Как пользоваться осциллографом

Осциллографами (Oscilloscope) называют цифровые либо аналоговые приборы, позволяющие визуально контролировать форму напряжения/тока. Любые мастера и инженеры, ремонтирующие электронные устройства, должны знать принцип работы прибора и уметь применять осциллограф, чтобы проводить диагностику. В этой статье специалисты магазина Rohde&Schwarz поведают все нюансы использования Oscilloscope.

Назначение осциллографа

Чтобы разрабатывать и ремонтировать современную технику, нужно обладать узкоспециализированными знаниями в сфере электронных плат. Для проектирования либо диагностики важно выполнять измерения с помощью устройств, поддерживающих импульсную работу.

Мультиметр помогает измерять I и U, однако для проверки электронной техники также нужно следить за формой сигналов. В этих целях как раз применяют Oscilloscope. Приборы используются для наглядного отражения происходящих в электрических цепях процессов в конкретные моменты времени.

Осциллографы бывают аналоговыми и цифровыми. По мере развития электроники первые были вытеснены вторыми. Сегодня каждый электронщик и начинающий радиолюбитель использует цифровой осциллограф благодаря лёгкости работы и минимальным подготовительным мерам, более широкому функционалу.

Oscilloscope представляют собой усложнённые вольтметры, поэтому приборы подключаются к измеряемым цепям либо источникам электропитания только параллельно.

Настройка осциллографа

Работа с осциллографом требует правильной настройки. Для начала нужно подсоединить прибор к розетке электросети, используя сетевой шнур. Далее следует зажать кнопку включения и подождать загрузку программного обеспечения. На дисплее вы увидите заставку с названием марки и модели устройства. Если вы планируете применять Oscilloscope с двумя каналами, по умолчанию при включении будет выбран первый (как правило, на фронтальной панели горит соответствующая клавиша, а на дисплее отображается надпись с активным каналом). На панели управления обычно присутствует высокочастотный порт BNC, подсвечиваемый таким же цветом.

При включении второго канала кнопка, часть экрана и разъём обычно светятся другим цветом.

По умолчанию на приборе выставляются определённые режимы Oscilloscope, заданные изготовителем (с конкретным языком меню, временем, рабочими параметрами). Для внесения изменений в настройки используется специальное меню с разным количеством кнопок. Зачастую имеются клавиши для курсоров, запасного вызова, измерений, параметров экрана, утилит. Также приборы выполняются с регулятором «Установки», служащим для выставления нужного значения в конкретном разделе.

После выбора пункта «Утилиты» появляются страницы с клавишами для активации/дезактивации соответствующих функций:

• «Меню On/Off»: отображение/скрытие меню на дисплее;

• «Печать»: запись данных на flash-носитель;

• «Статус»: отображение статуса работы устройства;

• самотестирование: эта опция есть у цифрового и аналогового осциллографа, можно выбрать тест разных элементов прибора (дисплей, клавиатура, подсветка кнопок);

• «Доп/Контр»: вспомогательные свойства и параметры;

• «Запись»: отправка осциллограмм на выбранный носитель;

• «Порт»: выбор основного разъёма;

• откл/вкл звука, вывод частоты импульсов, выбор языка интерфейса, самокалибровка, обновление операционной системы, включение экономной подсветки для сохранности светодиодов, активация регистратора (кнопки могут различаться у каждой модели прибора).

Следующий основной раздел настроек на клавише «Дисплей» позволяет выставлять такие параметры:

• «Вектор»: переключение между точками и линиями осциллограммы;

• «Послесвечение»: устанавливается время свечения дисплея при измерении (от 1 сек.);

• «Луч»: регулирование интенсивности свечения лучей (с привлечением регулятора «Установки»);

• «Сетка»: координационная сетка делается более или менее яркой.

В основном пункте меню Oscilloscope «Измерения» с помощью соответствующей клавиши можно вносить правки в следующие разделы:

• Напряжение: здесь выбираются источники каналов, типы проводимых измерений U;

• Время: выбирают источники импульсов, продолжительность (частоту);

• Задержка: выставляется задержка во время проводимых измерений;

• Измерения: на дисплее сразу отображена информация о канале, напряжении, времени;

• Удаление измерений: очищается стек памяти.

Среди других основных клавиш и меню настройки цифрового или аналогового осциллографа обычно присутствуют такие разделы:

• «Курсор»: помогает с установкой границ амплитуды или частоты измерения;

• «Информация»: с помощью кнопки активируется выборка;

• «ЗапВыз»: данная кнопка обеспечивает перевод режима осциллографа на заводские параметры;

• «Исходная установка»: цифровой осциллограф переводится на начальные пользовательские настройки;

• «Помощь»: используется для вызова справочного меню;

• «Start/Stop»: клавишу применяют, чтобы останавливать импульсы с целью измерить амплитуду и частоту;

• «Auto»: прибор в автоматическом режиме отыскивает сигналы, подающиеся на щупы осциллографа, с дальнейшим отображением да дисплее.

На фронтальной панели обычно присутствуют дополнительные регуляторы, например, для установления оптимального значения амплитуды (чтобы удобно отображать и исследовать сигналы на дисплее) при вертикальной развёртке, для горизонтального/вертикального смещения лучей и т. д.

Что измеряет осциллограф

Применять Oscilloscope можно, чтобы провести комплексную проверку электроники. Эти приборы обеспечивают измерение или просмотр следующих электрических характеристик:

• МАХ показателя амплитуды;

• частоты поступающих импульсов;

• постоянного напряжения;

• изучение эпюры U и I, фазы.

Амплитудой называют наибо́льшую величину импульса, который выдаёт генератор. Во время выполнения измерений с помощью мультиметра удаётся определять актуальный ток либо напряжение. Часто этого недостаточно, чтобы спроектировать или отремонтировать электронную технику. В подобных ситуациях целесообразно применять осциллограф для измерения максимальных амплитудных значений. К примеру, с помощью этого прибора можно рассматривать напряжение синусоидальной формы, поступающего от электросети при подключении с понижающими трансформаторами на диодный мост при отсутствии фильтрующих конденсаторов для сглаживания.

Эпюрой называют изображение на дисплее Oscilloscope, на котором отображается напряжение либо ток изучаемых сигналов, подающихся на входной канал прибора. Измерение возможно делать в любых точках, а затем сравнивать значения с эталонными параметрами изготовителя.

Частота – продолжительность исследуемых импульсов по времени. Параметр отображается на осциллограмме по оси Х в секундах, милли или микросекундах. Частота является величиной, обратной времени. Поэтому определить этот параметр можно по формуле: f = 1/T. Частоту измеряют в Герцах (Гц, Hz).

Фазой называют параметр сигналов, измеряемый только с привлечением двух портов. На первый канал подают исследуемый импульс, а на другой – иной сигнал с той же частотой. Значение временно́го сдвига на дисплее осциллографа и является фазой.

С помощью Oscilloscope можно измерять постоянное напряжение. Также можно измерять напряжение источников DC по оси Y на координационной сетке.

Как работает осциллограф

Рассмотрим стандартную последовательность работы с осциллографом:

1. Подключение к электросети посредством сетевого кабеля.

2. Выбор соответствующего режима работы осциллографа с настройками в основных разделах меню, используя инструкцию производителя.

3. Проведение калибровки Oscilloscope.

4. Подключение высокочастотных измерительных проводов BNC к необходимым разъёмам согласно маркировке.

5. Проведение измерений – для этого щуп прибора присоединяют к изучаемым точкам электронных плат.

6. При отсутствии отображения импульсов на дисплее прибора при ручном исследовании требуется прижать клавишу «AUTO» для перехода в автоматический режим.

7. Если эпюра не вмещается в координационную сетку, требуется нажать и удерживать клавишу «Start/Stop», после чего при помощи регуляторов скорректировать осциллограмму до достижения оптимального визуализации параметров по горизонтали и вертикали.

При использовании прибора крайне важно следовать требованиям безопасности. Это наиболее важно в тех ситуациях, когда вы ремонтируете горячую часть ИБП, подвязанную к электросети. В данной ситуации обеспечить полную безопасность можно с использованием разделительного трансформатора.

Как использовать осциллограф

Прежде чем применять Oscilloscope, необходимо заранее определить, какие сигналы сможет измерять прибор по амплитуде в конкретных точках. Это важно, чтобы исключить поломку оборудования. В инструкции указано, что в настройках нужно выставить максимальный порог напряжения В/Деление (ось Y), а также оптимальную частоту импульсов (ось Х).

Только при соблюдении данного требования можно подключать щупы прибора к соответствующим контрольным точкам для проведения измерений. Далее нужно ознакомиться с появившейся эпюрой напряжения. Чтобы удобно отобразить отсчёт, следует выставить смещение полученного изображения в нулевые позиции осей координат с помощью двух ручек: вертикальное – по Ординате Y, горизонтальное – по Абсциссе Х. По имеющейся осциллограмме можно определить значения напряжения (вольты) и времени (секунды). Чтобы найти частоту, нужно вычислить её с помощью формулы: f = 1/T.

Вывод

Научиться пользоваться осциллографом должен каждый электронщик или начинающий радиолюбитель, который разрабатывает, производит, настраивает, диагностирует и ремонтирует электронную технику.

Необходимо уметь проводить анализ полученных значений, чтобы понимать работу электроники.

Осциллографы считаются более сложными приборами, чем мультиметры, но при желании научиться работать с ним сможет каждый электронщик.