yang diimpor, di sebelah kiri "jarum", di sebelah kanan penjepit.

Oscilloscopes produksi dalam negeri yang paling sering dilengkapi dengan kabel yang memiliki standar untuk Rusia 4-mm plug (kadang-kadang disebut sebagai "pisang", yang berasal dari peralatan audio), Gambar. 7. Dalam hal ini, kedua colokan sama, dan untuk membedakannya digunakan fitur tambahan. Ada beberapa tanda-tanda ini, dan mereka dapat terjadi dalam kombinasi apa pun:

Kabel bumi lebih panjang;

Kabel ground berwarna coklat (standar) atau hitam;

Pada kasus steker dari kawat bumi, simbol "tubuh"

atau "bumi"

Namun, sayangnya, aturan ini tidak selalu diimplementasikan. Khususnya ini berlaku untuk kabel yang telah diperbaiki: setiap konduktor yang tersedia dan steker pertama dapat ditempatkan di sana. Oleh karena itu, ada cara lain untuk menentukan fase dan lambung, yang memberikan jaminan seratus persen.

Untuk menentukan mana dari konduktor adalah fase, dan yang perumahan bila diperlukan tidak akan mengambil lengan terhubung osiloskop untuk menghubungi salah satu konduktor masukan, sisi lain, baik sebelum yang tidyku menduktor masukan Jika konduktor ini adalah, maca hanya garis pemindaian horizontal yang akan ada di layar. Jika konduktor ini adalah fase, maka gangguan yang cukup signifikan akan muncul di layar, mewakili sinusoid yang sangat terdistorsi dengan frekuensi 50 Hz (Gambar 8).

Fig. 8. Interferensi pada layar osiloskop ketika tangan menyentuh fase kabel input.


Gangguan ini disebabkan oleh fakta bahwa ada kapasitansi antara tubuh manusia dan kabel jaringan yang diletakkan di dalam ruangan. Dan ada arus yang menalir melalui seperti sirkuit: Tahap pencahayaan AC 220 V 50 Hz - kapasitansi antara jaringan kabel dan tubuh manusia - tangan manusia - masukan penguat (mantra penguat) - rangkaian penguat elektrontek akte - nakan penguat (rus) jaringan netral (selalu membumi). Sirkuit tertutup, arus mengalir. Besarnya saat ini -8 ... 10 ^ 10 ^ -6 Ampere, tapi osiloskop memiliki resistivitas yang sangat tinggi (dari urutan 10 6 ohm), namun terjadi tegangan cukup besar. Sinusoid terlihat terdistorsi karena hambatan kapasitif jaringan - tubuh manusia bergantung pada frekuensi: semakin tinggi frekuensinya, semakin rendah resistansi. Oleh karena itu, komponen frekuensi tinggi (harmonik jaringan dan interferensi yang diperkenalkan ke dalamnya) menciptakan arus yang lebih besar dan tegangan yang lebih besar pada masukan osiloskop.

Setelah menentukan fase dan casing kabel input, dimungkinkan untuk menghubungkan osiloskop ke sirkuit yang diteliti.Jika tidak memiliki kabel umum yang jelas, maka perumahan terhubung ke salah satu titik, tegangan antara yang diperlukan untuk diselidiki. Jika ada kabel umum di sirkuit - titik yang secara konvensional diambil sebagai potensial nol, terhubung ke casing perangkat atau benar-benar di-ground Kegagalan untuk mematuhi aturan ini dapat menyebabkan kesalahan pengukuran yang signifikan (kadang-kadang begitu besar sehingga pengukuran tidak dapat dipercaya sama sekali).

Pada intinya, osiloskop adalah voltmeter yang menunjukkan plot tegangan. Namun, itu juga dapat digunakan untuk mengamati bentuk arus. Untuk tujuan ini rester Rm secara berurutan terhubung dengan rangkaian yang diteliti (di sini indeks "t" berarti arus), Gbr. 9. Ketahanan resistor Rm dipilih jauh lebih sedikit daripada resistansi rangkaian, maka resistor tidak mempengaruhi operasinya dan penyertaannya tidak menyebabkan perubahan dalam mode operasi rangkaian. Pada resistor, menurut hukum Ohm, ada tegangan:

Tegangan ini diukur dengan osiloskop. Mengetahui nilai Rm, kita dapat mengubah tegangan yang ditunjukkan oleh osiloskop ke arus.

Fig. 9. Pengukuran arus oleh osiloskop.


Osiloskop dua-kanal (dan dua-berkas) dapat menampilkan oscillograms dari dua sinyal secara bersamaan. Untuk melakukan ini, ia memiliki dua input (saluran), biasanya ditunjuk I dan II. Harus diingat bahwa salah satu terminal input dari masing masing saluran terhubung ke badan osiloskop, oleh karena itu,terminal "badan" dari kedua saluran saling terhubung satu sama lain. Oleh karena itu, terminal-terminal ini harus terhubung ke titik yang sama di sirkuit, jika tidak sirkuit akan menutup (Gambar 10).

Fig. 10. Hubungkan osiloskop dua saluran. Masukan "Earth" dapat membuat penutupan di sirkuit.


Pada Gambar. 10a, titik-titik sirkuit B dan D tertutup satu sama lain melalui badan osiloskop (konduktor penutup ditunjukkan dengan garis putus-putus). Akibatnya, konfigurasi rangkaian telah berubah.

Kemampuan untuk mengamati tidak ada dua tegangan, tetapi hanya memiliki, titik yang sama, adalah kerugian, tetapi kecil - dalam elektronik

Dengan menggunakan osiloskop dua saluran, Anda dapat secara bersamaan mengamati tegangan dan arus di sirkuit. Dan dengan demikian mengukur pergeseran fasa antara arus dan tegangan. Skema yang menghubungkan osiloskop dalam kasus ini ditunjukkan pada gambar. eleven.

Fig. 11. Menghubungkan osiloskop untuk mengukur pergeseran fasa.

Saluran I mengukur tegangan, dan saluran II mengukur arus. Penyertaan ini paling optimal, karena Insiden tegangan pada resistor Rm dan dimasukkan ke saluran II adalah 30 ... 100 kali Selain itu, desain sebagian besar osiloskop agak "asimetris" - sinkronisasi dari sinyal saluran I biasanya lebih kualitatif dan stabil. Dengan demikian, koneksi saluran.

Kesalahan koneksi pada gambar. 11b adalah bahwa terminal-terminal rumahan dari kedua input tidak terhubung pada titik yang sama. Akibatnya, Rm dihubung pendek melalui perumahan osiloskop resistor. Hal yang paling tidak menyenangkan adalah bahwa tegangan di resistor Rm tidak nol, karena fakta bahwa resistansi kabel dari kabel input (melalui mana resistor ini menutup) tidak nol. Oleh karena itu pada koneksi seperti itu adalah mungkin untuk tidak memperhatikan kesalahan ini

Inklusi ditunjukkan pada Gambar. 11c tidak berhasil dalam saluran I dari pengukuran osiloskop bukan tegangan dalam rangkaian yang diteliti, tetapi jumlah tegangan dalam rangkaian dan resistor Rm (tegangan diukur tidak pada beban tetapi pada sumber). Tegangan dalam Rm, meskipun kecil dalam besarnya, masih memperkenalkan kesalahan dalam pengukuran tegangan.

Sambungan osiloskop ditunjukkan pada gambar. 11a tidak hanya memberikan akurasi pengukuran terbaik, tetapi juga memungkinkan dalam beberapa kasus untuk menggunakan resistor Rm dengan resistansi yang agak tinggi. Ini penting saint mengukur arus rendah: jika arus di sirkuit dan resistansi Rm kecil, maka tegangan yang timbul pada Rm bisa sangat kecil sehingga sensitivitas osiloskop tidak cukup untuk menampilkannya.

Related news

Osiloskop dan prinsip operasinya. Pelajaran elektronik. Menggunakan osiloskop image, picture, imagery


Osiloskop dan prinsip operasinya. Pelajaran elektronik. Menggunakan osiloskop 84


Osiloskop dan prinsip operasinya. Pelajaran elektronik. Menggunakan osiloskop 28


Osiloskop dan prinsip operasinya. Pelajaran elektronik. Menggunakan osiloskop 24


Osiloskop dan prinsip operasinya. Pelajaran elektronik. Menggunakan osiloskop 60


Osiloskop dan prinsip operasinya. Pelajaran elektronik. Menggunakan osiloskop 21


Osiloskop dan prinsip operasinya. Pelajaran elektronik. Menggunakan osiloskop 46