آموزش کار با اسیلوسکوپ

آموزش کار با اسیلوسکوپ

معرفی
آیا تا به حال به عیب یابی یک مدار برخورد کرده اید که به اطلاعاتی بیشتر از یک مولتی متر ساده نیاز داشته باشید؟ اگر نیاز به اطلاعاتی مانند فرکانس ، نویز ، دامنه یا هر ویژگی دیگری دارید که ممکن است در طول زمان تغییر کند ، به یک اسیلوسکوپ نیاز دارید!

اسیلوسکوپ یک ابزار مهم در آزمایشگاه هر مهندس برق است. این دستگاه به شما امکان می دهند سیگنال های الکتریکی را در طول زمان تغییر دهید ، که در تشخیص اینکه چرا مدار تایمر 555 شما به طور صحیح چشمک نمی زند و سایر کارها بسیار مهم است.
ما از Gratten GA1102CAL یک اسیلوسکوپ دیجیتالی ، به عنوان مبنایی برای بحث دامنه خود استفاده خواهیم کرد. سایر اسیلوسکوپ ها ممکن است متفاوت به نظر برسند ، اما همه آنها باید مجموعه ای مشابه از مکانیسم های کنترل و رابط را به اشتراک بگذارند.

تعریف اسیلوسکوپ

هدف اصلی یک اسیلوسکوپ ترسیم سیگنال الکتریکی است که در طول زمان متفاوت است. بیشتر دامنه ها یک نمودار دو بعدی با زمان در محور x و ولتاژ در محور y ایجاد می کنند. ما در مقاله ای دیگر به اینکه ( اسیلوسکوپ چیست ) اشاره نموه ایم :

کار با اسیلوسکوپ

تنوع بی نهایت سیگنال ها به این معناست که شما هرگز با یک اسیلوسکوپ ، دو بار به یک روش کار نمی کنید. اما برخی از مراحل وجود دارد که می توانید تقریباً در هر بار آزمایش یک مدار روی آنها حساب کنید. در این صفحه ما یک سیگنال نمونه و مراحل مورد نیاز برای اندازه گیری آن را نشان می دهیم.

انتخاب و راه اندازی پروب

ابتدا باید یک پروب را انتخاب کنید. برای اکثر سیگنال ها ، پراب ساده منفعل که شامل محدوده شما می شود ، کاملاً خوب کار می کند.

بعد ، قبل از اتصال آن به محدوده خود ، تضعیف را روی پروب خود قرار دهید. – 10X رایج ترین عامل تضعیف- معمولاً بهترین انتخاب است. ولی اگر یک سیگنال ولتاژ بسیار پایین را اندازه گیری می کنید ، ممکن است لازم باشد از 1X استفاده کنید.

پراب را وصل کرده و اسیلوسکوپ را روشن کنید

پروب خود را به اولین کانال محدوده خود وصل کنید و آن را روشن کنید. در اینجا کمی صبر داشته باشید ، راه اندازی برخی از محدوده ها به اندازه یک کامپیوتر قدیمی طول می کشد.

وقتی دستگاه اسیلوسکوپ بالا می آید ، باید تقسیمات ، اندازه و یک خط صاف و پر نویز از شکل موج را مشاهده کنید.

صفحه همچنین باید مقادیر تنظیم شده قبلی را برای زمان و ولت بر div نشان دهد. در حال حاضر با نادیده گرفتن این اندازه ها ، این تنظیمات را انجام دهید تا محدوده خود را در یک تنظیم استاندارد قرار دهید:

1- کانال 1 را روشن و کانال 2 را خاموش کنید.
2- اتصال کانال 1 را به DC متصل کنید.
3- منبع ماشه را روی کانال 1 تنظیم کنید – بدون منبع خارجی یا راه اندازی کانال متناوب.
4- نوع ماشه را روی لبه رو به بالا و حالت ماشه را روی خودکار تنظیم کنید (برخلاف تک).
5- مطمئن شوید که تضعیف پروب در محدوده شما با تنظیمات پروب شما مطابقت دارد.
* برای کمک به انجام این تنظیمات ، از دفترچه راهنمای دستگاه خود استفاده کنید.

تست پراب

ابتدا کانال را به یک سیگنال معنی دار متصل می کنیم. اکثر محدوده ها دارای یک ژنراتور فرکانس داخلی هستند که یک موج قابل اطمینان و فرکانس ساطع می کند – در این مدلی که در مقاله انتخاب شده GA1102CAL خروجی موج مربع 1 کیلوهرتز در سمت راست پایین صفحه جلویی وجود دارد. خروجی ژنراتور فرکانس دارای دو رسانای جداگانه است – یکی برای سیگنال و دیگری برای زمین. گیره زمین پراب خود را به زمین و نوک پروب را به خروجی سیگنال وصل کنید.

به محض اتصال هر دو قسمت پراب ، باید ببینید سیگنالی در اطراف صفحه نمایش شما شروع به حرکت می کند. سعی کنید با دکمه های افقی و عمودی سیستم مانور دهید تا شکل موج را در اطراف صفحه مانور دهید. چرخاندن دکمه ها در جهت عقربه های ساعت ، شکل موج شما را “بزرگنمایی” می کند و در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت نیز کوچک نمایی می کند. همچنین می توانید از دکمه موقعیت (position) برای پیدا کردن شکل موج خود استفاده کنید.

اگر موج شما هنوز ناپایدار است ، دکمه موقعیت (position) را بچرخانید. مطمئن شوید که تریگر بالاتر از بلندترین قله شکل موج شما نباشد. به طور پیش فرض ، نوع تریگر باید روی لبه تنظیم شود ، که معمولاً برای امواج مربعی مانند این انتخاب خوبی است.

سعی کنید به اندازه کافی با دکمه ها دست و پنجه نرم کنید تا یک دوره از موج خود را روی صفحه نمایش دهید.

یا برای بزرگنمایی در مقیاس زمانی سعی کنید ده ها شکل موج مربع را نشان دهید.

جبران یک پروب تضعیف شده

اگر پروب شما روی 10X تنظیم شده است و مانند شکل بالا شکل موج کاملاً مربع ندارید ، ممکن است لازم باشد پروب خود را جبران کنید. بیشتر پروب ها دارای یک سر پیچ ، پیچ خورده هستند که می توانید آن را بچرخانید تا ظرفیت شنت پروب تنظیم شود.

سعی کنید از یک پیچ گوشتی کوچک برای چرخاندن آن استفاده کنید و ببینید چه اتفاقی برای شکل موج می افتد.

سر چرخشی پراب را روی دسته پروب تنظیم کنید تا یک موج مربعی لبه مستقیم داشته باشید. جبران پراب تنها در صورتی ضروری است که پروب شما ضعیف شده باشد (به عنوان مثال 10X) ، در این حالت بسیار مهم است (به ویژه اگر نمی دانید چه کسی آخرین بار از محدوده شما استفاده کرده است!).

بررسی نکات مهم، راه اندازی و مقیاس بندی

هنگامی که پروب خود را جبران کردید ، زمان اندازه گیری یک سیگنال واقعی است!
اولین نکته برای بررسی سیگنال ، یافتن یک نقطه اتصال محکم و قابل اعتماد است. گیره زمین خود را به یک زمین شناخته شده محکم کنید ، گاهی اوقات ممکن است مجبور شوید از یک سیم کوچک بین گیره زمین و نقطه اتصال مدار خود استفاده کنید. سپس نوک پروب خود را به سیگنال مورد آزمایش وصل کنید. انواع مختلفی از پراب وجود دارند-گیره فنری ، نقطه ریز ، قلاب و غیره- سعی کنید مناسب ترین پراب را پیدا کنید که نیازی به نگه داشتن آن در تمام مدت نداشته باشد.

هشدار !!!

هنگام بررسی مدار غیر ایزوله (مثلاً از باتری یا از منبع تغذیه جدا شده استفاده نکنید) مراقب باشید که گیره زمین خود را در کجا قرار می دهید. هنگام بررسی مدار که به سیم اصلی متصل شده است ، اطمینان حاصل کنید که گیره زمین خود را به طرف مدار متصل به زمین اصلی وصل کنید. این تقریباً همیشه قسمت منفی/زمین مدار است ، اما گاهی اوقات می تواند نقطه دیگری باشد. اگر نقطه ای که گیره زمین به آن متصل است دارای اختلاف ولتاژ بالقوه است و یک اتصال مستقیم ایجاد می کنید می تواند به مدار شما ، اسیلوسکوپ و احتمالاً خودتان آسیب برساند! برای ایمنی بیشتر هنگام آزمایش مدارهای متصل به شبکه ، آن را از طریق ترانسفورماتور جدا کننده به برق وصل کنید.

هنگامی که سیگنال شما روی صفحه نمایش است ، ممکن است بخواهید با تنظیم مقیاس های افقی و عمودی در سیگنال سینوسی خود را شروع کنید. اگر در حال بررسی موج مربعی 5 ولت 1 کیلوهرتز هستید ، احتمالاً volts/div را در حدود 0.5-1 ولت می خواهید و seconds/div را در حدود 100 میکرومتر تنظیم می کنید (14 بخش حدود یک و نیم دوره را نشان می دهد).

اگر قسمتی از موج شما در حال بالا یا پایین شدن صفحه است ، می توانید موقعیت عمودی را تنظیم کنید تا آن را به بالا یا پایین حرکت دهید. اگر سیگنال شما کاملاً DC است ، ممکن است بخواهید سطح 0V را در پایین صفحه نمایش خود تنظیم کنید.

هنگامی که مقیاس ها به صورت سینوسی در می آیند ، ممکن است شکل موج شما نیاز به کمی تحریک داشته باشد. راه اندازی لبه – جایی که محدوده سعی می کند اسکن خود را شروع کند هنگامی که افزایش ولتاژ (یا کاهش) را از نقطه تعیین شده مشاهده می کند – ساده ترین نوع استفاده است. با استفاده از یک تریگر لبه ، سعی کنید سطح تریگر را روی نقطه ای از شکل موج خود قرار دهید که فقط یک بار در هر دوره یک لبه رو به بالا را مشاهده کند.

اکنون فقط مقیاس ، موقعیت ، تریگر و تکرار را دارید تا دقیقاً به آنچه نیاز دارید برسید.

دوباره اندازه گیری کنید ، یکبار برش دهید

با یک سیگنال گسترده ، فعال و مقیاس پذیر ، زمان اندازه گیری گذرا ، دوره ها و سایر خواص شکل موج فرا می رسد. برخی از محدوده ها ابزارهای اندازه گیری بیشتری نسبت به سایرین دارند ، اما همه آنها حداقل دارای تقسیماتی هستند که از آنها می توانید حداقل دامنه و فرکانس را برآورد کنید.

بسیاری از محدوده ها انواع ابزارهای اندازه گیری خودکار را پشتیبانی می کنند ، حتی ممکن است دائماً مرتبط ترین اطلاعات مانند فرکانس را نمایش دهند. برای استفاده بیشتر از محدوده خود ، می خواهید تمام توابع اندازه گیری که پشتیبانی می کند را بررسی کنید. اکثر محدوده ها فرکانس ، دامنه ، چرخه کار ، میانگین ولتاژ و انواع دیگر ویژگی های موج را به صورت خودکار برای شما محاسبه می کنند.

استفاده از ابزارهای اندازه گیری محدوده برای یافتن VPP ، VMax ، فرکانس ، دوره و چرخه کار.

سومین ابزار اندازه گیری که بسیاری از محدوده ها ارائه می دهند مکان نما (cursors) است. مکان نما ها روی صفحه ، نشانگرهای متحرکی هستند که می توانند در محور زمان یا ولتاژ قرار گیرند. مکان نما معمولاً دو جفت است ، بنابراین می توانید تفاوت بین آنها را اندازه گیری کنید.

اندازه گیری شکل موج مربعی با مکان نما.

هنگامی که مقدار مورد نظر خود را اندازه گیری کردید ، می توانید تنظیمات خود را در مدار انجام دهید و مقدار بیشتری را اندازه گیری کنید! برخی از محدوده ها همچنین از ذخیره ، چاپ یا ذخیره شکل موج پشتیبانی می کنند ، بنابراین می توانید آن را به ذخیره کنید و زمان های که به آن نیاز دارید از آن استفاده کنید.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آنچه دامنه شما می تواند انجام دهد ، از دفترچه راهنمای دستگاه استفاده کنید!