Oscyloskopy

Do monitorowania działania i naprawy nowoczesnych urządzeń niezbędny jest specjalistyczny sprzęt. Inżynierowie używają oscyloskopu. Jest to urządzenie, które przetwarza sygnały prądu elektrycznego (głównie napięcia) na określone wartości, wykresy i wyświetla je na ekranie. Wyświetla ono amplitudę i czasowe wskaźniki energii elektrycznej.

Dla kogo są oscyloskopy?

Oscyloskop jest obecnie podstawowym narzędziem inżynierów elektroników do testowania różnych urządzeń. Jest również niezastąpiony w eksperymentach laboratoryjnych z zakresu elektryki i fizyki.

Ogólna charakterystyka urządzeń

Konstrukcja oscyloskopów może się nieznacznie różnić w zależności od modelu i producenta, ale zasada budowy i działania jest uniwersalna dla wszystkich. Urządzenia są cyfrowe i analogowe (wyświetlające wyniki w czasie rzeczywistym). Obecnie najczęściej używane są modele cyfrowe.

Oscyloskop składa się zazwyczaj z następujących bloków:

• kształtownik sygnału wejściowego;
• transformator;
• jednostka pamięci do akwizycji danych;
• blokada spustowa;
• podstawowa jednostka czasu;
• jednostka wyświetlająca.

Nowoczesne oscyloskopy cyfrowe wyglądają podobnie. Mogą różnić się konstrukcją i funkcjonalnością. Na rynku dostępnych jest wiele różnych modeli, ale większość modeli oscyloskopów posiada pewne podstawowe funkcje. Panel przedni urządzenia składa się z kilku głównych sekcji:
wejścia kanałowe;

• wyświetlacz wyświetlający zmieniające się w czasie sygnały elektryczne w dwóch wymiarach;
• uchwyty do regulacji pionowej i poziomej;
• pokrętła regulacji poziomu początkowego.

Jeżeli oscyloskop nie ma zainstalowanego systemu operacyjnego umożliwiającego połączenie z komputerami z systemem Microsoft Windows, zazwyczaj posiada zestaw klawiszy służących do sterowania menu ekranowym.

Zasada działania oscyloskopu

To narzędzie pokazuje dynamikę sygnałów elektrycznych w miarę ich zmian w czasie. Wykres przedstawia napięcie elektryczne wzdłuż osi Y (pionowej) i czas wzdłuż osi X (poziomej). Ten wykres napięcia w funkcji prądu jest czasami nazywany „falą” i często służy do reprezentacji sygnału wejściowego.
Dzięki temu na wyświetlaczu oscyloskopu można monitorować ogólną charakterystykę dynamiki, aktualizując w sposób ciągły lub dynamiczny skonstruowany przebieg.

Parametry podstawowe

Poniżej przedstawiono najważniejsze parametry, na które należy zwrócić uwagę przy zakupie oscyloskopu.

Przepustowość

Szerokość pasma jest istotną cechą. Wskazuje ona częstotliwość, przy której amplituda toru przetwarzania spada o 3 dB. Optymalnie, charakterystyka częstotliwościowa dla sygnałów cyfrowych powinna być co najmniej pięciokrotnie większa od maksymalnej charakterystyki częstotliwościowej w badanym obwodzie. W przypadku sygnałów analogowych wartość ta zmniejsza się do trzykrotnie.

Częstotliwość próbkowania

Aby zapobiec aliasingowi (zniekształceniu sygnału spowodowanemu konwersją), próbkowany sygnał powinien być ograniczony do połowy częstotliwości próbkowania.

Pojemność pamięci

Jeśli głównym celem urządzenia jest śledzenie krótkich lub bardzo szybkich sygnałów, wystarczająca będzie wysoka częstotliwość próbkowania i dość szerokie pasmo. Jeśli jednak sygnał musi być obserwowany przez długi czas i występują w nim krótkotrwałe zakłócenia w postaci skoków lub spadków napięcia, lepiej jest dysponować dużą pamięcią do przechowywania odczytów.
To ustawienie można przełączać lub uruchamiać automatycznie.

Częstotliwość odświeżania sygnału

Aby zwiększyć szanse na wykrycie bardzo krótkich zdarzeń, takich jak zakłócenia sygnału, przebiegi muszą być aktualizowane częściej. Dlatego ważnym parametrem przy zakupie oscyloskopu jest częstotliwość odświeżania sygnału. Im wyższa, tym lepsza jakość wykresów, na których można dostrzec więcej niuansów.

Metody uruchamiania

Ten punkt wskazuje stan, który uruchamia nagrywanie sygnału. Pozwala to na jednoczesne zbieranie kolejnych fragmentów.
Oscyloskop może mieć następujące wyzwalacze startowe:

• przód sygnału;
• szerokość impulsu;
• tempo wzrostu;
• sygnał wideo.

Liczba kanałów pomiarowych

Ten parametr określa, ile sygnałów można jednocześnie monitorować i porównywać ze sobą. Wraz ze wzrostem złożoności układów elektronicznych rosną również wymagania w tym zakresie. Dlatego oscyloskopy 2- lub 4-kanałowe są obecnie standardem. Takie modele można kupić w naszym sklepie internetowym Radio-Shop w przystępnych cenach. Aby dowiedzieć się, ile kosztuje urządzenie i jak wybrać odpowiednie, skontaktuj się z naszymi menedżerami pod wskazanymi numerami telefonów lub napisz na czacie online na dole strony.

Przegląd różnych typów oscyloskopów

Cyfrowe oscyloskopy pamięciowe (DSO)

DSO to najpopularniejszy typ oscyloskopu. Powstał w wyniku modyfikacji oscyloskopu analogowego. Przetwarza sygnał analogowy na przebieg cyfrowy wymagany do wyświetlenia.

Sygnał mieszany (MSO/MDO)

MSO łączy funkcje oscyloskopu cyfrowego (DSO) i analizatora logicznego. Zazwyczaj urządzenie posiada kombinację od 2 do 4 kanałów analogowych lub ponad 10 kanałów cyfrowych. MDO umożliwia odczyt sygnałów zarówno w dziedzinie częstotliwości, jak i czasu. MDO będzie potrzebne, jeśli bieżące zadania wymagają odbioru sygnałów cyfrowych, zsynchronizowanych sygnałów analogowych lub zdekodowanych protokołów szeregowych. Zazwyczaj do debugowania wykorzystywanych jest do 15 kanałów.

Przenośny

Przenośne oscyloskopy przenośne są przydatne podczas pracy w terenie lub z ciężkim sprzętem. Takie urządzenie jest niedrogie. Powinny je kupić specjaliści, którzy muszą zabierać oscyloskop w podróż.

Komputer

Taki oscyloskop podłącza się do komputera PC lub laptopa. Pojemność pamięci do przechowywania danych jest ograniczona jedynie możliwościami komputera. Oprogramowanie zazwyczaj jest dołączone do zakupionego oscyloskopu, ale można go używać z innym oprogramowaniem. Te wydajne urządzenia często przewyższają oscyloskopy cyfrowe (DSO), ale niektórzy rzemieślnicy wolą ustawiać parametry za pomocą pokrętła obok ekranu, niż wpisywać je na laptopie.
Oscyloskop podłączony do komputera służy do pomiaru działania urządzeń elektronicznych w samochodzie. Często sygnały zmieniają się zbyt szybko, aby można je było zmierzyć multimetrem.

Analog

Oscyloskop analogowy działa poprzez śledzenie parametrów elektrycznych w czasie rzeczywistym. Jeśli urządzenie jest potrzebne do pracy ze sprzętem audio lub wideo, dobry oscyloskop analogowy jest jeszcze dokładniejszy niż oscyloskop cyfrowy (DSO) w tym samym przedziale cenowym.
Sygnały modulowane najlepiej oglądać na oscyloskopie analogowym, który dobrze radzi sobie również z sygnałami cyfrowymi. Jednak w przypadku szybkich sygnałów cyfrowych ograniczenia modelu analogowego stają się oczywiste – w takiej sytuacji lepiej skonsultować się z oscyloskopem analogowym (DSO).

Zasady wyboru dobrego urządzenia do pracy

Zakup oscyloskopu może być trudnym zadaniem. Przede wszystkim znajdź zaufany sklep, w którym kupisz oscyloskop. Nasz sklep internetowy Radio-Shop oferuje wysokiej jakości oscyloskop w rozsądnej cenie.
Aby ułatwić Ci wybór, skorzystaj z prostego, trzyetapowego procesu, który pomoże Ci znaleźć odpowiedni produkt do danego zadania:

• Opisz swoje potrzeby i wymagane specyfikacje.
• Zastosuj „Zasadę 5x”, aby ograniczyć asortyment produktów.
• Porównaj pozostałe produkty korzystając ze specyfikacji i kryteriów z kroku pierwszego.

Opcja użytkowania

Zastanów się, dlaczego potrzebujesz oscyloskopu i wypisz wszystkie możliwe zastosowania. Przewiduj, dokąd zmierzają Twoje projekty i czy w przyszłości urządzenie będzie miało inne zastosowania.
Odpowiedz na kilka podstawowych pytań:

• Czy zamierzasz używać urządzenia w jednym miejscu, czy będziesz je często przenosić?
• Ile kanałów wejściowych jest potrzebnych? Używając 2-4 kanałów, można monitorować i porównywać synchronizację sygnałów. Jednak do debugowania systemu cyfrowego potrzebnych jest 8-16 kanałów.
• Jak długi jest potrzebny rekord? Stabilna fala sinusoidalna wymaga zaledwie około 500 pikseli, a podstawowy oscyloskop rejestruje około 2000 pikseli. Jednak, aby wyeliminować anomalie czasowe w heterogenicznym strumieniu danych, może być wymagany rekord składający się z 1 miliona punktów.
• Jakie narzędzia nawigacyjne i analityczne są Ci potrzebne? Powiększanie, zaznaczanie, odtwarzanie, przesuwanie, pauzowanie oraz proste i zaawansowane funkcje wyszukiwania to tylko niektóre z dostępnych opcji.
• Jakich ustawień automatycznego pomiaru używasz?
• Czy chciałbyś mieć możliwość podłączenia oscyloskopu do komputera?
• Czy potrzebujesz opcji takich jak łączność internetowa, drukowanie lub udostępnianie plików?
• Czy urządzenie powinno obsługiwać oprogramowanie analityczne firm trzecich?
• Czy wymagane jest połączenie z Internetem?

Zasada 5x

Zasada 5× pomaga określić niezbędne wskaźniki w następujących obszarach:
Pasmo przepustowe. Wraz z sondą musi być co najmniej 5 razy większe od największej szerokości pasma przepustowego, aby uzyskać wyniki z błędem pomiaru równym lub mniejszym niż +/-2%.
Częstotliwość próbkowania. Idealnie powinna być pięciokrotnie wyższa od najwyższej częstotliwości w obwodzie. Im wyższa ta wartość, tym mniej informacji zostanie utraconych podczas tworzenia wykresu. Jeśli chcesz obserwować wolno zmieniające się sygnały przez długi okres czasu, wystarczy niska częstotliwość próbkowania.

Inne kryteria

Zapoznaj się z ogólnymi kryteriami oscyloskopu wymienionymi w kroku 1. Zastanów się, które z nich są dla Ciebie najważniejsze. Upewnij się, że interfejs oscyloskopu jest wyświetlany w języku, który jest dla Ciebie zrozumiały, i że jest on ogólnie wygodny.
Niezależnie od tego, który oscyloskop wybierzesz, nasz sklep internetowy jest gotowy zorganizować dostawę na terenie całej Ukrainy: Odessa, Kijów, Charków, Dniepropietrowsk, Lwów, Użhorod i inne miasta.

Dodatkowe pomiary wykonywane oscyloskopem

Urządzenie może nie tylko wyświetlać zmiany napięcia w czasie. Posiada wiele wejść, zwanych kanałami. Wszystkie działają niezależnie. Operator może powiązać kanał 1 z konkretnym urządzeniem, a kanał 2 z innym. Oscyloskop cyfrowy wyświetla napięcie zmierzone przez kanał 1 w porównaniu z napięciem kanału 2. Ten sposób działania nazywa się „trybem XY”.
Jest to przydatne podczas tworzenia wykresów wejścia/wyjścia lub krzywych Lissage'a, gdzie kształt tych wzorów określa częstotliwość pomiędzy dwoma sygnałami i różnicę faz.
Jeśli wyobrazisz sobie wszystko, co można zmierzyć oscyloskopem, jako listę, otrzymasz dwie takie rzeczy.
15 parametrów napięcia, które można zmierzyć oscyloskopem:

1. V max – napięcie w najwyższym punkcie względem GND.
2. V min – napięcie w najniższym punkcie względem GND.
3. V high – maksymalne stabilne napięcie.
4. V Low jest napięciem najmniej stabilnym.
5. Środek – punkt środkowy między najwyższym i najniższym stabilnym napięciem.
6. Vpk-pk - Vmax minus Vmin.
7. Vamp - Vhigh minus Vlow.
8. Średnia – średnia amplituda sygnału na ekranie.
9. CycMean – średnia amplituda przebiegu na okres.
10. RMS – wartość skuteczna. Energia generowana przez sygnał prądu przemiennego podczas konwersji jest równoważna energii odpowiadającej napięciu prądu stałego.
11. CycRMS – średnia kwadratowa wartości jednego okresu.
12. OverSht – stosunek różnicy pomiędzy V max i V high.
13. PreSht – stosunek różnicy pomiędzy V min i V low.
14. Obszar – Ustawia czas i napięcie dla wszystkich punktów na ekranie.
15. CycArea – iloczyn czasu i napięcia dla wszystkich punktów w jednym okresie.

17 parametrów czasowych mierzonych za pomocą oscyloskopu:

1. Okres – czas trwania jednego powtarzającego się cyklu rozruchowego.
2. Częstotliwość jest odwrotnością okresu.
3. Czas narastania to czas, w którym amplituda fali zwiększa się od 10% do 90%.
4. Czas zaniku to czas, w którym amplituda fali zmniejsza się z 90% do 10%.
5. +Szerokość - dodatnia szerokość impulsu przy amplitudzie 50%.
6. -Szerokość - ujemna szerokość impulsu przy amplitudzie 50%.
7. +Współczynnik wypełnienia – stosunek czasu trwania impulsu dodatniego do okresu.
8. -Współczynnik wypełnienia – stosunek szerokości impulsu ujemnego do okresu.
9. Opóźniony czas wzrostu.
10. Opóźnienie czasu spadania.
11. Początkowe usuwanie krawędzi 2.
12. FRF to czas pomiędzy pierwszą narastającą krawędzią źródła 1 i pierwszą tylną krawędzią źródła 2.
13. FFR to czas pomiędzy pierwszą tylną krawędzią źródła 1 i pierwszą narastającą krawędzią tylną krawędzi źródła 2.
14. LRF to czas pomiędzy pierwszą narastającą krawędzią źródła 1 i pierwszą tylną krawędzią źródła 2.
15. LRR to czas pomiędzy ostatnią narastającą krawędzią źródła 1 i ostatnią narastającą krawędzią źródła 2.
16. LFR to czas pomiędzy ostatnią opadającą krawędzią źródła 1 i ostatnią opadającą krawędzią źródła 2.
17. LFF to czas pomiędzy ostatnią opadającą krawędzią źródła 1 i ostatnią opadającą krawędzią źródła 2.

Warunki użytkowania

Do każdego urządzenia w zestawie dołączona jest instrukcja obsługi, ponieważ różne modele oscyloskopów mogą się od siebie różnić. Niemniej jednak istnieją ogólne zasady, które sprawdzają się w przypadku większości urządzeń.

Połączenie

Oprócz przewodu zasilającego, do podłączenia testowanego systemu do kanałów 1 i 2 potrzebne są kable BNC. Kanały te są najczęściej oznaczone jako CH1 i CH2.
Po podłączeniu do dwóch kanałów można jednocześnie obserwować dwa przebiegi, np. napięcie wejściowe i wyjściowe.
Po prawidłowym podłączeniu oscyloskopu na wyświetlaczu powinna pojawić się statyczna lub dynamiczna fala sinusoidalna (linia). W tym drugim przypadku należy ustawić pokrętła tak, aby uzyskać czytelny obraz.

Ustawienia obrazu

Odczyt i pomiar wartości

Aby zmierzyć napięcie, należy ustawić wykres na samym dole za pomocą pokrętła pozycjonującego. Następnie należy dokładnie obliczyć, ile działek ma sinusoida (ważne jest, aby obliczyć to jak najdokładniej, na przykład 4). Teraz odczytaj wartość woltów/obrót, którą ustawiliśmy i pomnóż ją przez liczbę działek (jak sama nazwa wskazuje, są to wolty na sekcję, czyli 0,5 na sekcję).
Aby obliczyć okres, należy wykonać te same czynności co w przypadku napięcia, z wyjątkiem osi poziomej. Ponieważ częstotliwość jest odwrotnie proporcjonalna do okresu, można ją również obliczyć za pomocą oscyloskopu.
Oscyloskop jest przydatny, gdy chcesz szybko porównać napięcie wejściowe z napięciem wyjściowym.
Powyższa wiedza w zupełności wystarcza do wykonywania podstawowych operacji, ale to tylko podstawowe zasady obsługi oscyloskopu. Jego możliwości są znacznie szersze.

Funkcje aplikacji

Głównym celem i zadaniem oscyloskopu jest uzyskanie dokładnego wizualnego odwzorowania sygnału elektrycznego, ponieważ jego integralność ma ogromne znaczenie. Integralność sygnału odnosi się do zdolności oscyloskopu do rekonstrukcji przebiegu, tak aby dokładnie odzwierciedlał sygnał oryginalny. Oscyloskop o niewystarczającej integralności sygnału jest praktycznie bezużyteczny, ponieważ nie ma sensu testować sygnału różniącego się od sygnału oryginalnego.
Należy jednak pamiętać, że schemat sygnału widoczny na oscyloskopie podczas pracy nigdy nie jest identyczny z rzeczywistym. Nie wynika to z niskiej jakości urządzenia lub niedokładnego wyświetlania sygnałów elektrycznych. Przyczyna leży w zasadzie działania oscyloskopów, ponieważ po podłączeniu urządzenia do obwodu staje się ono jego częścią. Innymi słowy, zawsze istnieje pewien czynnik błędu. Producenci urządzeń starają się go minimalizować, ale do pewnego stopnia zawsze będzie on obecny. Ważne jest, aby to zrozumieć, aby nie szukać przyczyny w obliczeniach ani w samym urządzeniu.

Najczęściej zadawane pytania i odpowiedzi

Jak wybrać oscyloskop?

Wyboru oscyloskopu możesz dokonać samodzielnie na stronie internetowej, kierując się wskazówkami opisanymi w tym artykule, lub skontaktować się z kierownikiem sklepu Radio-Shop, który pomoże Ci dokonać wyboru.

Jaka jest zasada działania oscyloskopu?

Oscyloskop to przyrząd pomiarowy i testowy służący do wykrywania zależności między zmiennymi. Na przykład, może on wykreślić napięcie (oś y) w funkcji czasu (oś x). Jest to bardzo ważne, jeśli chcesz przetestować dane urządzenie elektroniczne i upewnić się, że działa prawidłowo.
Jeśli znasz kształt fali wyjściowej komponentu, pozostaje tylko sprawdzenie, czy komponent rzeczywiście wysyła prawidłowy sygnał. Zwróć również uwagę na to, że osie X i Y są rozdzielone siatką. To właśnie pozwala na dokonywanie pomiarów poprzez ocenę wizualną. Chociaż w urządzeniach nowej technologii większość tych pomiarów można wykonać automatycznie i najdokładniej za pomocą samego oscyloskopu, bez dodatkowych instrumentów.

Co mierzy się oscyloskopem?

Oscyloskop cyfrowy może mierzyć niemal wszystko, co wiąże się z wielkościami elektrycznymi szybko zmieniających się sygnałów. Należą do nich napięcie, częstotliwość, kąt fazowy i oczywiście najważniejszy wskaźnik – przebieg napięcia w czasie.

Jakie są rodzaje oscyloskopów?

Oscyloskopy można podzielić na 3 główne typy: analogowe, cyfrowe i analizatory kanałów mieszanych. Pierwsze wyświetlają dane w czasie rzeczywistym, drugie są bardziej zaawansowane technologicznie i nowoczesne. Trzecie łączą zalety dwóch pierwszych.

Jaki oscyloskop wybrać?

Na koniec, ale nie mniej ważne, należy zwrócić uwagę na ceny. W zależności od firmy i modelu, będą się one znacznie różnić. Równie ważnym parametrem, który należy zrozumieć, są wskaźniki niezbędne do pracy. Konsultanci Radio-Shop pomogą Ci to ustalić i dobrać urządzenie do Twoich potrzeb i możliwości. Najlepszą opcją do użytku osobistego będą urządzenia ze średniej półki cenowej.

Ile kosztuje oscyloskop?

Ze względu na złożoność procesu produkcji, oscyloskopy należą do najdroższych przyrządów pomiarowych. Jednak biorąc pod uwagę możliwości tych urządzeń, ich cena jest całkiem rozsądna. W sklepie internetowym można kupić oscyloskop w cenie kilku tysięcy hrywien, w tym oscyloskopy przenośne . Sklep oferuje również modele w cenie do 350 tysięcy hrywien. Są one najczęściej sprzedawane do użytku indywidualnego i laboratoryjnego.

Gdzie kupić oscyloskop?

Jak zamówić oscyloskop z dostawą?

Aby kupić oscyloskop online, należy wybrać odpowiedni model i złożyć zamówienie za pomocą koszyka lub skontaktować się z kierownikiem pod numerem telefonu podanym na stronie internetowej. Dostawa możliwa jest do dowolnego miasta na Ukrainie – Zaporoża, Użhorodu, Połtawy, Winnicy i innych. Przy zakupie towaru na stronie internetowej o wartości 2000 UAH lub wyższej, koszt dostawy pokrywa firma.
Oscyloskop to potężne narzędzie w stale rozwijającym się świecie technologii. Urządzenia te są wykorzystywane w różnych dziedzinach i mają wiele zalet w porównaniu z innymi urządzeniami pomiarowymi i testowymi.