Что такое чувствительность осциллографа
Перейти к содержимому

Что такое чувствительность осциллографа

  • автор:

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Чувствительность осциллографа S 0 по каналу У или X определяется наибольшей длиной светящейся линии на экране в миллиметрах, приходящейся на 1 в амплитудного ( с размахом от пика до пика) значения входного напряжения. При синусоидальной форме напряжения длина линии на экране соответствует двойному амплитудному значению поданного напряжения в вольтах.  [9]

Чувствительность осциллографа S по каналу У или X определяется наибольшей длиной светящейся линии на экране, приходящейся на 1 в действующего или амплитудного ( с размахом от пика до пика) значения входного напряжения. В первом случае она измеряется в лш / вдейств, а во втором в лш / впик — Чувствительность иногда выражают в обратных единицах ( в / мм) или в дольных значениях единиц.  [11]

Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикального отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению входного напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки — без усилителя относительно низкая, примерно 0 5 — 1 мм / В.  [12]

Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикаль-отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки — без относительно низкая, примерно 0 5 — 1 мм / В.  [13]

Чувствительностью осциллографа называется отношение вертикального отклонения светового пятна на экране в миллиметрах к значению входного напряжения в вольтах. Чувствительность самой трубки без усилителя относительно низкая, порядка 0 5 — 1 мм / В.  [14]

Чувствительностью осциллографа называют отношение амплитуды колебаний светящегося пятна на экране трубки к амплитуде ( иногда к действующему значению) исследуемого синусоидального переменного напряжения при максимальном коэффициенте усиления усилителя осциллографа.  [15]

Чувствительность вертикального входа осциллографа к переменному напряжению

Одним из основных параметров электронно-лучевых трубок является чувствительность.

Чувствительность показывает, на сколько миллиметров перемещается луч по экрану при изменении напряжения на отклоняющих пластинах на 1 Вольт.

Чувствительность определяется по формуле: мм/В, где

 — чувствительность, h — величина перемещения электронного луча на экране трубки в мм ( Рис.10); U0 — амплитудное значение напряжения.

При подаче синусоидального напряжения на вход “Y” осциллографа электронный луч на экране осциллографа начертит вертикальную прямую, длина которой H=2h , то есть соответствует двойной амплитуде приложенного напряжения. Амплитуду подаваемого напряжения можно определить через действующее (эффективное) значение напряжения по формуле: U0 =UД. С учетом этого чувствительность вертикально отклоняющих пластин можно определить по формуле: = . В современных трубках = 0,1 1,0 мм/В.

Чувствительность электронно-лучевой трубки в горизонтальном и вертикальном направлениях неодинакова, так как одна пара пластин расположена дальше , чем другая.

Порядок выполнения работы

Упражнение 1: “ Знакомство с назначением ручек управления

Включить прибор в сеть (220В), дать ему прогреться в течение 3-х минут.

2. Выключить генератор развертки, поставив ручку “Диапазон частот “ в положение “0”.

Сфокусировать электронный луч, появившийся на экране, в точку, используя ручки управления “ Фокус”, “Яркость”.

Вывести точку в центр экрана с помощью ручек управления “Смещение Y(), “Смещение X()”.( Работать следует, по возможности, при меньшей яркости изображения на экране, так как экран “выгорает”).

Подать переменное напряжение на горизонтально отклоняющие пластины “XX”, соединив вход “X” осциллографа с клеммами (1-2) рабочей схемы ( макет). Под действием этого напряжения электронный луч вычерчивает на экране осциллографа горизонтальную линию, длина которой соответствует двойной амплитуде приложенного напряжения (2U0).

Изменить длину горизонтальной линии вращением ручки “Усиление X”.

Повторить пункты 5,6 для вертикального входа “Y”осциллографа.

Упражнение 2: “ Измерение частоты сигнала по фигурам Лиссажу”.

Кривые сложной формы, получаемые в результате сложения двух взаимноперпендикулярных гармонических колебаний называют фигурами Лиссажу. Форма фигур Лиссажу зависит от соотношения частот ( периодов), амплитуд и начальных фаз складываемых колебаний.

Выключить генератор развертки ручкой управления “Диапазон частот”.

Подать на вертикальный вход перемнное напряжение неизвестной частоты, соединив клеммы (1-2) рабочей схемы с входом “Y”осциллографа.

Подать сигнал от звукового генератора на горизонтальный вход “X” осциллографа.

Установить ручку генератора частоты звукового генератора в положение 50 Гц (x), добившись устойчивого положения фигуры Лиссажу.

Зарисовать фигуру Лиссажу и определить частоту исследуемого сигнала y по формуле x/y=ny/nx , где x=50 Гц, nx и ny — колочество точек пересечения горизонтальной и вертикальной осью координат данной фигуры Лиссажу, исключая точки пересечения самой фигуры. Например, для фигуры Лиссажу на рисунке 11 nx=4, ny=2, x/y=2/4=1/2. Тогда y=2x.

Повторить пункты 4,5 для частот сигнала звукового генератора x=25,75,100,150 Гц.

Упражнение 3: Определение чувствительности вертикального входа

осциллографа к переменному напряжению”.

Установить ручку управления осциллографа “Ослабление” в положение 1:1, “ Диапазон частот” — “0”.

Подключить к входу “Y” осциллографа клеммы 1-2 рабочей схемы.

Подключить рабочую схему через понижающий трансформатор к сети 220 В.

Установить регулятором вертикального усиления длину вертикальной прямой на экране осциллографа не более 10 мм.

Измерить длину вертикальной прямой H. Значение Ug указано на плате рабочей схемы. Рассчитать чувствительность вертикального входа осциллографа по формуле y=0,35 ( мм/В).Усиление по вертикали оставить неизменным для выполнения упражнения 4, так как при изменении усиления изменяется чувствительность.

Упражнение 4: “ Измерение величины неизвестного напряжения”.

Подать на вход “Y” напряжение, соединив вход “Y” с клеммами рабочей схемы (2-Б).

Измерить длину вертикальной прямой H и рассчитать величину действующего значения неизвестного напряжения по формуле:

, где y— чувствительность вертикального входа, рассчитанная в упражнении 3.

Подать на вход “Y” напряжение с клемм (1-А) рабочей схемы и повторить пункт 2.

Упражнение 5: Наблюдение формы исследуемых сигналов:

— синусоидальной формы ( клеммы 1-2);

— однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей (клеммы 3-4 и 5-6);

релаксационного генератора ( пилообразного напряжения)

Сигнал синусоидальной формы

Подать на вход “Y” осциллографа синусоидальное напряжение с клемм 1-2 рабочей схемы. Получиы на экране вертикальную прямую, включить генератор развертки, переключив ручку “Диапазон частот” в положение “30”.Регулятором “частота плавно” добиться неподвижности изображения. При необходимости ручками вертикального и горизонтального усиления изменить размер напряжения, чтобы оно не выходило за пределы экрана. Форму сигнала зарисовать в тетрадь, обозначив координатные оси YU, Xt.

Cигналы одно- и двухполупериодного выпрямления.

Подать сигнал на вход “Y” поочередно с клемм (3-4) и (5-6). Добиться устойчивого неподвижного изображения формы сигнала. ( См. пункт 1). Зарисовать формы сигналов.

Сигнал пилообразного напряжения.

Подать на вход “Y” сигнал от релаксационного генератора пилообразного напряжения. Поставить ручку “Диапазон частот” в положение “150”. Регулятором “частота плавно” добиться неподвижности изображения на экране осциллографа.

Характеристики электронных осциллографов и способы их определения

В общем случае электронный осциллограф можно охарактеризовать следующими метрологическими и техническими характеристиками.

1. Полосой пропускания или параметрами переходной характеристики. Например: полоса пропускания усилителя вертикального отклонения от постоянного тока до 15 МГц с неравномерностью не более 3 дБ при подаче сигнала на открытый вход. Измеряют полосу пропускания Df снятием частотной характеристики соответствующего канала осциллографа. Частотную характеристику снимают при положениях входных делителей и органов плавной регулировки усиления, установленных в стандартах или технической документации на осциллографы конкретных типов. При этом на вход осциллографа подают постоянное по амплитуде синусоидальное напряжение в пределах полосы пропускания такой величины, чтобы изображение амплитуды на средних частотах было равно 70% мак­симальной амплитуды изображения. При положениях входных делителей, соответствующих ряду минимальных чувствительностей, допускается проверка полосы пропускания при меньших амплитудах изображения, но не менее 40 % максимальной амплитуды изображения.

2. Неравномерностью амплитудно-частотной характеристики.

3. Нелинейностью амплитудной характеристики усилителей осциллографа. Нелинейность амплитудной характеристики измеряют, подавая на вход осциллографа синусоидальный сигнал или испытательный импульс. Нелинейность характеристики определяют следующим образом: на вход осциллографа подают постоянный по значению испытательный сигнал такой амплитуды, чтобы размер видимого изображения в середине рабочей части экрана составлял 1 см или одно деление шкалы. Затем измеряют, размер изображения испытательного сигнала в разных местах рабочей части экрана при перемещении его по оси X при помощи внешнего напряжения.

Нелинейность амплитудной характеристики в процентах под­считывают по формуле:

, (2.6)

где h – наиболее отличный от 1 см или одного деления шкалы экрана размер испытательного сигнала в любом месте рабочей части экрана при его перемещении вдоль оси X.

4. Временем нарастания переходной характеристики. Время нарастания переходной характеристики осциллографа (Тн) измеряют при следующих условиях: на вход осциллографа подают импульс со временем нарастания не более 0,3 времени нарастания переходной характеристики, указанной в стандартах или технической документации на осциллографы конкретных типов. Длительность импульса должна быть не менее чем в 10 раз больше времени нарастания переходной характеристики и указывается в стандартах или технической документации на осциллографы данного типа.

Выброс на импульсе не должен превышать 10%. При измерении времени нарастания амплитуду изображения импульса устанавливают максимальной, изменяя амплитуды входного сигнала. При положениях входного делителя, соответствующего ряду минимальных чувствительностей, допускается измерение времени нарастания при меньших амплитудах изображения, но не менее 40% максимальной амплитуды изображения.

Время нарастания переходной характеристики определяют как время нарастания изображения импульса, в течение которого происходит отклонение луча от уровня 0,1 до уровня 0,9 амплитуды импульса (выброс не учитывать). Эта операция производится на импульсах положительной и отрицательной полярности.

5. Величиной выброса на переходной характеристике. Измерение выброса производится на сигнале с параметрами, аналогичными параметрам сигнала, служащего для определения времени нарастания. При этом амплитуду изображения импульса устанавливают равной 70% от максимальной, регулируя амплитуду входного сигнала. При минимальных чувствительностях допускается измерение выброса при меньших амплитудах изображения, но не менее 40% максимальной амплитуды изображения.

Определение значения выброса в процентах производят путем измерения и сравнения линейных размеров по вертикали изображения выброса и амплитуды импульса. Значение величины выброса находят по формуле

, (2.7)

где hu – амплитуда изображения импульса;

hk – амплитуда изображения выброса.

Определение производится на импульсах положительной и отрицательной полярности.

6. Завалом вершины изображения импульса и ее неравномерностью. Измеряют завал вершины изображения импульса Q следующим образом: на вход осциллографа подают испытательный импульс длительности, указанной в стандартах или технической документации на осциллографы конкретных типов. Амплитуду изображения импульса устанавливают равной 70% максимальной, а при малых чувствительностях канала усиления – не менее 40% от максимальной амплитуды изображения.

Значение завала вершины определяют, измеряя и сравнивая линейные размеры по вертикали изображения амплитуды импульса в начале (отсчетную точку в начале импульса выбирают на уровне 0,9 амплитуды импульса) и в конце импульса Ак (отсчетная точка в конце импульса отстоит от начальной точки на время, равное длительности измерительного импульса).

Значение Q вычисляют в процентах

, (2.8)

где hu – значение амплитуды изображения импульса.

Предполагается, что изображение амплитуды импульса уменьшается монотонно.

Измерение неравномерности вершины изображения импульса (отражения, синхронные наводки) производят следующим образом: отражения (у) измеряют как отклонения луча по вертикали (выбросы, впадины), вызванные неполным согласованием элементов схемы осциллографа (например, линии задержки в у-канале). Измерение производят путем подачи на вход осциллографа сигнала, при котором амплитуда изображения импульса максимальна, и при максимальном усилении канала. Время нарастания испытательного импульса должно быть не более 1,5 времени нарастания переходной характеристики, указанной в технической документации на данный тип осциллографа.

Значение отражений определяют по формуле

, (2.9)

где S i – амплитуда выброса или впадины из-за неполного согласования;

S – толщина линии луча, указанная в стандартах на осциллографы конкретных типов.

Синхронные наводки v определяют измерением амплитуды наложенных на изображение колебаний, вызванных внутренними наводками, синхронными с запуском развертки.

Значение синхронных наводок находят по формуле

, (2.10)

где v i – отклонение луча трубки из-за наложения на изображение колебании, вызванных внутренней наводкой; S – толщина луча.

Измерения производят в тех же условиях, что и измерения отражений.

7. Параметрами входов. Например: вход открытый (закрытый); входное сопротивление 1 М0м ± 3%, входная емкость, параллельная входному сопротивлению, не более 35 пф ± 10%.

Параметры входа осциллографов с полосой пропускания до 30 МГц определяют путем непосредственного измерения сопротивления входа и емкости входа соответствующими приборами. Для более, широкополосных осциллографов в технических условиях дается методика определения этих параметров входа.

8. Чувствительностью (нормальнее значение калиброванного коэффициента отклонения) Е определяют как отношение видимого отклонения луча в миллиметрах к значению вызвавшего его входного сигнала в вольтах или милливольтах, например e = 800 мм/В.

Для осциллографов, калиброванных по чувствительности, при помощи предусмотренных ручек регулировки чувствительности устанавливают значение чувствительности, указанное в технической документации на осциллографы, а для осциллографов, не калиброванных по чувствительности, устанавливают максимальную чувствительность. Чувствительность измеряют путем подачи на вход испытательного сигнала с плоской вершиной, калиброванного по амплитуде и вызывающего появление изображения сигнала максимальной амплитуды. Частота сигнала должна быть такой, чтобы не сказывалось влияние частотной характеристики на чувствительности.

Значение чувствительности вычисляют по формуле

, (2.11)

где UВХ – полный размах входного напряжения (двойная амплитуда);

– видимое отклонение луча трубки, вызванное испытательным сигналом.

9. Погрешностью калибраторов амплитуды и погрешностью измерения амплитуды; погрешностью калибраторов временных интервалов и погрешностью измерения временных интервалов. Определение погрешности измерения временных интервалов и амплитуды производится методом сравнения показаний испытуемого осциллографа и образцового измерительного устройства с погрешностью измерения соответствующих величин в три раза меньше, чем у по­веряемого осциллографа. Параметры испытательного сигнала указываются в ГОСТе или технической документации на осциллографы.

10. Длительностью разверток. Например, 20 мс/дел. Длительность непрерывных разверток проверяют по изображению на экране испытательного сигнала синусоидальной формы и определенной частоты. Для определения длительности разверток подсчитывают число периодов синусоиды, укладывающейся на рабочей части разверток.

11. Нелинейностью развертки. Измеряют, нелинейность разверток путем исследования рабочей части развертки во всей рабочей части экрана осциллографа. Определяют нелинейность развертки при помощи временного интервала, размер изображения которого в средней части экрана равен 1 см или одному делению шкалы экрана, при таком положении развертки, когда начало рабочей части развертки, совмещено с началом рабочей части экрана. Значение нелинейности развертки в процентах вычисляют по формуле

, (2.12)

где – длительность наиболее отличного от 1 см или одного деления шкалы временного интервала в любом месте рабочей части развертки в пределах рабочей части экрана.

При этом испытании положения органов регулировки развертки устанавливаются стандартами или технической документацией на осциллографы конкретного типа.

Кроме указанных характеристик в соответствии с ГОСТ 9810-69 осциллограф характеризуется следующими параметрами.

12. Рабочей частью экрана.

13. Минимальной частотой следования развертки.

14. Толщиной линий луча электроннолучевой трубки.

15. Допускаемым суммарным значением постоянного и переменного
напряжений на входах.

16. Максимально допускаемым значением амплитуды исследуемого
сигнала.

17. Минимальным значением и минимальной длительностью исследуемого сигнала, при котором обеспечивается класс точности осциллографа.

18. Дрейфом нуля усилителей.

19. Запаздыванием начала развертки относительно сигнала син­хронизации (для осциллографов без линии задержки).

20. Возможностью синхронизации (внешняя, внутренняя).

21. Разностью фаз между каналами.

22. Наводками с канала на канал.

23. Конструктивными характеристиками (массой, габаритами, питанием,
условиями работы и т. п.).

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Характеристики электронных осциллографов и способы их определения

оси осциллографа Портативный цифровой осциллограф из Китая - инструкция, обзор, тест, сборка корпуса Портативный цифровой осциллограф из Китая - инструкция, обзор, тест, сборка корпуса

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.

щупы для осциллографа постоянное напряжение на осциллографе щуп осциллографа вертикальная развертка на осциллографе отрицательное напряжение на осциллографе разъем щупа осциллографа осциллограмма постоянного тока 1 вольт на блоке питания вертикальная развертка осциллографа сигнальный щуп понижающий трансформатор

Технические характеристики:

Сразу скажу пару слов о том, что именно эту модель активно подделывают. Производитель даже отдельную страницу на своем форуме посвятил тому, как отличить оригинал от подделки:

Мой прибор оригинальный. Подделка также отличается очень низкой ценой. Только на оригинале можно менять прошивки; подделки, судя по форумам, при попытке их обновить превращаются в кирпич (хотя есть способы откатиться к старой версии прошивки).

Про ценовую политику

Версия 15002k на бэнге стоит 32$, 15001k на бэнге стоит 21$ (с указанием, что это оригинал). В официальном магазине фирмы на али цены выше: 15001к — 39$, 15002к — 43$, полностью собранный — 49$.

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.

Для чего он нужен

Для чего нужен осциллограф? Это просто необходимая вещь при ремонте электронной аппаратуры, при самостоятельной сборке или усовершенствовании каких-либо устройств. Многим хватает тестера или мультиметра. Да. Но для ремонта простых устройств без микросхем и микропроцессоров. Мультиметром вы можете проверить наличие обрыва, короткого замыкания, измерить напряжение и ток. Ни форму сигнала, ни конкретные параметры синусоиды или импульсов не измерить и не увидеть.

Осциллограф нужен для измерения напряжения и визуального отображения сигналов. На фото цифровой двухканальный осциллограф Hantek DSO5102B в рабочем режиме

А ведь бывает так, что все детали, вроде исправны, но устройство не работает. А все потому что некоторые детали требовательны не только к физическим параметрам питания (напряжение, сила тока), но и к форме сигнала. Этим «страдают» некоторые полупроводниковые детали, практически все микросхемы и процессоры. А без них сейчас обходятся только самые элементарные приборы типа кипятильника. Вот и получается, что найти сгоревший резистор, пробитый транзистор можно и мультиметром. Но для чуть более сложную поломку уже не устранить. Вот для этих случаев и нужен осциллограф. Он позволяет видеть форму сигнала, определять есть ли отклонения и находить источник проблемы.

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.

Полоса пропускания осциллографа: что это и на что влияет

При выборе осциллографа смотрят на следующие параметры:

  • Полоса пропускания.
  • Максимальное входное напряжение.
  • Режимы развертки.
  • Источники синхронизации.

Обо всех параметрах, кроме полосы пропускания, уже рассказали. Полоса пропускания — это чуть ли не важнейший показатель. Она определяет максимальную частоту сигнала, который будет отображаться без искажений. Например, при полосе пропускания 20 Гц — 20 МГц, все что имеет более высокую частоту будет подавляться.

Там, где полоса пропускания заканчивается, частоты жестко подавляются

Как же выбирать частоту пропускания? Зависит от того, какие сигналы вы собираетесь изучать и насколько «глубоко» вам надо их исследовать. Для аналоговых сигналов все просто — верхний предел должен быть больше чем максимальная частота. С меандрами все сложнее. На самом деле они состоят их суммы нечетных гармоник сигнала. Чем больше гармоник, тем больше форма похожа на квадрат, а не на сглаженное что-то. Но гармоники высокого порядка имеют очень высокую частоту. Если надо исследовать фронты, их отклонение, то верхний предел полосы пропускания — это десятки гигагерц. А такие приборы очень дорогие. Для обычной синусоиды достаточно 10-20 МГц, что значительно дешевле.

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.

Практическое применение

Этим прибором можно прекрасно пользоваться как вольтметром и милливольтметром как постоянного, так и переменного напряжения. Причём мы уже не ограничены так сильно частотой или формой сигнала, как при использовании мультиметра. При измерениях следует уделять больше внимание не амплитудным значениям, а среднеквадратичным Vrms. Именно среднеквадратичное значение учитывается при измерении переменного напряжения — в сети амплитудные значения достигают более 310 В, однако действующее значение именно 220 (среднеквадратическое).

Так как мы можем с достаточно высокой точностью измерять напряжение, то соответственно можем более точно измерить любые токи на шунте, для этого нужно всего лишь научиться использовать закон Ома.

Осциллографом можно прекрасно смотреть сигналы звукового тракта — для таких целей это никакая не игрушка. При сносном качестве можно смотреть процессы в импульсных источниках питания. Эта плата приобреталась мной именно для этих целей.

Как пример: осциллограф помог мне наладить блок питания шуруповерта (описание есть в этом разделе) с мощными IGBT-транзисторами. Я никак не мог понять, почему блок не хочет запускаться, перемотал коммутирующий трансформатор с разными данными — никак. Когда оценил сигналы на затворах, всё стало ясно — не хватает открывающего напряжения, нужно добавить витков в затворных обмотках. Вот этот затухающий сигнал, достаточно чёткий, частота 44 кГц:

На этом публикацию заканчиваю. Если данная тема вообще будет интересна посетителям сайта, то обязательно её расширю и дополню. Ставьте оценки и проявляйте активность.

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.

Упаковка и комплектация:

Прибор пришел в стандартном для банггуда черном пакете. На пакете была отдельная наклейка с надписью «Fragile» (Хрупкое).


Коробка с деталями была в несколько слоев обмотана вспененным материалом:

Я заказал версию DSO 15002K, которая отличается от DSO 15001K тем, что нужно помимо выводных компонентов на плату измерителей нужно установить и SMD детали. Кстати, у производителя появилась и версия, где все детали SMD, правда она продается полностью собранной, и стоит дороже.

Детали упакованы в картонную коробку, на которой есть наклейка-пломба:

Сверху видим комплектные щупы:

Платы упакованы в антистатический пакет:

Вот так выглядит весь набор:

Элементы корпуса крупным планом:

Вы еще не заметили ничего необычного? Производитель ошибся и в версию 15002K положил плату analog board, на которую уже установлены все SMD детали, а не пустую плату. Ну и в довесок в пакете с деталями есть все необходимые SMD детали, которые будут теперь запасными.

Рассмотрим платы поближе:

Производителю — плюс в карму: он положил по 1 запасному SMD резистору каждого номинала и 2 запасных SMD конденсатора. Электролитические конденсаторы используются фирмы Hliaeng.

Инструкция на английском

Небольшой спойлер:

сразу после сборки прибор не заработал как надо. И пока я переписывался с техподдержкой, я перевел руководство по сборке, местами дополнив его. В некоторых местах перевод корявый, поэтому предложения по его совершенствованию только приветствуются. Из-за разницы форматирования из 4 страниц у меня получилось 18. Внизу страницы есть ссылка на архив, в котором эта инструкция размещена в формате .pdf.

Инструкция на русском

Основная плата:

Analog board:

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.

Изучение работы электронного осциллографа

1. Цель работы:изучение устройства, принципа действия и работы электронного осциллографа.

2. Краткая теория

Электронный осциллограф предназначен для исследования быстропеременных периодических процессов. С помощью осциллографа можно измерять силу тока и напряжение и изменение их во времени, сдвиг фаз между ними, сравнивать частоты и амплитуды различных переменных напряжений. При применении соответствующих преобразователей с помощью осциллографа можно исследовать неэлектрические процессы, например, колебания температуры, давления, изменения размеров и т. д. Электронный осциллограф позволяет наблюдать и фотографировать кратковременные процессы длительностью с. Регистрировать столь кратковременные процессы можно потому, что электронный луч, по смещению которого определяется искомая величина, практически безинерционен.

Электронный осциллограф представляет собой прибор, состоящий из электронно-лучевой трубки, усилителей сигналов, подаваемых на горизонтально- и вертикально-отклоняющие пластины, генератора развертки и блока питания.

В электронном осциллографе используются явления, связанные с особенностями движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

Главным элементом осциллографа является электронно-лучевая трубка. Трубка может быть с электростатическим и электромагнитным управлением. При электростатическом управлении для отклонения электронного луча используется электрическое поле. В трубках с электромагнитным управлением для этой же цели используется магнитное поле.

Рассмотрим более детально устройство электронно-лучевой трубки с электростатическим управлением.

Электронно-лучевая трубка представляет собой стеклянную вакуумную трубку (рис. 11). В узком конце трубки помещена так называемая «электронная пушка». Она состоит из цилиндрического катода 1

, управляющего электрода
2
и анодов
3
,
4
. Катод
1
служит источником электронов и находится внутри цилиндра с отверстием (управляющего электрода)
2
. На этот цилиндр подается отрицательное напряжение. Таким образом электроны, покинувшие катод, могут вылетать из цилиндра только через имеющееся в его торце отверстие, направленное в сторону флуоресцирующего экрана.

Дополнительная фокусировка электронного луча осуществляется с помощью двух цилиндрических анодов 3

,
4
. Оба анода имеют положительный потенциал относительно катода. Второй анод имеет более высокий положительный потенциал по сравнению с первым, поэтому между анодами создается некоторое ускоряющее электростатическое поле, которое ускоряет электроны и концентрирует их в узкий луч, иными словами, ускоряющее поле препятствует рассеянию электронов.

Проходя между двумя парами отклоняющих пластин (отклоняющие конденсаторы) 6

и
7
, луч падает на экран
5
, покрытый люминесцирующим веществом. В месте падения луча на экране образуется светящееся пятно. Если подать на пластины
7
постоянное напряжение, то направление движения электронного луча изменится и светящееся пятно на экране сместится вдоль вертикали. При подаче переменного напряжения луч будет колебаться в вертикальной плоскости, а на экране появится светящаяся вертикальная линия. Длина этой линии зависит от величины приложенного к пластинам напряжения.

Если постоянное напряжение подвести ко второй паре пластин 6

, то пятно переместится на экране в направлении, перпендикулярном направлению первого смещения, т. е. по горизонтали. При подаче переменного напряжения получим горизонтальную линию.

Если одновременно подводятся постоянные напряжения к обоим парам отклоняющих пластин, то пятно сместится по вертикали и горизонтали. При подаче переменного напряжения одновременно к обеим парам пластин получатся фигуры Лиссажу, соответствующие сложению двух взаимно-перпендикулярных колебаний.

Вторым важным элементом электронно-лучевого осциллографа является генератор развёртки. С его помощью на пластины 6

подаётся переменное напряжение пилообразной формы (рис. 12). Под влиянием напряжения такой формы светящееся пятно на экране будет равномерно двигаться по горизонтали (например, вправо) и скачком возвращаться в крайнее левое положение. Такой периодически повторяющийся процесс, называемый горизонтальной развёрткой луча, даст на экране осциллографа светящуюся горизонтальную линию.


Если при горизонтальной развёртке луча наложить вертикальные колебания, обусловленные исследуемым напряжением, то луч на экране будет описывать кривую зависимости исследуемого напряжения от времени. Если это напряжение изменяется периодически, то, подобрав частоту развёртки, кратную частоте исследуемого напряжения, можно получить на экране неподвижный график исследуемого напряжения.

Основным из параметров, входящих в техническую характеристику электронно-лучевого осциллографа, является его чувствительность. Чувствительностью Р

осциллографа к напряжению называют отклонение
l
(в миллиметрах) пятна на экране, вызванное разностью потенциалов на отклоняющих пластинах.

Определим зависимость чувствительности от параметров трубки. Пусть S

— длина (см. рис. 1) пластин
7
,
d
— расстояние между пластинами,
L
— расстояние от конца пластины до экрана,
U
— потенциал анода по отношению к катоду, — разность потенциалов между отклоняющими пластинами
7
. Считаем, что управляющие пластины параллельны, а электрическое поле однородно и перпендикулярно к плоскости пластин. Тогда, в области между пластинами
7
, т. е. по оси
Y
, электрон движется равноускоренно и его смещение при выходе из области между пластинами будет равно:

а его ускорение

Здесь и — заряд и масса электрона, Е

— напряженность электрического поля между пластинами, — сила, действующая на электрон, находящийся в электрическом поле, — время пролёта электрона между пластинами, определяемое соотношением:

где — горизонтальная составляющая скорости. Эта составляющая скорости вызвана действующей разностью потенциалов между анодом и катодом U

и определяется из условия:

Подставляя (2) и (3) в (1), получим

Отклонение в области вне пластин может быть записано в виде:

где есть скорость по оси Y

, которую электрон приобретает при вылете из пространства между пластинами. Эта скорость , а время пролёта электроном расстояния равно

Подставляя значения a

, и в формулу (5), получим для
Y2
выражение

Полное отклонение будет равно:

Подставляя из (4) получим, что полное отклонение электронного луча

а чувствительность Р

Таким образом, чувствительность зависит от размера пластин, их расстояния до экрана и напряжения между анодом и катодом, а смещение зависит дополнительно и от напряжения между отклоняющими пластинами.

Описание установки

Лабораторная установка состоит из электронного осциллографа , звукового генератора и потенциометра с трансформатором и вольтметром (рис. 14-16). Звуковой генератор позволяет получать синусоидальные электрические колебания в звуковом диапазоне частот от 20 до 20 , а потенциаметр частотой 50 , при этом величина напряжения может плавно изменяться и контролироваться с помощью вольтметра.

Панель управления электронного осциллографа

На передней панели осциллографа расположены ручки (у некоторых марок осциллографов отдельные из них могут быть вынесены на верхнюю часть корпуса), с помощью которых можно управлять электронным лучом, а также клеммы вертикального «вход Y

» и горизонтального «вход
X
» входов. На рис. 13 изображена одна из типичных панелей осциллографа.

1. Яркость свечения пятна на экране зависит от количества электронов, ударяющихся об экран в единицу времени и от их скорости. Меняя отрицательный потенциал управляющего электрода 2

(см. рис. 11) и, тем самым, изменяя количество электронов, проходящее через отверстие, можно регулировать яркость пятна на экране — ручка «яркость».

2.Фокусировка электронов в одну точку на экране осуществляется изменением разности потенциалов между первым 3

и вторым
4
анодами (рис. 11) — ручка «фокус».

3.Смещение изображения в вертикальном направлении производится при помощи ручки «Y

» (вверх-вниз), а в горизонтальном — ручкой «
X
» (влево-вправо).

4.Переключатель «ослабление» позволяет уменьшить исследуемый сигнал, подаваемый на входные клеммы осциллографа «вход Y

» и «вход
X
» в десять или в сто раз.

5.Ручки «усиление по вертикали» и «усиление по горизонтали» дают возможность плавно регулировать амплитуду колебания по оси Y

6.К органам управления генератора развертки относятся ручки: «диапазоны частот» и «частота плавно». Первая даёт возможность выбрать нужный диапазон частот для непрерывной развёртки. Вторая — в пределах выбранного диапазона изменять собственную частоту непрерывных пилообразных колебаний генератора развёртки.

Для устранения перемещения изображения по экрану применяется синхронизация частоты генератора с частотой исследуемого напряжения (внутренняя) либо с частотой какого-нибудь внешнего напряжения (внешняя синхронизация) — ручка «синхронизация».

Порядок выполнения работы

Ознакомьтесь со схемой осциллографа и его устройством по данному описанию и плакатам, определите назначение всех ручек управления.

Подготовка осциллографа к работе

1.Ручки с указателями «фокус», «Y

» и «
X
» перевести в среднее положение, ручку с указателем «яркость» — в крайнее правое положение.

2.Установить переключатель «синхронизация» в положение «внутрь».

3.Включить осциллограф в сеть, при этом загорится сигнальная лампочка. Через 1-2 мин, когда прогреются лампы прибора, на экране появится зелёная точка.

4.Проверьте действие ручек, управляющих электронным лучом: «яркость», «фокус», «Y

», «.
X
» и установите чётко светящуюся точку в центре экрана.

5.Включите генератор развёртки, при этом на экране появится светящаяся горизонтальная линия.

Задание 1Определение чувствительности осциллографа

Для определения чувствительности осциллографа необходимо собрать схему осциллографа и потенциометра (с вольтметром и трансформатором), приведенную на рис. 14.

Изменение отклонения луча в миллиметрах от оси трубки, получающееся при изменении напряжения на входе осциллографа на 1 вольт, называется его чувствительностью. Определение чувствительности осциллографа производится в следующем порядке:

1.Выключить генератор развёртки.

2.Включить потенциометр в сеть переменного тока и с движка потенциометра подать напряжение на вход вертикального усилителя при максимальном усилении — «вход Y

3.Подаваемое переменное напряжение контролировать вольтметром переменного тока.

4.По шкале, укреплённой на экране осциллографа, измерить длину появившейся на экране светящейся вертикальной линии.

Обычно вольтметры переменного тока измеряют эффективные значения напряжения, а осциллограф измеряет амплитудные значения тех же величин, причем длина вертикальной линии на экране осциллографа пропорциональна удвоенному значению амплитуды. Поэтому чувствительность осциллографа можно рассчитать по формуле:

— длина линии на экране в
мм
; — напряжение на вольтметре;

— максимальное значение напряжения.

Измерение надо произвести 5-7 раз при различных напряжениях на входе осциллографа. Результаты занести в табл. 1 и построить график в координатах . Определить погрешность измерения чувствительности осциллографа.

№ измерения Напряжение, подаваемое на клеммы вертикального усиления Размер полосы на экране , мм Чувствительность осциллографа, Средняя чувствительность Погрешность

С помощью градуировочного графика осциллограф можно использовать как вольтметр, измеряющий амплитудные (максимальные значения напряжений).

Задание 2.Наблюдение на экране осциллографа синусоидально меняющегося напряжения

Для наблюдения на экране осциллографа синусоидально меняющегося напряжения необходимо не выключая схему, приведённую на рис. 14, произвести следующие действия.

1. Включить генератор развёртки.

2.Ручкой «частота плавно» добиться стабильности изображения, т. е. полностью сделать его неподвижным.

3.Меняя напряжение, подаваемое на вертикально отклоняющие пластины ручкой «усиление», проследить за изменением кривой на экране.

4.Меняя частоту генератора развёртки с помощью ручек «диапазоны частот» и «частота плавно», получить ряд многопериодных синусоид.

Задание 3.Наблюдение изменения формы синусоидального напряжения после прохождения тока через полупроводниковый диод


Для наблюдения изменения формы синусоидального напряжения после прохождения тока через диод используется предыдущая схема. При этом необходимо дополнительно между выходом с потенциометра и входом «вход Y

» осциллографа включить полупроводниковый диод и перемкнуть входные клеммы осциллографа сопротивлением, которое будет выполнять роль нагрузки (рис.15). В данном случае диод будет действовать как однополупериодный выпрямитель. На экране осциллографа будет наблюдаться одна полуволна. Получаемые фигуры зарисовать в тетради.

Задание 4.Определение частоты подаваемого напряжения методом фигур Лиссажу

Как известно, в случае сложения двух взаимно-перпендикулярных колебаний точка на экране движется по кривым, называемым фигурами Лиссажу.


Конфигурация этих кривых зависит от соотношения амплитуд, начальных фаз и частот составляющих колебаний. По форме устойчивых фигур Лиссажу можно, в частности, определить соотношение частот. Для этого на вертикальный вход осциллографа «вход Y

» от потенциометра подают электрические колебания с частотой 50
Гц
, а на горизонтальный вход «вход
X
» от генератора
ЗГ
— электрические колебания, частоту которых можно изменять.

Для получения фигур Лиссажу необходимо:

1. Выключить генератор развёртки.

2. Собрать схему в соответствии с рис. 16.

3. Включить приборы в сеть.

4. Изменяя частоту электрических колебаний, поступающих от звукового генератора, получить фигуры Лиссажу для соотношения частот 2:1 (50Гц

:25
Гц
); 1:1 (50
Гц
:50
Гц
); 1:2 (50
Гц
:100
Гц
); 1:3 (50
Гц
: 150
Гц
) и т. д. (всего не менее 5-ти фигур).

5. Если частота одного из колебаний известна, то по виду фигур Лиссажу можно определить частоту другого колебания. Для этого подсчитывают число точек пересечения фигуры Лиссажу с осью Y

и число точек пересечения той же фигуры с осью
X
(рис. 17). Пользуясь формулой находят искомую частоту:

6. Результаты наблюдений и измерений занести в табл. 2.

Вид фигур Лиссажу Число точек пересечения Число точек пересечения Частота , Гц Частота расчётная , Гц Показания по лимбу звукового генератора Отношение частот
· · · n

Отчёт по работе выполняется в соответствии с общими требованиями. При этом в отчёте должны быть: схема электронно-лучевой трубки, объяснение принципа получения развёртки подаваемого на вход осциллографа сигнала, расчётный и графический материал в соответствии с заданиями 1-4.

Контрольные вопросы

1. Назначение электронного осциллографа.

2. Устройство и принцип действия осциллографа.

3. Какие силы действуют на электрон, пролетающий между пластинами осциллографа с электростатическим и электромагнитным управлением электронным лучом?

4.Как расчётным образом определить (по параметрам электронно-лучевой трубки) чувствительность осциллографа?

5.Как экспериментально определить чувствительность осциллографа?

6.Что такое эффективное и амплитудное значения напряжения? Какое из них наблюдаем на экране осциллографа?

7.Каким образом развёртывается во времени поступающий на вход осциллографа сигнал? Что такое генератор развёртки?

8.Какие включения необходимо произвести (включение развёртки, подача сигналов на вход Y

и
X
осциллографа) для получения на экране: 1) горизонтальной линии; 2) вертикальной линии; 3) синусоиды; 4) фигуры Лиссажу?

9.Что такое фигуры Лиссажу и как по ним можно определить частоту неизвестного источника тока?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право…

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)…

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все…

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам…

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

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.

Для ремонта автомобиля

Автодиагностика зачастую предусматривает проверку работоспособности двигателя, электронных плат и микросхем. В таких работах не обойтись без специального оксциллографа. Он позволяет обнаруживать и анализировать меняющиеся сигналы тока и радиочастот. Данные выводятся разными способами: распечатываются, заливаются в компьютер, карту памяти.

Зачастую проблему можно решить обычной паяльной лампой, но как обнаружить место поломки? Автосканер не сможет обнаружить эту проблему, которая сразу же становится заметной при подключении оксциллографа. Последний зачастую считается слишком сложным, однако современные модели FNIRSI DSO1C15, Hantek 2D72 и другие отличается простотой устройства. Их легко освоить и практиковать как специалистам, так и автолюбителям.

Качественный оксциллограф для ремонта автомобиля должен:

  • иметь достаточно разъемов для подключения датчиков распредвала и других компонентов;
  • в комплект должны входить пробники либо их придется докупать отдельно;
  • иметь возможность подключения к ПК;
  • отличаться компактными размерами;
  • быть многофункциональным;
  • иметь широкий диапазон.

В комплект к прибору идет инструкция, в которой подробно расписана разблокировка и другие нюансы работы.

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.

Основные параметры

При рассмотрении принципа действия осциллографа обязательно нужно упомянуть о его характеристиках. Параметры оборудования крайне важны для изучения сигналов. Основные характеристики измерительного прибора:

  • Полоса пропускания. Это рабочий диапазон частот, в котором спад АЧХ не превышает 3 дБ относительно опорной частоты. На опорной частоте спад АЧХ отсутствует.
  • Неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).
  • Нелинейность амплитудной характеристики усилителей.
  • Параметры выходов. Обязательно указывается сопротивление с входной ёмкостью.
  • Форма сигнала, т. е. синусоида, пилообразные импульсы, прямоугольные импульсы, единичные выбросы и т. д.
  • Длительность импульса или ширина. Обозначается в мс или мкс.

Характеристики неисправного обследуемого оборудования всегда отличаются от тех, что указаны в заводском паспорте. Именно эта особенность электрических сигналов позволяет быстро диагностировать неполадку, используя осциллограф.

1Установка и пайка радиоэлектронных компонентов

Продаётся набор DSO138 вот в таком виде (купить можно тут). В набор входит собственно печатная плата с установленными на ней SMD компонентами (есть также разновидность набора, где SMD компоненты не установлены), плата с ЖК дисплеем, пакетик с комплектующими, кабель с BNC разъёмом и «крокодилами», а также инструкция по сборке и инструкция по настройке на английском языке.


Набор для самостоятельной сборки DSO138

Распаковав набор, приступаем к монтажу радиоэлементов на печатной плате. Будем двигаться строго по инструкции и соблюдать предложенную изготовителем последовательность пайки. Для удобства сборки осциллографа сначала пайке подлежат самые низкие компоненты, затем более высокие.

Первым делом производится пайка резисторов. Их тут много, и много номиналов. Пайка ведётся обычным образом: формуете выводы, вставляете в отверстия, покрываете флюсом, разогреваете, паяете. Будьте внимательны и аккуратны при проведении пайки.


Монтаж резисторов на плату цифрового осциллографа DSO138

Следующий шаг – пайка трёх дросселей и двух диодов. Дроссели одинаковые, а вот диоды – разные, но в одинаковых корпусах. Кроме того, диоды имеют полярность. На шелкографии платы «минус» (катод) обозначен белой чертой, как и на корпусе самих диодов. Так что соблюдайте внимательность.


Монтаж дросселей и диодов на плату цифрового осциллографа DSO138

Далее припаиваем кварцевый резонатор на 8 МГц. Полярность не важна.


Монтаж кварцевого резонатора на плату цифрового осциллографа DSO138

Следующим паяем разъём mini-USB на плату и пять тактовых кнопок. И разъём, и кнопки имеют специфические размеры корпуса и выводов, так что перепутать ничего невозможно.


Монтаж USB разъёма и тактовых кнопок на плату цифрового осциллографа DSO138

Далее нам предстоит пайка конденсаторов. Их много, и номиналов много. Все они неполярные, и паяются легко. Не забудьте о формовке выводов, прежде чем вставлять ножки в отверстия под пайку.


Монтаж конденсаторов на плату цифрового осциллографа DSO138

Следующим делом припаяем светодиод. Длинный вывод – это анод, «плюс». Для него предназначено отверстие с квадратной контактной площадкой.


Монтаж светодиода на плату цифрового осциллографа DSO138

Теперь очередь штыревого белого разъёма для питания. Ставим его открытой частью по направлению от центра платы.


Монтаж разъёма питания на плату цифрового осциллографа DSO138

Устанавливаем на плату 2 транзистора и 2 регулятора напряжения. Они все разных типов, но в одинаковых корпусах. Будьте внимательны при установке их на плату осциллографа. Формуйте выводы перед установкой и не перегревайте их паяльником.


Монтаж транзисторов и регуляторов напряжения на плату цифрового осциллографа DSO138

Устанавливаем два переменных конденсатора.


Монтаж переменных ёмкостей на плату цифрового осциллографа DSO138

Монтируем большую катушку индуктивности для фильтра питания.


Монтаж катушки индуктивности на плату цифрового осциллографа DSO138

Далее устанавливаем 6 электролитических конденсаторов. При установке важно соблюдать полярность. Более длинный вывод – это «плюс». Он устанавливается в отверстие с квадратной площадкой под пайку.


Монтаж электролитических конденсаторов на плату цифрового осциллографа DSO138

Ставим на плату осциллографа DSO138 разъём для питания. Он имеет широкие довольно толстые выводы, его нужно хорошо пропаять.


Монтаж разъёма питания на плату цифрового осциллографа DSO138

Далее – пайка штыревых разъёмов и соответствующих колодок на плату осциллографа DSO138.


Монтаж штыревых разъёмов на плату цифрового осциллографа DSO138

Устанавливаем три подвижных переключателя SW1, SW2

и
SW3
. Затем монтируем BNC разъём. Его корпус из толстого слоя металла, и трудно поддаётся пайке. Тем не менее, нужно очень хорошо его припаять к контактным площадкам. Это разъём часто будет подвергаться механической нагрузке, и его пайка должна быть очень качественной. Хорошо прогревайте толстые выводы его корпуса.


Монтаж разъёма BNC на плату цифрового осциллографа DSO138
Теперь припаяем петлю из проволоки толщиной 0,5 мм в отверстия разъёма J2

. Это будет контакт для выхода сигнала самотестирования осциллографа.

После этого закоротим с помощью паяльника и припоя контакты перемычки JP3


Делаем петлю для самотестирования на плате цифрового осциллографа DSO138
Займёмся платой TFT LCD экрана. Нужно припаять 3 штыревых разъёма с нижней части платы. Два маленьких разъёма по два пина и один двухрядный 40-пиновый.

Мы почти закончили пайку. Но не спешите убирать паяльник, он нам ещё ненадолго понадобится.


Монтаж разъёмов на плату ЖК экрана цифрового осциллографа DSO138

Теперь желательно промыть плату ацетоном, бензином или каким-либо другим способом очистить от следов флюса.

Промытой плате нужно дать хорошо просохнуть. Это очень важно! Влаги на плате не должно остаться совершенно.

После этого подключим источник питания к плате и замерим напряжение между землёй и точкой TP22

. Если напряжение примерно равно 3,3 вольтам, значит вы всё хорошо спаяли, поздравляю! Сейчас нужно отключить источник питания и закоротить припоем контакты перемычки
JP4
.


Измеряем напряжение в точке TP22 цифрового осциллографа DSO138
Сейчас можно подключить к осциллографу ЖК дисплей, совместив его штыревые выводы с колодками на печатной плате осциллографа.


Первое включение цифрового осциллографа DSO138

7Технические характеристикиосциллографа DSO138

Технические данные осциллографа DSO138, взятые из официального паспорта.

Исторический факт

Изначально, электрические колебательные процессы фиксировались в бумажном варианте, и вы не поверите, вручную. Впервые автоматизировать процесс решил Жюль Франсуа Жубер (1880 год). Именно он определил, что регистрировать сигнал необходимо пошагово. Метод Жубера развили и усовершенствовали русский физик Колли и француз Блондель, соответственно, в 1885 и 1893 годах. Первые осциллографы имели большую инерцию, которая не позволяла фиксировать быстрые процессы. Данный недостаток устранил Уильям Дадделл, создавший осциллограф светолучевой, в котором измерительным элементом служило зеркальце, а показания производились на специальную пластину, чувствительную к свету. Вершина развития метода – это многоканальный ленточный осциллограф. 1899 год – И. Зеннек добавляет к устройству горизонтальную развертку, которая и делает аппарат более соответствующим современному осциллографу.

3Калибровкаосциллографа DSO138

Теперь откалибруем осциллограф. Подключите красный щуп пробника к петле сигнала самотестирования, а чёрный оставьте неподключённым. Переключатель SEN1

поставьте в положение «0.1V»,
SEN2
в положение «X5», а
CPL
– в положение «AC» или «DC». С помощью тактовой кнопки
SEL
переместите курсор на метку времени, а кнопками и выставьте время «0.2ms», как на иллюстрации. На осциллограмме должен быть виден красивый меандр. Если края импульсов закругляются или имеют резкие острые пики по краям, нужно, поворачивая отвёрткой конденсатор
C4
, добиться того, чтобы импульсы сигнала стали максимально близкими к прямоугольным.


Калибровка цифрового осциллографа DSO138
Теперь переключатель SEN1

поставим в положение «1V»,
SEN2
– в положение «X1». Остальные настройки оставим прежними. Аналогично предыдущему пункту, если сигнал далёк от прямоугольного, то подкорректируем его с помощью регулировки конденсатора
C6
.


Калибровка цифрового осциллографа DSO138
На этом настройка осциллографа DSO138 закончена. Давайте проверим его в боевых условиях. Подключим щупы осциллографа к работающей электрической схеме и посмотрим сигнал.


Осциллограф DSO138 в работе

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *