Осциллограф. Основы эксплуатации

Осциллограф - прибор, используемый  для наблюдения формы сигнала напряжения. Думаю,ни для кого не секрет, что у меня на столе залежался еще старенький венгерский осцилл. Купил я его как то еще на форуме у одного мужичка, с тех пор он мне служит верой и правдой.

Ну вот,  настал тот день и час, когда нужно показать как он работает моим дорогим читателям :-).  До сих пор самыми надежными и точными осциллами считаются аналоговые осциллы с электронно-лучевой трубкой. Сколько не хвалят цифровые осциллографы, но нет милее и точнее простого аналогового.  Осцилл состоит, как я уже сказал, из электронно-лучевой трубки (тот же самый кинескоп вашего ТВ, у кого они еще, конечно, есть), различных крутилок, а также из щупа

Если у мультиметра щуп состоит из простого провода, то щуп осцилла состоит кабеля. А в кабеле два провода-щупа, которые в конце разветвляются. Этот кабель способен измерять восокочастотные напряжения без помех. Пипочка посередине - это сигнальный щуп, а экран - это щуп масса или земля. Электронщики по разному его называют, но я привык так. На конце щупа зажим белый крокодильчик - это земля, а сигнальный - с иголочкой.

Подключаем кабель в разъем, у меня их два, на разных осциллах их может быть разное количество. Это зависит от крутизны осцилла. Так вот, подключаем, запускаем осцилл кнопочкой "Пуск", даем прогрется, ловим линию, и с помощью крутилок выставляем ее посередине. Крутилки на моем осцилле с белым кружочком наверху. А снизу этих крутилок на той же оське щелкунчики. Слева с белым кружочком крутилка по Х координате и щелкунчик по временной развертке, справа крутилки по У координате и щелкунчик по амплитуде напряжения. Осциллограф показывает напряжение во времени.

Бывает ситуация, когда надо определить сигнальный провод, для этого берем один из проводов, касаемся пальцем и смотрим на дисплей осцилла. Если сигнал не исказился - это земля. Если исказился - это сигнальный. На фото ниже  пример  определения сигнального провода.

Осциллографом мы можем измерять  только форму напряжения, ток измерять напрямую не можем! Если только косвенно, используя Закон Ома. Для того, чтобы измерить величину напряжения постоянного тока, нам понадобиться источник постоянного напряжения. Это может быть простая батарейка или блок питания. В моем случае - это Блок питания.  Для наглядности выставляем 1 Вольт.

Единица измерения осцилла - сторона квадратика на дисплее. Для того, чтобы измерять в масштабе 1:1, мы ставим щелкунчик по У на 1.

Цепляемся землей на "минус" блока питания, сигнальным  на "плюс" блока питания. Видим  такю картину:

 Линия сдвинулась вверх на 1 квадратик. Это значит, что во  времени сигнал с блока питания все время 1 Вольт.

А как же измерить сигналы, которые скажем 100 Вольт? Для этого и придуман щелкунчик  по У :-). Оставляем на блоке питания 1 Вольт и  щелкаем на риску "2".

Что это значит? Это значит, что полученный сигнал на дисплее осцилла надо тупо умножить на 2. 

А вот и сигнал на дисплее осцилла:

На осцилле мы видим значение по У=0,5. Умножаем это значение на то, которое на риске осцилла и получаем искомое значение. То есть 2х0,5=1 Вольт.

А вот такой будет сигнал, если мы поставим щелкунчик на 5.               5х0,2=1 Вольт.

Как мы видим, с этой задачей может справиться обыкновенный Мультиметр.

Если же прикладываем щупы наоборот, то ничего страшного не происходит.  Например, выставляем 2 Вольта на блоке питания. Земля осцилла к "плюсу" блока, а сигнальный к "минусу" блока  - то есть все подцеплено наоборот. Линия у нас просто ушла  вниз, но от этого ничего не меняется. 2 Вольта как есть , так и осталось.

А вот для практики, как я уже говорил, требуется знать форму сигнала. В элетронике используются на 90 % периодические сигналы. Это значит, что они повторяются через какой-то промежуток времени. Очень часто нужно узнать период и частоту переменного сигнала. Для этого и используется наш электронно-лучевой приборчик.

Для того, чтобы не спалить осцилл, я взял трансформатор. Благодаря хорошему трансу, на выходе у меня амплитуда напряжения (это значит от нуля и до самого верхнего или нижнего пика) в пределах 1,5 Вольта, а заходит в транс напруга  220 Вольт.

Цепляемся ко вторичной обмотке транса  щупами осцилла и выводим показания на дисплей.

Какая то хреновая синусоида. В идеале нам должна доставляться в розетки чистая синусоида. Россия, что ж еще сказать))). Ну и ладно. Думаю в  Ваш  дом в розетку идет  синусоида  почище моей :-).  В периодическом сигнале нам важны такие параметры, как частота сигнала и его форма. Поэтому, чтобы определить частоту, мы должны знать период. T - период, V - частота. Они взаимосвязаны.

Определим период сигнала. Период -  это время, через которое сигнал опять повторяется. Проще измерять от пика до пика.

Считаем сторны квадратиков  по Х. Я насчитал 4 стороны квадратика, а Вы?.

Далее смотрим на крутилку, по Х, которая у нас отвечает за временную развертку. Риска стоит на 5. Сверху написна цена этого деления  - msec/div . То есть получается 5 миллисекунд на одну сторону квадратика.

Милли - это тысяча. Следовательно 0,005 сек. Это значение умножаем на наши сосчитанные стороны квадратов. 0,005х4=0,02. То сть один период у нас длится 0,02 сек или 20 милисекунд. Зная период, находим по формуле выше частоту сигнала. V= 1/0,02=50 Гц. Частота напряжения в нашей розетке 50 Гц, что и требовалось доказать.

В настоящее время я себе купил уже цифровой осциллограф

С ним работать одно удовольствие, поэтому тот электронно-лучевой  унес на работу. Подробнее про цифровой осцил вы можете прочитать ниже по ссылке.

Читайте также