Осциллограф – электронный прибор для измерения электрических сигналов в цепи и наблюдения за ними. Определение формы и параметров колебаний необходимо для отслеживания корректности работы оборудования.

Первые попытки создать прибор для определения электрических колебаний относятся ещё к 1880 году. Их делали французские и русские физики. Первые осциллографы были аналоговыми. С 1980-х годов сигналы стали фиксироваться с помощью цифрового оборудования.

Устройство и принцип действия прибора

Объясним устройство аналогового осциллографа просто, «для чайников». Прибор состоит из следующих элементов:

• лучевая трубка;
• блок питания;
• канал вертикального / горизонтального отклонения;
• канал модуляции луча;
• устройство синхронизации и запуска развёртки.

Для управления параметрами сигнала и его отображения на экране есть регуляторы. У старых моделей экрана не было. Изображение фиксировалось на фотоленте.

Принцип работы

При запуске прибора сигнал подаётся на вход канала вертикального отклонения. Он имеет высокое входное сопротивление. По тому же принципу работает вольтметр, измеряющий напряжение. Однако вольтметр не показывает временного графика колебаний напряжения.

Сигнал усиливается до необходимого уровня после подачи на вход. Он отображается на экране по вертикальной оси. Усиление требуется для работы отклоняющей системы лучевой трубки или преобразователя сигнала из аналогового в цифровой. Оно позволяет менять масштаб отображения колебаний на экране от крупного до мелкого.

Устройство

Лучевая трубка чувствительна к электрическим импульсам. Чем ниже их частота, тем выше чувствительность. В нынешних трубках количество лучей может составлять от одного до 16. Их количеству соответствует число сигнальных входов и отображающихся одновременно графиков.

Особенность цифрового осциллографа в том, что он имеет экран и преобразователь аналогового сигнала. У него есть память для сохранения данных о полученном графике колебаний. Часть информации анализируется в автоматическом режиме и отображается в обработанном виде. Аналоговый осциллограф не запоминает данные, а только показывает их в реальном времени.

Разверткой называется траектория движения луча, который улавливает колебания и выводит изображение на экран. Она бывает разной формы — эллиптической, круговой. Значение развёртки регулируется в зависимости от исследуемого сигнала по горизонтальной оси (временнóй).

Блок питания подаёт напряжение от сети 220 В на электронные схемы. Есть и аккумуляторные модели, способные работать автономно.

Виды осциллографов

По принципу действия осциллографы бывают цифровыми и аналоговыми. Существуют смешанные аналого-цифровые приборы. Всё чаще выпускают виртуальные. Там в качестве экрана используется другой прибор – монитор компьютера, телевизора.

Работа некоторых моделей основана на электромеханическом принципе:

• электродинамический;
• электростатический;
• выпрямительный;
• электромагнитный;
• магнитоэлектрический;
• термоэлектрический.

Прибор может работать самостоятельно или являться приставкой к другому оборудованию (например, компьютеру). Во втором случае цена ниже, но сам прибор зависим от внешнего устройства.

Виды развёрток

В разных режимах работы осциллографа линейные (создаваемых пилообразным напряжением) развёртки могут различаться:

• Однократная. Генератор запускается один раз, затем блокируется. Такая развёртка нужна для фиксирования неповторяющихся сигналов.
• Ждущая. Запуск происходит сразу после сигнала. Нужна для наблюдения за редкими колебаниями.
• Автоколебательная. Генератор периодически включается при отсутствии сигнала. Удобна для отображения частых периодических импульсов.

Измеряемые процессы

По принципу работы приборы делят на:

• Специальные. Имеют блоки для целевого использования (например, телевизионные осциллографы).
• Стробоскопические. Чувствительные приборы для исследования кратковременных повторяющихся процессов.
• Скоростные. Используют для фиксации процессов с высокой скоростью (с точностью до нано- и пикосекунд).
• Запоминающие. Сохраняют полученное изображение. Обычно применяют для изучения редких однократных действий.
• Универсальные. Исследуют разные процессы.

Где применяют осциллографы?

Информация, которую даёт осциллограф:

• значения напряжения, временные параметры колебаний;
• сдвиг фаз, искажение импульса на разных участках цепи;
• частота (определяется путем фиксирования его временных характеристик);
• переменная и постоянная составляющие колебаний;
• процессы в цепи.

Осциллографы используют как в практических, так и в научно-исследовательских целях. Для простых измерений можно воспользоваться мультиметром, но в большинстве случаев осциллограф незаменим.

Приборы для измерения колебаний применяют при настройке электронного оборудования. К примеру, для регулировки телевизионного сигнала необходимо получить его осциллографическое изображение. Приборы также используются при ремонте блоков питания, диагностике печатных плат.

При ремонте автомобилей устройство поможет получить данные о положении коленчатого и распределительного валов, датчиков положения. Данные осциллограммы расскажут о наличии импульса на катушке, укажут на неисправность свечей и проводов, диодного моста генератора.

Медицинское оборудование (кардиографы, энцефалографы) тоже работает по принципу осциллографирования. Только электрические колебания, измеряемые ими, происходят в живых организмах.

Методика измерений

Осциллограф измеряет электрическое напряжение и формирует амплитудный график электрических колебаний. Цифровые приборы могут запоминать полученный график, возвращаться к нему.

Колебания отображаются на экране в двухмерной системе координат (напряжение – вертикальная ось, время – горизонтальная ось), формируя график — осциллограмму. Есть ещё третий компонент исследований – интенсивность сигнала (или яркость).

При отсутствии входных импульсов на экране горизонтальная линия – «нулевая», обозначающая отсутствие напряжения. Как только на вход (или входы) прибора подаётся напряжение, на экране становятся видны один или несколько графиков одновременно (зависит от количества измеряемых сигналов).

График электрических колебаний по форме может представлять собой:

• синусоиду;
• затухающую синусоиду;
• прямоугольник;
• меандр;
• треугольники;
• пилообразные колебания;
• импульс;
• перепад;
• комплексный сигнал.

Для получения стабильного графика колебаний в приборе стоит блок синхронизации. Получить цикличное отображение колебаний можно только после установки значения синхронизации. Оно принимается за «стартовое», служит отправной точкой графика. Все скачки отображаются по отношению к этой точке.

Как выбрать

Нужно представлять, в каких целях и как часто будет использоваться прибор, для изучения каких сигналов он предназначен. Учитывайте количество точек для одновременного измерения, одиночность или периодичность колебаний. Иногда используются устройства советского производства. Но получить точную настройку с их помощью трудно.

Количество каналов

По количеству каналов осциллографы могут быть одноканальными, простыми (2-4 канала), продвинутыми (до 16 каналов). Несколько каналов позволяют одновременно анализировать поступающие сигналы.

Тип питания

Прибор с аккумулятором можно брать с собой на выезд. Это удобно для мастеров, которые проверяют оборудование по месту его нахождения. Если выезды не производятся, лучше брать работающий от сети осциллограф, поскольку он стабильнее и надёжнее.

Частота дискретизации

Частота дискретизации важна для измерения однократных и переходных процессов. Чем выше этот параметр, тем более точное изображение сигнала на экране удастся получить.

Полоса пропускания

Для простых исследований цифровых схем и усилителей оптимальная звуковая частота — 25 МГц. Для профессионального измерения нужен прибор, у которого этот параметр — до 200 или даже до 500 МГц. Современные линии связи работают на очень высоких частотах. Частота исследуемых сигналов должна быть в 3-5 раз меньше величины полосы пропускания.

Настройка осциллографа

Перед использованием нового устройства проводится его калибровка с помощью находящихся на корпусе генератора прямоугольных импульсов. Сигнальный щуп подключают к калибровочному выходу, при этом на экране появляется «пила» — зигзагообразная линия. Нужно проверить работу всех функций и регуляторов.

Сейчас осциллографы регулярно используют в сфере электроники. Есть большой выбор устройств, позволяющих наблюдать за параметрами электрических колебаний. Без осциллографа не обойтись ни инженеру-профи, ни рядовому любителю радиоэлектроники.

Все об осциллографах: описание, что измеряет, инструкция для начинающих

Осциллограф является важным инструментом в любом рабочем месте электротехники. Неважно, новичок вы или профессиональный инженер, вам понадобится этот инструмент.

Если вы ищете более продвинутое приспособление, которое может предоставить вам больше информации, чем ваш мультиметр, для устранения неполадок в вашей цепи, осциллограф является обязательным!

Осциллограф что это такое?

Осциллограф — это тип электронного контрольно- измерительного прибора , который может графически отображать изменения напряжения сигнала. Другие сигналы (такие как звук или вибрация) могут быть преобразованы в напряжения и отображены на экране осциллографа.

Инженеры используют осциллографы для изучения процесса изменения различных электрических явлений в лабораторных условиях. Он может использоваться для захвата, обработки, отображения и анализа формы сигнала и ширины полосы электронных сигналов.

Они отображают электрический сигнал, поскольку он изменяется во времени, и создают двухмерный график с осью X, являющейся временем, и осью Y, являющейся напряжением.

Основные функции осциллографа

Принцип работы осциллографа:

• Отображает и рассчитывает частоту и амплитуду колебательного сигнала на графике.
• Отображает напряжение и время определенного сигнала.
• Устраните возможные неисправные компоненты вашего проекта, посмотрев на ожидаемую производительность конкретного компонента. (показывает, искажает ли неисправный компонент сигнал)
• Показывает, какая часть сигнала является постоянным током (DC) или переменным током (AC).

Если вы посмотрите на осциллограф, вокруг экрана будут элементы управления. Их можно использовать для настройки масштаба графика (по вертикали и по горизонтали), который позволяет увеличивать и уменьшать сигнал. Есть также триггеры для стабилизации и отображения повторяющихся сигналов.

Что может измерять осцилограф

Осциллограф, в основном используемый для измерения напряжения, может измерять множество других сигналов от:

• Постоянный ток
  • Чтобы измерить ток, вы можете измерить падение напряжения на шунтирующем резисторе или использовать датчик тока.
• Звук
  • Для измерения звука используйте преобразователь, который преобразует аудиосигнал в напряжение.
• Частота и период
  • Частота = количество раз в секунду повторение сигнала
  • Period = количество секунд, которое занимает каждый повторяющийся сигнал.
• Рабочий цикл
  • Соотношение продолжительности положительного сигнала и отрицательного в каждом периоде.
• Время подъема и падения
  • Измерьте продолжительность, когда сигналы поднимаются до высокой точки, и продолжительность, когда сигналы падают до нижней точки.
  • Полезно, если вы хотите узнать, как быстро цепь может реагировать на сигналы
• Характеристики напряжения
  • Измерьте величину (амплитуду) сигнала (амплитуду от пика до пика)
  • Максимальное и минимальное напряжение (рассчитайте максимальное и минимальное напряжение вашего сигнала)
  • Среднее и среднее напряжение
• Сопротивление
• Напряжение постоянного тока / напряжение переменного тока

Когда следует использовать осциллограф?

Вот несколько сценариев, в которых осциллограф будет полезен при поиске неисправностей и в исследовательских ситуациях:

• Попытка найти ЧАСТОТУ и УСТОЙЧИВОСТЬ сигнала. (Важно, если вы пытаетесь отладить схему.) Используя O-scope, вы можете определить, не работает ли определенный компонент в вашей схеме.
• Попытка найти, сколько шума в вашей цепи.
• Определение формы волны . (квадрат, пилообразная, шаг, импульс, синус)
• Количественная оценка разности фаз между двумя разными сигналами.

Типы осциллографов

Есть в основном 2 типа осцилографов, которые являются аналоговыми или цифровыми типами.

Разница заключается в том, что аналоговые оптические приборы используют непрерывные переменные напряжения и используют электронный луч, чтобы напрямую отображать входное напряжение на дисплей, в то время как цифровые оптические приборы измеряют входной сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя и отображают это показание на дисплее. ,

  Осциллограф С1-112 — внешний вид, характеристики, настройка

Аналоговые области часто старше, имеют меньшую пропускную способность и меньше функций, поэтому мы не будем много говорить о них.

Цифровые варианты

Под категорией цифровых областей они далее разделены на больше категорий:

• Цифровой запоминающий осциллограф (DSO) : имеет память для хранения сигналов и их отображения в течение определенного периода времени.
• Цифровые люминофорные осциллографы (DPO) : использует архитектуру параллельной обработки, позволяющую захватывать и отображать сигналы.
• Осциллографы с цифровой выборкой : Используются для анализа высокочастотных сигналов, например, до 50 ГГц.

Какой осциллограф выбрать

Существуют различные типы осциллографов, а именно цифровые и аналоговые осциллографы, и их разновидности, такие как:

• Аналоговые пробоотборные осциллографы
• Ручные осциллографы
• Компьютерные осциллографы
• Осциллографы со смешанным сигналом

Разница в таких параметрах, как частота дискретизации, глубина памяти, количество каналов, требования к зонду, ширина полосы и возможности анализа, определяет, какой осциллограф лучше всего подходит для данной среды. Осциллографы имеют три основных компонента: электронную пушку, горизонтальные и вертикальные отклоняющие пластины и люминофорный экран.

Электронная пушка обеспечивает постоянный поток электронов, который движется в постоянном направлении. Электроны проходят через горизонтальные и вертикальные отклоняющие пластины, и результирующее электрическое поле отклоняет электроны, чтобы двигаться вертикально или горизонтально.

Полученный таким образом электронный луч попадает на люминофорный экран и производит отображение на мониторе осциллографа.

Осциллографы могут измерять частоту и амплитуду сигнала, а также отображать форму сформированного сигнала. Он также предоставляет всю качественную и количественную информацию о временном интервале, времени нарастания и искажении сформированного сигнала.

Анализ в реальном времени, который может быть предоставлен, в основном полезен для диагностики. Электрические сигналы, такие как аудио, можно преобразовать в напряжения и наблюдать на осциллографе.

Регулировка возможна с помощью ручек и органов управления, расположенных на передней панели.

Однако, поскольку они предназначены главным образом для наблюдения за осциллограммой, осциллографы менее точны, чем другие испытательные устройства, для измерения напряжения постоянного тока.

По сравнению с другими электронными и электрическими измерительными приборами осциллографы являются дорогостоящими и сложными.

Потребность в техническом обслуживании и ремонте может быть выше для осциллографов, и обучение их эксплуатации может быть более сложным, чем для другого аналогичного оборудования.

С таким количеством типов осциллографов с различными функциями и характеристиками, может быть трудно выбрать один для себя.

Ответ прост, выберите тот, который больше всего подходит для вашего проекта! Например, небольшие легкие портативные цифровые осциллографы идеально подходят для вас, если вы хотите что-то портативное и простое в транспортировке.

Лично я предпочитаю DSO, как показано выше, поскольку они предоставляют хранилище, где вы можете хранить, захватывать, отображать и распечатывать сигналы в любое время. Не говоря уже о том, что DSO, показанный выше, имеет размер всего 99,5 мм x 58,5 мм, что делает его очень портативным и может поместиться даже в вашем кармане!

  Осциллограф Н313 — характеристики, содержание драгметаллов

Например:

Осциллограф DSCope U3P100 — это ультрапортативный двухканальный цифровой осциллограф на базе USB, обладающий высокой производительностью (полоса пропускания 100 МГц, частота дискретизации 1 ГГц / с, 2 М в режиме реального времени и длина одиночной записи 256 М). С помощью простого в использовании кроссплатформенного программного обеспечения DSView ваши схемы могут быть отлажены и проанализированы с использованием желаемой операционной системы.

Кроме того, благодаря компактным размерам вы можете удобно наблюдать за аналоговой волной и ее частотным спектром в любом месте в любое время. Это ультрапортативный осциллограф, который можно легко положить в карман и носить с собой. Кроме того, его внешний корпус изготовлен из алюминия с ЧПУ для защиты и безвентиляторный дизайн без шума.

Как пользоваться осциллографом

Наконец, после изучения функций, измерений и типов осциллографа, как на самом деле работает осциллограф?

Шаг 1: Включите осциллограф

• Во-первых, вам, конечно, придется включить осциллограф, прежде чем что-либо еще. Для этого просто нажмите переключатель, который часто обозначается как «Питание» или «Линия».
• Если к осциллографу ничего не подключено, на дисплее должна появиться плоская линия. (это означает, что напряжение на входе не меняется со временем »
• На этом этапе не забудьте также подключить ваши датчики к устройству.

Шаг 2. Подключение к колеблющемуся сигналу

• Для этого шага вам понадобится постоянный сигнал постоянной частоты.
  • Большинство областей уже будут иметь встроенный генератор частоты, чтобы излучать надежную волну заданной частоты. (Установите его на импульсную или прямоугольную волну с амплитудой 2,5 В при 500 Гц)
  • Если у вас нет генератора сигналов, вы можете загрузить код в Arduino для генерации сигнала.

Шаг 3: Триггер

• Как только вы подключитесь к сигналу через ваши пробники, вы должны начать видеть, как сигнал начинает танцевать на вашем экране.
• Перемещая горизонтальные и вертикальные системные ручки, вы можете перемещать осциллограмму вокруг экрана. (Если вы поверните регуляторы масштаба по часовой стрелке, он увеличит масштаб вашего сигнала, а если вы повернете его против часовой стрелки, он уменьшит масштаб.)
• Теперь, если ваша волна на дисплее нестабильна, поверните регулятор уровня триггера. При этом вы увидите, как индикатор уровня триггера перемещается вверх и вниз по дисплею.
• Обратите внимание, что если триггер выше самого высокого пика вашего сигнала, сигнал станет нестабильным.

Шаг 4: Начните измерения!

• Теперь вы готовы начать измерения с помощью своего оптического прицела! Для начала я с вами, ребята, расскажу, как измерить амплитуду.
• Прежде чем мы начнем, что такое амплитуда? Амплитуда волны — это разница между высотой пиков волны и ее равновесием.
• Например, для измерения амплитуды расстояние между линией равновесия и пиком волны составляет 3,5 вертикальных деления сетки, с вольт / делением при 1 В, 3,5 вертикальных деления сетки = амплитуда волны составляет 3,5 В.

Заключение

Подводим итоги: прибор нужен для более точных и актуальных измерений, для определения показателей электронных цепей, звуковых волн, электромагнитных устройств. Выбор конкретной модели будет зависеть только от цели и назначения, а не от цены или производителя. Универсально решения нет, что бы там не говорил производитель, все нужно подгонять под измеряемую аппаратуру.

Вам также может понравиться

Осциллографы классификация устройство и принцип работы: описание, характеристики

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

• Поможем написать любую работу на аналогичную тему
• Осциллографы: общие сведения, классификация, применение
• Осциллографы: общие сведения, классификация, применение
• Осциллографы: общие сведения, классификация, применение

Электронный осциллограф – устройство, предназначенное для наблюдения электрического сигнала во времени. Кроме наблюдения сигналов ЭО позволяет осуществлять измерения временных амплитудных значений.

Основные узлы ЭО.

o Входное устройство – позволяет расширить предел измеряемых входных напряжений и обеспечить необходимое входное сопротивление. Входы обычно обладают высоким эмпидансом.

o Аттенюатор – предназначен для регулировки коэффициента отклонения сигнала по вертикали путём ослабления сигнала, и обеспечивает постоянного значение коэффициента отклонения во всём диапазоне полосы пропускания усилительного тракта вертикального отклонения.

o УСИЛИТЕЛЬ ВЕРТИКАЛЬНОГО ОТКЛОНЕНИЯ – предназначен для преобразования измеряемого сигнала в 2 противофазных сигнала, и усиления их до значения, достаточного до отклонения луча по вертикали на весь экран.

o Генератор развёртки – принцип работы заключается в заряде и разряде конденсаторов через сопротивления резисторов. Переключение из цепи заряда в цепь разряда выполняется автоматически.

1. o Канал горизонтального отклонения – как и для усилителя вертикального отклонения здесь предусмотрен калибровочный переключатель.
2. o Выходной усилитель горизонтального отклонения – предназначен для преобразования пилообразного напряжения генератора развёртки в два противофазных сигнала и усиления их до значения, достаточного для отклонения луча на весь экран.
3. По назначению и принципу действия ЭО могут быть:
4. o Общего назначения
5. По числу одновременно наблюдаемых сигналов ЭВ делятся на:
6. o Одно канальные
7. o Двух канальные
8. o Много канальные
9. Область применения ЭО:
10. o Измерение амплитуд и мгновенных значений электрического сигнала (напряжение тока)
11. o Временных параметров сигнала (длительность фронта, среза, частоты исследования, задержки, сглаженности)
12. o Мощности (импульса, среднего значения, сопротивлений, АЧХ, ФЧХ).
13. o Характеристика транзисторов, диодов, микросхем и прочее.

Осциллограф — это прибор для измерения характеристик электрических сигналов во времени. Его используют радиолюбители, мастера сервисов по ремонту электроники Принцип работы осциллографа заключается в ступенчатом анализе поступающего сигнала. Ниже мы более подробно рассмотрим особенности функционирования прибора.

Прежде чем изучить принцип действия осциллографа, следует ознакомиться с конструкцией устройства. Мы рассмотрим общие конструктивные особенности цифровых агрегатов, они в настоящий момент более распространены.

Независимо от типа, важными частями конструкции осциллографа являются:

• усилитель и делитель напряжения;
• преобразователь (АЦП);
• контроллер;
• запоминающее устройство;
• оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);
• экран;
• органы управления (кнопки, ).

Принцип работы осциллографа основан на преобразовании электрического сигнала в аналоговый или цифровой. В последнем случае алгоритм будет следующим:

Представленное описание принципов действия осциллографа является упрощенным.

Эти устройства преимущественно применяются в электронике и радиотехнике. Особенно важным элементом прибор используется в электромеханических сферах производства.

Данное устройство выступает в качестве фиксирующего прибора, который наглядно отображает все колебания электрического тока, происходящие в определенном электрическом механизме.

С помощью прибора можно найти помехи, а также искажения прохождения электрического импульса в самых разных узлах схемы.

Виды

Всего имеется несколько типов приборов, которые различаются по характеристикам:

• Устройства смешанных сигналов .

• Однолучевой.
• Двулучевой и так далее.

Число лучей может быть 16 и более (n-лучевой прибор имеет n сигнальных входов, в том числе может отображать на экране одновременно n графиков входных сигналов).

Приборы также классифицируются по принципу действия:

• Электронный: аналоговый и цифровой.
• Электромеханический: электродинамический, выпрямительный, электростатический, термоэлектрический, электромагнитный, магнитоэлектрический.

По развертке их можно поделить:

• Специальный.
• Запоминающий.
• Стробоскопический.
• Скоростной.
• Универсальный.

Имеются также приборы, которые совместимы с иными измерительными устройствами. Это может быть не только автономное устройство, но и приставка, к примеру, компьютер, карта расширения или вовсе подключение к внешнему порту.

Устройство

Конструкция аналоговых устройств базируется на применении систем аналоговой горизонтальной развертки и электронно-лучевых трубок. Одним из главных блоков данных приборов являются генераторы линейно меняющегося напряжения пилообразной формы.

Принцип действия

Аналоговые устройства для создания изображения на экране применяют электронно-лучевую трубку. В ней напряжение, которое подается на оси X и Y, заставляет точку передвигаться по экрану.

На горизонтали можно наблюдать зависимость от времени, тогда как по вертикали идет отображение пропорциональное входному сигналу.

В целом же сигнал усиливается и направляется на электроды, которые отклоняют по оси Y электронно-лучевой трубки с применением аналоговой технологии.

Цифровой осциллограф работает несколько по-другому:

• Выполняется модификация входящего аналогового сигнала в цифровую форму.
• Затем происходит его сохранение. Скорость сохранения зависит от управляющего устройства. Верхняя граница определяется скоростью преобразователя, при этом у нижней границы нет ограничений.
• Преобразование сигнала в цифровой код позволяет повысить устойчивость отображения, сделать масштаб и растяжку проще, сохранить данные в память.
• Использование дисплея вместо электронной трубки дает возможность отображать любые данные, в том числе выполнять управление прибором. У дорогостоящих приборов установлены цветные экраны, благодаря чему они дают возможность выделять цветом различные места, различать курсоры и сигналы иных каналов.
• Синхронизацию можно наблюдать прямо перед включением развертки. Используемые процессоры обработки сигнала позволяют обрабатывать сигнал при помощи анализа преобразованием Фурье.
• Информация в цифровом виде дает возможность записать экран с итогами измерения в память, в том числе распечатать на принтере. Большинство приборов имеют накопители, чтобы можно было записать изображения в архив и в дальнейшем произвести их обработку.

Применение

Осциллограф представляет измерительный прибор, при помощи него можно:

• Определить значения напряжения сигнала (амплитуду) и временные параметры.
• Измерив временные характеристики сигнала, удастся определить его частоту.
• Наблюдать сдвиг фаз, происходящий при прохождении разных участков цепи.
• Выяснить переменную (AC) и постоянную (DC), которые составляют сигнал.
• Наблюдать искажение сигнала, который вносит определенный участок цепи.
• Выяснить соотношение сигнал/шум, определить стационарность шума или его изменение по времени.
• Понять процессы, которые происходят в электрической цепи.
• Выяснить частоту колебаний и так далее.

Эти устройства преимущественно применяются в электронике и радиотехнике. Особенно важным элементом прибор используется в электромеханических сферах производства.

Данное устройство выступает в качестве фиксирующего прибора, который наглядно отображает все колебания электрического тока, происходящие в определенном электрическом механизме.

С помощью прибора можно найти помехи, а также искажения прохождения электрического импульса в самых разных узлах схемы.

Применение в диагностике и ремонте автомобилей

Применяются эти приборы и в других областях. Так они часто используются для определения неисправностей в системе исполнительных механизмов и иной диагностике. При помощи них даже можно диагностировать механические неисправности двигателя.

К примеру, осциллограф способен:

• Выявить неисправный катализатор.
• Определить соответствие установки задающего шкива коленвала по отношению к датчику положения коленчатого вала.
• Выявить сильный подсос воздуха.
• Наблюдать сигналы с датчиков системы, отслеживать их изменение.
• Считывать коды неисправностей, сохраненные системой.
• Указать идентификационные данные системы, ЭБУ.
• Выполнить проверку работу исполнительных механизмов и так далее.

Естественно, что такой прибор должен иметь логический анализатор, специальное программное обеспечение и уметь выполнять дешифровку протоколов.

К элементам прибора относят:

Измеряя напряжение сигнала, осциллограф отображает его графическое изображение на экране. Изменения уровня напряжения на экране отмечаются в системе координат x-y (x-временной отрезок, y-уровень напряжения).

Специальным регулятором можно корректировать насыщенность изображения осциллограммы.

Графическое изображение напряжения может быть представлено несколькими формами:

• Синусоидальной;
• Прямоугольной;
• Треугольной;
• Пилообразной;
• Меандра (прямоугольный сигнал с равными положительными и отрицательными периодами);
• Импульсной;
• Комплексной.

13 а максимальный находился в пределах экрана. Ручкой горизонтального перемещения сместить изображение таким образом, чтобы один из верхних пиков сигнала находился на вертикальной средней линии (рис.

2,б) Измерить расстояние в делениях между крайними точками размаха сигнала и умножить на коэффициент отклонения переключателя «V/ДЕЛ». 6.2.

Измерение постоянной составляющей сигнала Поставить тумблер «

Осциллограф. Часть 1. Основы работы

18.02.2010

Осциллограф — 1. Применение на практике.

Если вы в своей практике используете мультиметр, то какое-то время тратили на изучение его возможностей. Потратьте немного времени и на осциллограф. Органов управления немногим больше.

Главное понять, «что к чему». Кое-что попробую показать, остальное поймете самостоятельно.

Также попробую объяснить понятия «основные режимы, характеристики и используемые термины» и как это выглядит на осциллограммах.

Развертка.

В большинстве осциллографов развертка изображения на экране происходит слева — направо по ширине экрана. Измеряется в единицах времени (сек). Иными словами, это «время, когда экран полностью заполнен сигналом». Дальше происходит смена картинки.

Классический пример развертки (справа). Импульсы «лежащие на боку» — есть не что иное, как пилообразные импульсы напряжения генератора развертки (именуемые в народе «пила»).

Но есть «но». Представьте «кашу», это когда на вход осциллографа подан сигнал, быстро меняющийся во времени, и есть генератор развертки, который работает сам по себе. И осциллограф начинает отображать сигнал с разных точек. Изображение будет, только понять что это — не получится.

Триггер.

Управляет генератором развертки и запускает его с одной и той же точки. Поэтому мы имеем устойчивое изображение. При этом может выполняться одно из условий:

— запуск генератора развертки по уровню сигнала. При достижении сигнала на входе определенного уровня происходит запуск развертки;

— запуск по времени нарастания амплитуды в переднем фронте импульса, или по времени изменения амплитуды заднего фронта;

— запуск «на сбой» в импульсной последовательности. Когда устанавливается длительность импульса (нормального). Развертка в этом случае всегда будет запускаться с того места, где длительность импульса будет меньше или больше установленной; на экране вы будете видеть именно этот временной отрезок, где происходит сбой.

— Захват импульса при уменьшении амплитуды (и т.д.)

Это не все возможные варианты режимов работы триггера, некоторые модели осциллографов имеют их больше – все зависит от предназначения осциллографа и решаемых задач.

Осциллограф имеет органы управления, позволяющие не только посмотреть, но и рассмотреть сигнал. Об этом ниже.

К одному из таких органов управления относится и «Усиление» сигнала (пороговое значение входного сигнала). Это может быть и «крутилка» или кнопка — кто что имеет. Но есть обязательно. И совместно с органами управления развертки, это мощный инструмент.

Практическое применение Применять будем осциллограф на фото справа. Фото №1 На фото прибор, его экран. Подключен ёмкостной датчик. Автомобиль «Subaru Forester». Рассматриваем систему зажигания.

Фото №2 Прибор включен. Меню прибора, выбираю первый пункт. Следующие пункты позволяют выбрать количество каналов, а также при их выборе идет переход в следующее меню, где перечислены основные типы датчиков и исполнительные устройства автомобильных систем, которые можно выбрать на любой канал. Но тогда все установки прибора устанавливаются автоматически, исходя из конкретного сигнала, конкретного устройства. (Это первое отличие автомобильного осциллографа от осциллографа вообще. Он «заточен» на конкретные виды сигналов). Кроме этого имеются свободные выборки: для сигналов от 0 — 5В…0 -12В

Фото №3

Питание включено, датчик подключен, мотор работает. Сигнала нет. В чем причина?

Фото №4

Нет, сигнал есть. Смотрите, чем отличается фото № 3 от № 4. Вверху смотрите, пункт выделен, а внизу его значение. Время развертки 10ms осталось неизменным. Что изменилось?

На первом фото видно, к какой катушке совершено подключение. А давайте представим, что знаний «что такое триггер» — нет. Можно ли зафиксировать изображение так же, как на фото? Если этого не сделать, оно будет постоянно «бежать».

Фото№5

А здесь развёртка изменена: было 10 — стало 1ms. А экран вроде бы маленький.

Фото №6

* здесь не только развертку изменил, а и увеличил (фото 2-пункт 3). И уже есть возможность посмотреть участок, где ключ сработал и чуть дальше. В принципе, можно «прокрутить» сигнал до его окончания.

• Фото №7
• Вот так. Начало на фото №6, а конец вот:
• Фото 8
• Можно еще вывести курсоры (если надо посмотреть длительность горения искры или время насыщения).
• Фото №9

Примерно так. Курсор А сплошной, курсор В – прерывистый. Длительность на экране — 4,60ms/

1. Фото №10
2. * курсоры стоят от момента включения ключа, до момента возникновения искры.
3. Фото №11
4. * длительность горения искры.
5. Показано всего процентов 20 от возможностей прибора, только на одной опции и в одном пункте меню (осциллоскоп)
6. ИМХО:

Не считаю, что работаю плохим прибором и считаю, что плохими приборами работать недопустимо. Данный прибор использую постоянно при входной диагностике. Он позволяет наблюдать и проводить измерения с достаточной степенью достоверности всех сигналов системы управления автомобиля.

Когда необходимо проводить анализ, когда машина «зависает», осциллоскоп и мотор- тестер данного прибора мною не используется. Хотя такая возможность в прибор заложена.

Неудобно «прокручивать» сигнал, просматривая детали, растянув его разверткой и усилив, не видя полной фазы или цикла. Тем более, когда используется не один канал. Слишком много манипуляций, при выполнении переходов, что отвлекает от рассмотрения сигнала.

Но это все, что я могу сказать о недостатках. Утверждение же о маленьких экранах и пр. считаю необоснованным и ведущим в заблуждение.

Но всегда использую просмотр графического изображения, выделенных пунктов из текущих параметров. Это тогда, когда прибор вкл. в режиме сканера и подключен к диагностическому разъему. Не всегда можно сравнить нужные параметры, они могут оказаться на разных «страничках».

Надо «листать», или выделив нужные, перейти в режим просмотра только этих параметров, а в голове держать цифры. А если просто: выделил до 4-х датчиков (параметров), нажал кнопочку и пошло графическое изображение. Развертка очень медленная, рукой можно быстрее нарисовать, а рядом с каждой осциллограммой цифровые значения. Такие же, как в «дате».

И все в одном месте — осциллограмму смотришь и цифровые значения видишь.

• Продолжение следует
• МАРКИН Александр Васильевич
• г. Белгород
• Таврово мкр 2, пер. Парковый 29Б (4722) 300-709
• © 1999 – 2010 Легион-Автодата