▌مقاله قدیمی درباره اسیلوسکوپ آنالوگ
دیر یا زود، هر مهندس الکترونیک مبتدی، اگر از آزمایشات خود دست نکشد، به مدارهایی تبدیل می شود که در آن لازم است نه تنها جریان ها و ولتاژها، بلکه عملکرد مدار در دینامیک نظارت شود. این به ویژه اغلب در ژنراتورهای مختلف و دستگاه های پالس مورد نیاز است. در اینجا بدون اسیلوسکوپ کاری نمی توان انجام داد!

دستگاه ترسناک، درست است؟ دسته‌ای از دستگیره‌ها، برخی دکمه‌ها و حتی یک صفحه نمایش، و مشخص نیست چه چیزی وجود دارد یا چرا. مشکلی نیست الان درستش میکنیم حالا نحوه استفاده از اسیلوسکوپ را به شما می گویم.

در واقع، همه چیز در اینجا ساده است - یک اسیلوسکوپ، به طور کلی، فقط ... ولت متر! فقط یک حیله گر که می تواند تغییر در شکل ولتاژ اندازه گیری شده را نشان دهد.

مثل همیشه با یک مثال انتزاعی توضیح می دهم.
تصور کنید که روبروی راه آهن ایستاده اید و قطاری بی پایان متشکل از ماشین های کاملاً یکسان با سرعتی سرسام آور از کنار شما می گذرد. اگر فقط بایستید و به آنها نگاه کنید، چیزی جز زباله های تار نمی بینید.
حالا ما یک دیوار با یک پنجره در مقابل شما قرار می دهیم. و فقط زمانی شروع به باز کردن پنجره می کنیم که کالسکه بعدی در همان موقعیت قبلی باشد. از آنجایی که ماشین های ما همه یکسان هستند، لزوماً نیازی به دیدن یک ماشین ندارید. در نتیجه، تصاویری از ماشین‌های مختلف اما یکسان در همان موقعیت جلوی چشمان شما ظاهر می‌شود، به این معنی که به نظر می‌رسد تصویر متوقف می‌شود. نکته اصلی این است که باز شدن پنجره را با سرعت قطار هماهنگ کنید تا موقعیت ماشین هنگام باز شدن تغییر نکند. اگر سرعت مطابقت نداشته باشد، بسته به درجه عدم هماهنگی، خودروها با سرعتی به جلو یا عقب حرکت می کنند.

بر اساس همان اصل ساخته شده است بارق- دستگاهی که به شما امکان می‌دهد به چیزهایی که به سرعت در حال حرکت یا چرخش هستند نگاه کنید. آنجا هم پرده به سرعت باز و بسته می شود.

بنابراین، اسیلوسکوپ همان بارق است، فقط الکترونیکی. و ماشین ها را نشان نمی دهد، اما تغییرات دوره ای ولتاژ را نشان می دهد. برای مثال، برای همان سینوسی، هر دوره بعدی مشابه دوره قبلی است، پس چرا آن را متوقف نکنیم و یک نقطه را در یک زمان نشان دهیم.

طرح
این کار از طریق انجام می شود لوله اشعه،سیستم انحراف و ژنراتور اسکن.
در لوله پرتو، برخورد پرتوی الکترون به صفحه باعث درخشش فسفر می شود و صفحات سیستم انحراف به این پرتو اجازه می دهند تا در تمام سطح صفحه نمایش داده شود. هر چه ولتاژ اعمال شده به الکترودها بیشتر باشد، پرتو بیشتر منحرف می شود. تغذیه روی بشقاب ها ایکسولتاژ دندان اره ما یک اسکن ایجاد کنید. یعنی پرتو ما از چپ به راست حرکت می کند و سپس به شدت برمی گردد و دوباره ادامه می دهد. و روی بشقاب ها Yما ولتاژ مورد مطالعه را اعمال می کنیم.

اصل عملیات
سپس همه چیز ساده است، اگر ابتدای ظهور دوره اره (پرتو در سمت چپ قرار دارد) و شروع دوره سیگنال همزمان باشد، در یک پاس اسکن یک یا چند دوره از سیگنال اندازه گیری شده ترسیم می شود. و به نظر می رسد تصویر متوقف می شود. با تغییر سرعت جارو، می توانید اطمینان حاصل کنید که فقط یک دوره روی صفحه باقی می ماند - یعنی در طول یک دوره اره، یک دوره از سیگنال اندازه گیری شده می گذرد.

هماهنگ سازی
می توانید اره را با سیگنال به صورت دستی همگام کنید و سرعت را با دسته تنظیم کنید تا موج سینوسی متوقف شود و بر اساس سطح امکان پذیر است. یعنی نشان می دهیم در چه سطح ولتاژ ورودی برای راه اندازی ژنراتور جاروب نیاز داریم. به محض اینکه ولتاژ ورودی از سطح فراتر رفت، ژنراتور جابجایی بلافاصله شروع به کار می کند و به ما یک پالس می دهد.
در نتیجه، ژنراتور اسکن فقط در صورت لزوم اره تولید می کند. در این حالت همگام سازی کاملاً خودکار است. هنگام انتخاب یک سطح، باید عاملی مانند تداخل را در نظر بگیرید. بنابراین اگر سطح را خیلی پایین بیاورید، سوزن های کوچک تداخل می توانند ژنراتور را در مواقعی که نیازی به آن نیست راه اندازی کنند، و اگر سطح را خیلی بالا ببرید، سیگنال می تواند از زیر آن عبور کند و هیچ اتفاقی نمی افتد. اما در اینجا راحت تر است که دستگیره را خودتان بچرخانید و همه چیز بلافاصله مشخص می شود.
سیگنال همگام سازی را می توان از یک منبع خارجی نیز تامین کرد.

تئوری از راه رسیده است، بیایید به سمت عمل برویم.
من نمونه اسیلوسکوپ خود را که مدتها پیش از دفتر طراحی شرکت دفاعی "روتور" به سرقت رفته بود به شما نشان خواهم داد :). یک نوسان معمولی، نه چندان پیچیده، اما قابل اعتماد و ساده مانند یک پتک.

بنابراین:
روشنایی، تمرکز و روشنایی مقیاس، به نظر من، خود توضیحی است. اینها تنظیمات رابط هستند.

آمپلی فایر Uو فلش های بالا و پایین این دکمه به شما امکان می دهد تصویر سیگنال را به سمت بالا یا پایین حرکت دهید. اضافه کردن افست اضافی به آن. برای چی؟ بله، گاهی اوقات اندازه صفحه نمایش برای قرار دادن کل سیگنال کافی نیست. باید آن را پایین بیاوریم و حد پایین را به جای حد وسط صفر در نظر بگیریم.

زیر می رود سوئیچ سوئیچ ورودی را از مستقیم به خازنی تغییر دهید.این سوئیچ ضامن به یک شکل در همه اسیلوسکوپ ها بدون استثنا یافت می شود.

چیز مهم! به شما امکان می دهد سیگنال را مستقیماً یا از طریق یک خازن به تقویت کننده متصل کنید. اگر مستقیم وصل شوید، کار می کند هم جزء ثابت و هم متغیر. و از کانال عبور می کند فقط متغیر.

برای مثال، باید سطح نویز منبع تغذیه کامپیوتر را بررسی کنیم. ولتاژ آنجا 12 ولت است و میزان تداخل نمی تواند بیش از 0.3 ولت باشد. در پس زمینه 12 ولت، این 0.3 ولت ناخوشایند کاملا غیر قابل توجه خواهد بود. البته می توانید سود را افزایش دهید Y، اما پس از آن نمودار از صفحه خارج می شود و انحرافات همراه می شوند Yبرای دیدن بالا کافی نیست سپس فقط باید خازن را روشن کنیم و سپس آن 12 ولت ولتاژ ثابت روی آن می نشیند و فقط سیگنال متناوب به اسیلوسکوپ می رود، همان 0.3 ولت تداخل. که می توان آن را در تمام قد افزایش داد و دید.

سپس کانکتور کواکسیال برای اتصال پروب می آید. هر پروب حاوی سیگنال و زمین. زمین معمولاً روی نگاتیو یا روی سیم مشترک مدار قرار می گیرد و سیم سیگنال مطابق مدار کوبیده می شود. اسیلوسکوپ ولتاژ پروب را نسبت به سیم مشترک نشان می دهد. برای اینکه بفهمید سیگنال کجاست و زمین کجاست، کافیست یکی یکی آنها را با دست بگیرید. اگر کلی را بگیرید، نبض جسد همچنان روی صفحه خواهد بود. و اگر سیگنال سیگنال را دریافت کنید، یک دسته از مزخرفات را روی صفحه خواهید دید - تداخل در بدن شما، که در حال حاضر به عنوان یک آنتن عمل می کند. در برخی از کاوشگرها، به ویژه اسیلوسکوپ های مدرن، تقسیم کننده ولتاژ داخلی 1:10 یا 1:100که به شما امکان می دهد اسیلوسکوپ را بدون خطر سوختن به پریز وصل کنید. با یک کلید ضامن روی پروب روشن و خاموش می شود.

هنوز هم تقریباً در هر اسیلوسکوپ یک خروجی کالیبراسیون وجود دارد. جایی که همیشه می توانید پیدا کنید سیگنال مستطیلی با فرکانس 1 کیلوهرتز و ولتاژ حدود نیم ولت. بسته به مدل اسیلاتور. برای بررسی عملکرد خود اسیلوسکوپ استفاده می شود و گاهی اوقات برای اهداف آزمایشی مفید است :)

دو دستگیره سنگین: افزایش و مدت زمان

کسب کردنبرای مقیاس کردن سیگنال در امتداد محور عمل می کند Y. همچنین نشان می دهد که در نهایت چند ولت در هر تقسیم را نشان می دهد.
فرض کنید، اگر در هر تقسیم 2 ولت دارید، و سیگنال روی صفحه به ارتفاع دو سلول شبکه بعدی برسد، دامنه سیگنال 4 ولت است.

مدت زمانفرکانس رفت و برگشت را تعیین می کند. هرچه این بازه کوتاه تر باشد، فرکانس بالاتر، سیگنال فرکانس بالا بیشتری می توانید ببینید. در اینجا سلول ها قبلاً برحسب میلی و میکروثانیه درجه بندی شده اند. بنابراین با عرض سیگنال می توانید تعداد سلول های آن را محاسبه کنید و با ضرب آن در مقیاس در امتداد محور ایکسمدت زمان سیگنال را در چند ثانیه دریافت خواهید کرد. همچنین می توانید مدت یک دوره را محاسبه کنید و با دانستن مدت زمان می توانید فرکانس سیگنال را به راحتی پیدا کنید. f=1/t

بالا پیچ خوردهبه شما امکان می دهد مقیاس را به آرامی تغییر دهید. من معمولا آن را روی یک کلیک دارم تا همیشه به وضوح بدانم که چه مقیاسی دارم.

نیز وجود دارد ورودی Xکه می توانید سیگنال خود را به جای اره جارو به آن ارسال کنید. بنابراین، اگر مداری را جمع آوری کنید که یک تصویر را تشکیل می دهد، یک اسیلوسکوپ می تواند به عنوان تلویزیون یا مانیتور عمل کند.

با کتیبه Scan بپیچیدو فلش های چپ و راست به شما امکان می دهد نمودار را به چپ و راست در سراسر صفحه حرکت دهید. گاهی اوقات تنظیم منطقه مورد نظر با تقسیمات شبکه راحت است.

بلوک همگام سازی

دستگیره سطح- سطحی را که مولد اره از آن شروع می شود را تعیین می کند.
تغییر از داخلی به خارجی، به شما امکان می دهد پالس های ساعت را از یک منبع خارجی به ورودی اعمال کنید.
سوئیچ با برچسب +/-قطبیت سطح سوئیچ ها در همه اسیلوسکوپ ها موجود نیست.
ثبات دسته- به شما امکان می دهد تا به صورت دستی سرعت همگام سازی را انتخاب کنید.

شروع سریع.
بنابراین، شما نوسان را روشن کردید. اولین کاری که باید انجام دهید این است که کاوشگر سیگنال را به تمساح سفالی خودتان متصل کنید. در این حالت، "نبض جسد" باید روی صفحه ظاهر شود. اگر ظاهر نشد، دکمه های تثبیت و افست و سطح را بچرخانید - شاید فقط پشت صفحه پنهان شده یا به دلیل سطح ناکافی شروع به کار نکرده است.

به محض ظاهر شدن نوار، از دکمه های افست استفاده کنید تا آن را روی صفر قرار دهید. اگر یک اسیل آنالوگ دارید، به خصوص اگر یک نوسان قدیمی است، بگذارید گرم شود. بعد از روشن کردن آن، مال من برای پانزده دقیقه دیگر شناور می شود.

آن را بیشتر تنظیم کنید حد اندازه گیری ولتاژ. اگر نیاز به کاهش چیزی دارید، اضافی مصرف کنید. حالا اگر سیم زمین اسیلوسکوپ را به منهای باتری و سیم سیگنال را به پلاس وصل کنید، می بینید که چگونه نمودار یک و نیم ولت می پرد. به هر حال، اسیلوسکوپ‌های قدیمی اغلب شروع به جعل می‌کنند، بنابراین استفاده از منبع ولتاژ مرجع برای دیدن اینکه با چه دقتی ولتاژ را نمایش می‌دهد مفید است.

انتخاب اسیلوسکوپ
اگر تازه شروع کرده اید، پس هر کسی برای شما مناسب خواهد بود. به شدت ترجیحااگر او بخواهد دو کاناله. یعنی دو پروب و دو دستگیره Gain برای کانال اول و دوم خواهد داشت که به شما امکان می دهد همزمان دو نمودار را بدست آورید.
دومین معیار مهم برای اسیلوسکوپ فرکانس است. حداکثر فرکانس سیگنالی که می تواند دریافت کند. 1 مگاهرتز برای من کافی بودهدفم بیشتر نبود آن دسته از اسیلوسکوپ هایی که در فروشگاه ها فروخته می شوند از قبل دارای فرکانس 10 مگاهرتز و بالاتر هستند. ارزان ترین اسیلوسکوپی که دیدم 5 هزار روبل قیمت دارد - . یک دو کاناله قبلاً 10 هزار قیمت دارد ، اما من دیدم و آن را با یک کیلوباک گرفتم. درخواست های مختلف - اسباب بازی های مختلف. اما، تکرار می کنم، 1 مگاهرتز برای شروع کافی است و برای مدت طولانی دوام خواهد آورد.بنابراین حداقل نوعی اسیلوسکوپ برای خود پیدا کنید. و سپس متوجه خواهید شد که به چه چیزی نیاز دارید.

هر آزمایشگاه برق باید مجهز به تجهیزات اندازه گیری برای تعیین منابع سیگنال، سطوح ولتاژ، قدرت جریان و غیره باشد. این به شما امکان می دهد نه تنها تحقیقات لازم را انجام دهید، بلکه طراحی یا ساخت ابزار و دستگاه های مختلف را نیز انجام دهید. در یک شرکت صنعتی، به ویژه در جاهایی که جریان های فرکانس بالا وجود دارد، بدون اسیلوسکوپ (ابزار اصلی برای اندازه گیری برق) تقریبا غیرممکن است.

استفاده از اسیلوسکوپ

این دستگاه به شما این امکان را می دهد که ولتاژ را روی یک صفحه نمایش خاص تجسم کنید. یک اسیلوگرام تولید می کند که نموداری از تغییرات پارامتر جریان الکتریکی در یک دوره معین است. ارزش اصلی یک اسیلوسکوپ توانایی اندازه گیری همزمان ولتاژ، فرکانس، جریان و زاویه فاز است. تمام نتایج بلافاصله پردازش می شوند و به شکل نموداری که شکل سیگنال الکتریکی را نشان می دهد روی صفحه نمایش داده می شوند. در نتیجه ناظر می تواند فرآیندهای رخ داده در مدار الکتریکی را ببیند، منبع خرابی را مشخص کند و دستگاه را به موقع خاموش کند تا از آسیب یا فاجعه جلوگیری کند.

به طور معمول، ولتاژ DC یک موج سینوسی ایده آل است. با این حال، در عمل همیشه اینطور نیست - ولتاژ شبکه ممکن است نوسان داشته باشد، که بر روی صفحه نمایش دستگاهی که توضیح داده می شود منعکس می شود. در چنین شرایطی، اندازه گیری دقیق این پارامتر با استفاده از یک ولت متر استاندارد تقریباً غیرممکن است (خطاهای قابل توجهی وجود خواهد داشت: تجهیزات اندازه گیری با فلش مقداری را ارائه می دهند، دستگاه های دیجیتال مقداری دیگر را ارائه می دهند و دستگاه های اندازه گیری ولتاژ DC برخی دیگر را ارائه می دهند). . تنها راه برای تعیین دقیق ولتاژ در چنین شبکه ای استفاده از اسیلوسکوپ است.

ویژگی های استفاده از دستگاه دیجیتال

این دستگاه های اندازه گیری نه تنها امکان نظارت بر شکل سیگنال در زمان واقعی را فراهم می کند، بلکه اطلاعات به دست آمده را نیز ذخیره می کند، که پس از آن می توان در هنگام مطالعه و مدل سازی فرآیندهای مختلف روی رایانه ها پردازش کرد. اسیلوگرام که دستگاه توصیف شده روی صفحه نمایش می دهد این فرصت را برای مشاهده ویژگی های زیر سیگنال اندازه گیری شده فراهم می کند:

• پارامترهای ضربه الکتریکی؛
• مقادیر سیگنال ورودی (منفی یا مثبت)؛
• نرخ تغییر مقادیر پالس از صفر به حداکثر مقدار؛
• نسبت مدت زمان نبض و مکث.

اغلب از اسیلوسکوپ ها برای مطالعه سیگنال هایی که ماهیت دوره ای دارند استفاده می شود.

اصل عملکرد دستگاه

عنصر کلیدی دستگاه یک لوله اشعه کاتدی (CRT) است. هوا از آن خارج می شود به طوری که یک خلاء در داخل آن تشکیل می شود که کاتد (ماده ای با بار مثبت) در آن قرار دارد. هنگامی که در معرض جریان الکتریکی قرار می گیرد، شروع به انتشار ذرات با بار منفی می کند که سپس با استفاده از یک سیستم خاص متمرکز شده و به سطح داخلی صفحه نمایش هدایت می شود. این سطح با ماده خاصی پوشانده شده است - فسفر، که در اثر برخورد پرتوی الکترون، درخشندگی ایجاد می کند. در نتیجه، اگر از بیرون به دستگاه نگاه کنید، می توانید حرکت یک نقطه نورانی را روی صفحه مشاهده کنید.

تمرکز و هدایت پرتو در یک CRT با استفاده از دو جفت صفحه انجام می شود که حرکت الکترون ها را در دو صفحه کنترل می کنند. در حالت افقی، پرتو الکترونی متناسب با تغییر زمان منحرف می شود و در حالت عمودی، متناسب با ولتاژ اندازه گیری شده منحرف می شود.

اسکن کنید

هنگام مشاهده ماهیت سیگنال با استفاده از اسیلوسکوپ، ولتاژ باید به صفحات عمودی اعمال شود. نمودار حاصل از تغییر پارامتر، به عنوان یک قاعده، شکل یک اره دارد: ابتدا، اختلاف پتانسیل در یک رابطه خطی افزایش می یابد، و سپس کاهش شدید به دنبال دارد. علاوه بر این، با مشاهده حرکت پرتو بر روی صفحه نمایش، می توانید انحراف آن را به چپ یا راست مشاهده کنید. این نشانه ولتاژ را نشان می دهد: وقتی منفی است به سمت چپ حرکت می کند و وقتی مثبت است به سمت راست حرکت می کند. اغلب، پرتو از چپ به راست با سرعت ثابت حرکت می کند.

این حرکت یک نقطه روی صفحه دستگاه را اسکن می گویند. خط افقی ترسیم شده توسط تیر را خط صفر می نامند. اندازه گیری زمان نسبت به آن انجام می شود. فرکانس جاروب به فرکانس تکرار پالس های دندان اره اشاره دارد.

نحوه اتصال اسیلوسکوپ

از آنجایی که ولتاژ یک اختلاف پتانسیل است، باید در دو نقطه اندازه گیری شود. برای این منظور اسیلوسکوپ مجهز به دو پایانه است که ولتاژ را به صفحات می رساند. ترمینال اول ورودی است و به منبع سیگنال متصل می شود که منجر به انحراف عمودی پرتو می شود. دومی سیم مشترک نامیده می شود و ارت (بسته به بدنه خود دستگاه) است.

برای اتصال صحیح دستگاه، باید از قبل بدانید که کدام یک از سیم ها فاز است (کدام سیم جریان الکتریکی را حمل می کند). در دستگاه های خارجی، پروب های مخصوصی برای این منظور وجود دارد که به شما امکان می دهد وجود ولتاژ در ورودی را تعیین کنید و کدام ترمینال را به کدام منبع وصل کنید. در این حالت سیم مشترک به یک گیره تمساح ختم می شود که اتصال آن به بدنه فلزی دستگاه اندازه گیری را آسان می کند. پایانه ای که با فاز تماس برقرار می کند به شکل یک سوزن است و اندازه گیری سیگنال الکتریکی را در هر جایی آسان می کند: سوکت، سیم، برد مدار چاپی یا حتی روی پایه تراشه ریزپردازنده.

پس از نصب پایانه ها، می توانید مستقیماً به اندازه گیری ها ادامه دهید. تقریباً در هر مدار الکتریکی یک سیم وجود دارد و برای بررسی پارامترها توصیه می شود مشخصات سیگنال روی آن را اندازه گیری کنید. اما این وضعیت ممکن است همیشه صادق نباشد. سپس باید نقاطی را انتخاب کنید که اندازه گیری ها مورد نیاز است و آنها را انجام دهید (اغلب مکان هایی که احتمال خرابی آنها وجود دارد به عنوان چنین نقاطی انتخاب می شوند).

توجه داشته باشید!وظیفه اصلی اسیلوسکوپ نظارت بر دینامیک ولتاژ است. اما با اتصال یک مقاومت می توانید شکل سیگنال جریان الکتریکی را نیز بررسی کنید. مقدار مقاومت در این مورد باید به طور قابل توجهی کمتر از مقاومت کل مدار مورد مطالعه باشد. تنها در صورتی که این شرط برآورده شود، اندازه‌گیری‌ها درست خواهد بود، زیرا دستگاه بر عملکرد مدار تأثیر نخواهد گذاشت.

ویژگی های اتصال دستگاه های خانگی

استانداردهای سازماندهی مدارهای الکتریکی در فدراسیون روسیه با مدارهای خارجی متفاوت است، بنابراین تجهیزات اندازه گیری باید متفاوت باشد. به طور خاص، شاخه هایی با قطر پروب 4 میلی متر استفاده می شود. از آنجایی که آنها یکسان هستند، برای اتصال صحیح دستگاه، باید به علائم زیر توجه کنید:

• سرب که به منبع جریان متصل است معمولا طولانی تر است.
• سیم برای اتصال به زمین (وصل به کیس) معمولا سیاه یا قهوه ای است.
• دوشاخه اتصال زمین اغلب دارای نوشته یا نشانه مربوطه است که باید به سیم مشترک متصل شود.

مهم!با این حال، چنین نامگذاری همیشه یافت نمی شود. ممکن است دستگاه ها تعمیر شده باشند، دوشاخه ها تعویض شده باشند، بنابراین برای تعیین اینکه کدام سیم فاز و کدام سیم صفر است، توصیه می شود از روش اثبات شده استفاده کنید. برای انجام این کار، ابتدا باید یک شاخه را با دست خود لمس کنید و سپس دیگری را. اگر کاربر دوشاخه سیم منفی را لمس کند، یک خط افقی روی صفحه ظاهر می شود. وقتی سیم فاز را لمس می کنید، یک موج سینوسی با نویز (تداخل) زیاد روی صفحه نمایش داده می شود. این روش بدون خطا است و تداخل به دلیل تأثیر سایر وسایل الکتریکی واقع در اتاق ظاهر می شود.

قابلیت های دستگاه دو کاناله

از ویژگی های خاص این دستگاه می توان به نمایش همزمان سیگنال از دو منبع مختلف بر روی صفحه نمایش اشاره کرد. این نوع دستگاه اندازه گیری دارای دو کانال است که بر اساس آن علامت گذاری شده است. در این حالت، پایانه های سیم خنثی هر دو کانال به محفظه متصل می شوند، بنابراین، هنگام اندازه گیری پالس ها با چنین دستگاهی، نباید اجازه دهید آنها را به مکان های مختلف در یک مدار الکتریکی متصل کنید، زیرا در این مورد ممکن است یک اتصال کوتاه رخ دهد و اطلاعات ولتاژ نادرست باشد.

تنها عیب اسیلوسکوپ دو کاناله عدم امکان مشاهده همزمان دو ولتاژ مختلف است. با این حال، این مشکل حیاتی نیست، زیرا در اغلب موارد سیم خنثی به محفظه متصل است و در دو فاز مشترک است، به این معنی که اندازه گیری ولتاژ با استفاده از این هادی انجام می شود.

مزیت چنین دستگاهی توانایی کنترل دو پارامتر مدار الکتریکی است: جریان و ولتاژ. برای اندازه گیری جریان، لازم است یک مقاومت اضافی با پارامترهای خاص را در مدار قرار دهید (نباید از مقاومت کل مدار تجاوز کند تا خطاهای اندازه گیری ایجاد نشود). استفاده از چنین اسیلوسکوپی کار بسیار پیچیده ای است، بنابراین توصیه می شود همیشه کتاب های مرجع و نمودارهایی برای اتصال صحیح آن داشته باشید.

اطلاعات تکمیلی.ویژگی طراحی یک اسیلوسکوپ دو کاناله نیز باید در نظر گرفته شود. کمی عدم تقارن دارد: همگام سازی کانال اول کیفیت و پایداری بالاتری نسبت به کانال دوم دارد. بنابراین، برای به دست آوردن یک اسیلوگرام صحیح، توصیه می شود از کانال اول برای نظارت بر ولتاژ و کانال دوم برای نظارت بر جریان استفاده کنید.

روش اندازه گیری ولتاژ

برای نظارت بر این مشخصه سیگنال با استفاده از یک اسیلوسکوپ، باید بر روی مقادیر مقیاس عمودی صفحه تمرکز کنید. برای به دست آوردن مقادیر، باید پایانه های دستگاه را به یکدیگر متصل کنید و سپس حالت اندازه گیری را روشن کنید. پس از این، باید دستگاه را طوری تنظیم کنید که خط اسکن با خط افقی مرکزی روی صفحه نمایش در یک راستا قرار گیرد.

تنها پس از تکمیل مراحل مقدماتی شرح داده شده می توان دستگاه را به حالت اندازه گیری تغییر داد. برای انجام این کار، ترمینال ورودی باید روی منبع سیگنالی که می خواهید مطالعه کنید، قرار گیرد.

مهم!اندازه گیری با استفاده از یک اسیلوسکوپ قابل حمل تا حدودی دشوارتر است، زیرا تعداد تنظیمات و تنظیمات به طور قابل توجهی بیشتر است، بنابراین توصیه می شود در صورت داشتن تجربه مناسب یا با بررسی هر عمل با دستورالعمل، از آن استفاده کنید.

پس از ارسال سیگنال به ورودی دستگاه، نموداری روی صفحه ظاهر می شود. برای اندازه گیری ارتفاع موج سینوسی (سطح ولتاژ)، همچنین لازم است یک تنظیم انجام دهید: صفحات را طوری نصب کنید که نقطه روی صفحه روی یک خط عمودی باشد. به این ترتیب اندازه گیری بسیار آسان تر خواهد بود، زیرا مقیاسی با مقادیر روی آن وجود دارد.

نحوه تغییر فرکانس

اسیلوسکوپ همچنین به شما امکان می دهد دوره های سیگنال را اندازه گیری کنید. برای محاسبه فرکانس در آینده، می توانید از یک فرمول ساده استفاده کنید، زیرا فرکانس با دوره سیگنال نسبت معکوس دارد (افزایش دوره منجر به کاهش فرکانس می شود و بالعکس).

اندازه گیری پریود در مکان هایی که شکل موج محور افقی را قطع می کند ساده ترین کار است. بنابراین، برای به دست آوردن مقادیر صحیح، توصیه می شود قبل از شروع مطالعه، خط اسکن را مانند هنگام نظارت بر ولتاژ تنظیم کنید.

پس از این، باید نقطه شروع حرکت را در سمت چپ ترین خط روی صفحه تنظیم کنید. در مرحله بعد، فقط باید مقداری را تعیین کنید که در آن نقطه خط افقی را قطع می کند. پس از محاسبه مقدار دوره، می توانید از فرمول خاصی برای تعیین فرکانس استفاده کنید. برای افزایش دقت اندازه گیری ها، باید نمودار را تا حد امکان در صفحه افقی کشش دهید. دقت بهینه خطای کمتر از یک درصد در نظر گرفته می شود، اما چنین پارامترهایی را فقط می توان در دستگاه های دیجیتال با اسکن خطی به دست آورد.

تعیین زاویه فاز

این پدیده موقعیت نسبی نمودارهای دو سیگنال الکتریکی را در یک دوره زمانی معین نشان می دهد. بزرگی جابجایی به جای واحدهای زمان، در بخش‌هایی از یک دوره (درجه‌ها) اندازه‌گیری می‌شود. این با ویژگی نمودار توضیح داده می شود، که در شکل آن یک سینوسی را نشان می دهد، به این معنی که تفاوت در نمودارها به تفاوت در بزرگی زوایا بستگی دارد.

حداکثر دقت را نیز می توان با کشش نمودار در طول به دست آورد. با توجه به اینکه هر سیگنال با روشنایی و رنگ یکسان نمایش داده می شود، توصیه می شود آنها را در دامنه های مختلف تنظیم کنید. برای این کار حداکثر ولتاژ ممکن باید به کانال اول اعمال شود که همگام سازی تصویر روی صفحه را بهبود می بخشد.

بنابراین، استفاده از اسیلوسکوپ به مهارت‌ها و دانش نظری خاصی نیاز دارد، اما اندازه‌گیری پارامترهای سیگنال الکتریکی که این دستگاه به شما امکان می‌دهد تا خطاهای مختلف را شناسایی کنید و همچنین محصولات جدید با کیفیت بالا طراحی کنید.

ویدئو

اسیلوسکوپ ابزاری است که برای مشاهده شکل موج یک ولتاژ در طول زمان استفاده می شود. ممکن است چیزی شبیه این به نظر برسد:

در اینجا صفحه ای را می بینیم که سیگنال روی آن نمایش داده می شود. شکل موج اسیلوسکوپ را اسیلوگرام می گویند.

در تصویر زیر یک پروب برای اسیلوسکوپ را مشاهده می کنید.

اگر پروب مولتی متر از یک سیم ساده تشکیل شده باشد، پروب اسیلوسکوپ از یک کابل تشکیل شده است. و کابل شامل دو سیم پروب است که در انتها منشعب می شود. این کابل قادر است ولتاژهای فرکانس بالا را بدون تداخل اندازه گیری کند. پین کوچک در وسط پروب سیگنال است و صفحه نمایشگر زمین یا کاوشگر زمین است. مهندسان الکترونیک آن را متفاوت می نامند، اما این چیزی است که من به آن عادت کرده ام. در انتهای کاوشگر، یک گیره تمساح سفید روی زمین است و یک گیره سیگنال دارای یک سوزن است.

ما کابل را به کانکتور وصل می کنیم. اسیلوسکوپ من دو کانکتور دارد. در مورد من اسیلوسکوپ دو کاناله است. در برخی از اسیلوسکوپ های جالب حتی می توانید 4 کانال یا بیشتر را ببینید.

موقعیتی وجود دارد که باید یک سیم سیگنال را شناسایی کنید؛ برای انجام این کار، یکی از سیم ها را بردارید، آن را با انگشت خود لمس کنید و به صفحه نمایش اسیلوسکوپ نگاه کنید. اگر سیگنال تحریف نشود، زمین است. اگر تحریف شده باشد، یک سیگنال سیگنال است.عکس زیر نمونه ای از تعریف سیم سیگنال است.

نحوه استفاده از اسیلوسکوپ

با اسیلوسکوپ ما فقط می توانیم شکل موج ولتاژ را اندازه گیری کنیم، نمی توانیم جریان را مستقیماً اندازه گیری کنیم!اگر فقط به صورت غیر مستقیم، با استفاده از . برای اندازه گیری مقدار ولتاژ DC به منبع ولتاژ DC نیاز داریم. این می تواند یک باتری ساده یا منبع تغذیه باشد. در مورد من، این منبع تغذیه است. برای وضوح، آن را روی 1 ولت تنظیم می کنیم.

واحد اندازه گیری اسیلوسکوپ ضلع مربع روی نمایشگر است. برای اندازه گیری در مقیاس 1:1، Y فندق شکن را روی 1 قرار می دهیم.

ما روی "منهای" منبع تغذیه به زمین می چسبیم و سیگنال به "پلاس" منبع تغذیه. این تصویر را می بینیم:

خط 1 مربع بالا رفته است. این بدان معنی است که در طول زمان سیگنال منبع تغذیه همیشه 1 ولت است.

اما چگونه می توان سیگنال هایی را اندازه گیری کرد که مثلاً 100 ولت هستند؟ به همین دلیل است که فندق شکن U اختراع شد :-). 1 ولت را روی منبع تغذیه بگذارید و روی علامت "2" کلیک کنید.

چه مفهومی داره؟ به این معنی که سیگنال دریافتی روی نمایشگر باید در 2 ضرب شود.

در اینجا سیگنال می آید

در اسیلوگرام مقدار Y = 0.5 را می بینیم. این مقدار را در عدد روی اسیلوسکوپ ضرب می کنیم و مقدار مورد نظر را بدست می آوریم. یعنی 2x0.5 = 1 ولت.

اما اگر فندق شکن را روی 5 تنظیم کنیم، این سیگنال است.

5x0.2=1 ولت.

اگر پروب ها را برعکس اعمال کنیم، هیچ اتفاق بدی نمی افتد. به عنوان مثال، ما 2 ولت را روی منبع تغذیه تنظیم می کنیم. زمین اسیلوسکوپ به "بعلاوه" بلوک است و زمین سیگنال به "منهای" بلوک است - یعنی همه چیز به صورت معکوس وصل شده است. خط ما به تازگی پایین آمده است، اما این چیزی را تغییر نمی دهد. 2 ولت همانطور که هستند باقی می مانند.

اما برای تمرین، همانطور که قبلاً گفتم، باید شکل سیگنال را بدانید. الکترونیک از 90 درصد سیگنال های دوره ای استفاده می کند. این بدان معنی است که آنها پس از مدت زمان مشخصی تکرار می شوند. اغلب اوقات باید دوره و فرکانس سیگنال متناوب را پیدا کنید. این همان چیزی است که دستگاه پرتو الکترونی ما برای آن استفاده می شود.

برای اینکه اسیلوسکوپ نسوزد، گرفتم. به لطف ترانسفورماتور کاهنده، در خروجی دامنه ولتاژ (این به معنای از صفر تا بالاترین یا پایین ترین قله) در 1.5 ولت است و ولتاژ 220 ولت وارد سیم پیچ اولیه می شود.

پروب های اسیلوسکوپ را به سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور وصل می کنیم و قرائت ها را روی نمایشگر نمایش می دهیم.

در حالت ایده‌آل، ما باید یک موج سینوسی خالص به سوکت‌های خود تحویل دهیم. روسیه، دیگر چه می توانم بگویم))). بسیار خوب. من فکر می کنم پریز خانه شما سینوسی تمیزتر از من دارد :-).

دوره و فرکانس سیگنال

در یک سیگنال دوره ای، پارامترهایی مانند فرکانس سیگنال و شکل آن برای ما مهم هستند. بنابراین برای تعیین فراوانی باید دوره را بدانیم. T - دوره، V - فرکانس. آنها با فرمول های زیر به هم مرتبط هستند:

بیایید دوره سیگنال را تعیین کنیم. دوره زمانی است که پس از آن سیگنال دوباره تکرار می شود.

اضلاع مربع ها را مطابق X می شماریم من 4 ضلع مربع را شمردم.

در مرحله بعد، ما به چرخاننده محور X نگاه می کنیم که وظیفه جابجایی زمان را بر عهده دارد. ریسک 5 است. قیمت این تقسیم در بالا نوشته شده - msec/div. یعنی 5 میلی ثانیه در یک طرف مربع معلوم می شود.

میلی هزار است. بنابراین 0.005 ثانیه. این مقدار را در اضلاع شمارش شده مربع ها ضرب می کنیم. 0.005x4=0.02. یعنی یک دوره 0.02 ثانیه یا 20 میلی ثانیه طول می کشد. با دانستن دوره، فرکانس سیگنال را با استفاده از فرمول بالا پیدا می کنیم. V= 1/0.02=50 هرتز. فرکانس ولتاژ در پریز ما 50 هرتز است که باید ثابت شود.

فعلا خودم خریدم

می توانید در مورد اسیلوسکوپ دیجیتال بیشتر بخوانید.

"گراف" به معنای "طراحی" است

دستگاه‌های مطالعه از 3 سیگنال رادیویی تشکیل می‌دهند

ما در یک تمدن تکنولوژیک زندگی می کنیم. مردم طبیعت دومی را ایجاد کرده اند - دنیایی از مکانیسم ها، ماشین های پیچیده، دستگاه های رادیویی الکترونیکی که تقریباً از کل محدوده شناخته شده تابش الکترومغناطیسی استفاده می کنند. اما اندام های بینایی انسان فقط می توانند نور مرئی را درک کنند. ما نمی‌توانیم جریان الکتریکی، امواج رادیویی را ببینیم، نمی‌توانیم حتی ساده‌ترین پارامترهای سیگنال الکتریکی را بدون کمک ابزار اندازه‌گیری کنیم. هنگام کار با تجهیزات الکترونیکی پیچیده، وظیفه بازتولید اشکال سیگنال اغلب مطرح می شود، به عنوان مثال. وابستگی مقدار ولتاژ لحظه ای به زمان راه حل آن به شما امکان می دهد بلافاصله بسیاری از پارامترهای نوسانات را ارزیابی کنید، به عنوان مثال، اعوجاج شکل آنها، وجود تداخل و موارد دیگر. هنگام بررسی و پیکربندی مدارهای صوتی و تصویری تجهیزات، بازتولید شکل موج نقش مهمی ایفا می کند.

برای تجسم سیگنال ها از ابزارهایی به نام اسیلوسکوپ استفاده می شود، اما تعیین شکل سیگنال ها نه تنها در حوزه زمان، بلکه در حوزه فرکانس نیز امکان پذیر است. وظیفه بازتولید سیگنال در حوزه فرکانس توسط تحلیلگرهای طیف و مشخصه سنج های دامنه فرکانس حل می شود که در قسمت پایانی این بروشور مورد بحث قرار خواهد گرفت.

اسیلوسکوپ های الکترونیکی

در حال حاضر، یکی از رایج ترین ابزارهای اندازه گیری رادیویی، اسیلوسکوپ الکترونیکی است، و این تعجب آور نیست، زیرا وضوح فوق العاده ای در ارائه سیگنال های مورد مطالعه، راحتی و تطبیق پذیری دارد. یک اسیلوسکوپ به شما امکان می دهد هر فرآیند الکتریکی را بررسی کنید، حتی اگر سیگنال در یک لحظه تصادفی در زمان ظاهر شود و میلیاردم ثانیه طول بکشد. از روی تصویر روی صفحه اسیلوسکوپ، می توانید دامنه سیگنال مورد نظر و مدت زمان هر یک از بخش های آن را تعیین کنید. یک اسیلوسکوپ می تواند فرکانس، فاز، نسبت مدولاسیون و سایر اندازه گیری های پیچیده را اندازه گیری کند.

اندازه‌گیری‌های اسیلوگرافی با طیف وسیعی از فرکانس‌های مورد مطالعه (از جریان مستقیم تا مایکروویو)، توانایی ذخیره و متعاقباً بازتولید سیگنال‌ها، حساسیت بالا و توانایی جداسازی سیگنال‌ها از نویز متمایز می‌شوند.

طبقه بندی اسیلوسکوپ ها

بر اساس هدف و اصل عملیات اسیلوسکوپ ها به دو دسته تقسیم می شوند:
جهانی، پرسرعت، استروبوسکوپی، حافظه و ویژه.

با تعداد سیگنال های مشاهده شده به طور همزمان آنها به اسیلوسکوپ های یک، دو و چند کاناله تقسیم می شوند.

توسط دستگاه نمایشگر اسیلوسکوپ ها به پرتو الکترونی و ماتریس (تخلیه گاز، پلاسما، کریستال مایع و غیره) تقسیم می شوند.

بر اساس اصل پردازش اطلاعات اسیلوسکوپ ها به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند.

اسیلوسکوپ های جهانی ابزارهای همه منظوره ای هستند که برای مشاهده سیگنال های هارمونیک و پالسی طراحی شده اند. با کمک آنها می توانید تک پالس ها و انفجارهای پالس را بررسی کنید، همزمان تصاویری از دو سیگنال را در یک اسکن به دست آورید، هر قسمت از یک سیگنال پیچیده را با جزئیات بررسی کنید و موارد دیگر. آنها مطالعه سیگنال هایی با مدت زمان از چند نانوثانیه تا چند ثانیه در دامنه دامنه از کسری از میلی ولت تا صدها ولت و همچنین اندازه گیری پارامترهای چنین سیگنال هایی با خطای 5-7٪ قابل قبول برای تمرین را ممکن می کنند. پهنای باند اسیلوسکوپ های جهانی 300 ... 500 مگاهرتز و بیشتر است.

اسیلوسکوپ های جهانی به دو گروه تقسیم می شوند: دستگاه های طراحی مونوبلاک و دستگاه هایی با بلوک های قابل تعویض.

اسیلوسکوپ های همه کاره همه کاره رایج ترین نوع اسیلوسکوپ هستند.

اسیلوسکوپ‌های دارای بلوک‌های قابل تعویض به دلیل تطبیق پذیری آنها که از طریق استفاده از بلوک‌های قابل تعویض برای اهداف مختلف به دست می‌آید متمایز می‌شوند.

اسیلوسکوپ های نمونه برداری و پرسرعت برای مطالعه فرآیندهای گذرا در دستگاه های نیمه هادی پرسرعت، مدارهای مجتمع و عناصر سوئیچینگ استفاده می شود.

اسیلوسکوپ های ذخیره سازی می تواند تصویری از یک سیگنال را برای مدت طولانی پس از ناپدید شدن آن در ورودی ذخیره و بازتولید کند. هدف اصلی این دستگاه ها مطالعه فرآیندهای یکبار مصرف و به ندرت تکراری است.

اسیلوسکوپ‌های ویژه برای مطالعه سیگنال‌های تلویزیونی طراحی شده‌اند؛ آنها نه تنها امکان مطالعه هر بخشی از سیگنال تلویزیونی را با پایداری زمانی بالا فراهم می‌کنند، بلکه آن را به صورت دیجیتالی به رایانه برای پردازش بیشتر ارسال می‌کنند.

واحدهای اساسی یک اسیلوسکوپ جهانی

برنج. 1. اسیلوسکوپ S1-107 نمای کلی

در شکل شکل 1 ظاهر اسیلوسکوپ آنالوگ جهانی S1-107 را نشان می دهد و شکل. 2 نمودار عملکردی آن را نشان می دهد. با وجود تنوع اسیلوسکوپ های جهانی، مدارهای عملکردی آنها به طور کلی یکسان است.

اسیلوسکوپ شامل موارد زیر است:

• لوله اشعه کاتدی (CRT)؛
• کانال عمودی Y;
• کانال افقی ایکس;
• کانال ز;
• مولتی متر؛
• منبع تغذیه.

کانال عمودی سیگنال مورد مطالعه را به مقدار مناسب برای مطالعه روی نشانگر تقویت یا تضعیف می کند. موقعیت دستگیره را کنترل کنید V/divافزایش کانال را تنظیم می کند Y. یک کانال از یک تقسیم کننده ورودی تشکیل شده است که شامل اتصال دهنده ها، تضعیف کننده ها و سوئیچ ها می باشد. تقویت کننده ای که سیگنال را تقویت می کند و قطبیت سیگنال را برای تامین متقارن صفحات CRT، خطوط تاخیر و تقویت کننده خروجی تقسیم می کند. خط تأخیر سیگنال را برای مدت زمان مورد نیاز برای راه اندازی کانال انحراف افقی، به عنوان مثال، ژنراتور رفت و برگشت و تقویت کننده روی محور به تأخیر می اندازد. ایکسبه طوری که حرکت افقی پرتو قبل از رسیدن سیگنال تقویت شده به صفحات CRT آغاز می شود. این به شما امکان می دهد لبه جلویی سیگنال را مشاهده کنید.

برنج. 2. نمودار عملکردی اسیلوسکوپ S1-107

کانال افقی یک ولتاژ دندان اره همزمان با سیگنال مورد مطالعه برای ایجاد یک محور زمانی در صفحه CRT ایجاد می کند. مولد پالس ماشه، پالس های کوتاه ماشه ای تولید می کند. ژنراتور جاروبرقی یک ولتاژ افزایش خطی ایجاد می کند. سرعت چرخش قابل تنظیم توسط دستگیره زمان/بخش. این ولتاژ به تقویت کننده خروجی تغذیه می شود ایکس) که قطبیت سیگنال را تقسیم می کند و ولتاژ اسکن را به مقدار لازم برای مقیاس تصویر مورد نیاز تقویت می کند. ولتاژ دندان اره ای با افزایش مثبت به صفحه منحرف کننده سمت راست CRT اعمال می شود و یک ولتاژ منفی به سمت چپ اعمال می شود. در نتیجه، پرتو از چپ به راست تعدادی تقسیم بندی مقیاس در واحد زمان را از روی صفحه لوله عبور می دهد. هنگامی که همگام ساز به حالت نوسان پیوسته سوئیچ می شود، یک حالت خود نوسانی عملیات جابجایی تضمین می شود.

تقویت کننده همگام سازی داخلی بخشی از سیگنال مورد مطالعه را تقویت می کند و آن را برای راه اندازی Sweep ارسال می کند.

اسیلوسکوپ ها دارای اسکن های کالیبره شده و مجهز به مقیاس های مشبک برای خواندن آسان هستند که در داخل صفحه لوله اعمال می شوند. این خطای عملگر را به دلیل پدیده اختلاف منظر حذف می کند.

اسیلوسکوپ همچنین شامل کالیبراتورهای دامنه و زمان است که برای کالیبره کردن مقیاس کانال های انحراف عمودی و افقی و منابع تغذیه با تثبیت کننده طراحی شده اند.

بسیاری از اسیلوسکوپ های مدرن دارای مولتی متر داخلی هستند که به شما امکان اندازه گیری دقیق ولتاژها، جریان ها و مقاومت های DC و AC را می دهد. مولتی متر اسیلوسکوپ S1-107 به شرح زیر عمل می کند. جریان ها و مقاومت های متناوب اندازه گیری شده به ولتاژ متناوب تبدیل می شوند. سپس ولتاژهای متناوب به ولتاژ مستقیم متناسب با مقدار پارامترهای اندازه گیری شده تبدیل می شوند. سپس سیگنال آنالوگ با استفاده از یک ADC به دیجیتال تبدیل می شود و وارد یک مولد کاراکتر می شود که برای تولید و نوشتن کاراکترها بر روی صفحه نمایش CRT طراحی شده است.

اسیلوسکوپ می تواند در حالت اسیلوسکوپ یا مولتی متر کار کند. ترکیب این حالت ها در این مدل غیر ممکن است.

اسیلوسکوپ های دیجیتال

برنج. 3. اسیلوسکوپ دیجیتال

یک اسیلوسکوپ دیجیتال به شما امکان می دهد همزمان سیگنالی را روی صفحه مشاهده کنید و مقادیر عددی تعدادی از پارامترهای آن را با دقت بیشتری نسبت به خواندن مقادیر کمی به طور مستقیم از صفحه یک اسیلوسکوپ معمولی بدست آورید. این امکان پذیر است زیرا پارامترهای سیگنال مستقیماً در ورودی یک اسیلوسکوپ دیجیتال اندازه گیری می شوند، در حالی که سیگنال عبوری از کانال انحراف عمودی را می توان با خطاهای قابل توجهی اندازه گیری کرد. این خطاها می تواند به 10 درصد برسد.

پارامترهای اندازه گیری شده توسط اسیلوسکوپ های دیجیتال مدرن عبارتند از: دامنه سیگنال، فرکانس یا مدت. در صفحه اسیلوسکوپ علاوه بر خود اسیلوگرام ها، وضعیت کنترل ها (حساسیت، مدت زمان جابجایی و ...) نمایش داده می شود. برای خروجی اطلاعات از اسیلوسکوپ به چاپ و سایر عملکردها پیش بینی شده است. با این حال، این قابلیت‌های اسیلوسکوپ‌های دیجیتال را محدود نمی‌کند. رابط اسیلوسکوپ های دیجیتال با ریزپردازنده ها به شما امکان می دهد مقدار موثر ولتاژ سیگنال را تعیین کنید و حتی تبدیل فوریه را برای هر نوع سیگنال محاسبه و نمایش دهید.

دستگاه‌های اسیلوسکوپ دیجیتال پردازش سیگنال دیجیتالی کامل را انجام می‌دهند، بنابراین معمولاً از آخرین نمایشگرهای پانل استفاده می‌کنند.

اسیلوسکوپ های دیجیتال مدرن به طور خودکار اندازه تصویر بهینه را بر روی صفحه نمایش گوشی تنظیم می کنند.

نمودار عملکردی یک اسیلوسکوپ دیجیتال (شکل 4) حاوی یک تضعیف کننده سیگنال ورودی است. تقویت کننده های انحراف عمودی و افقی؛ متر دامنه و فاصله زمانی؛ رابط های سیگنال و متر؛ کنترل کننده ریزپردازنده؛ ژنراتور رفت و برگشت؛ مدار همگام سازی و لوله اشعه کاتدی.

اسیلوسکوپ‌های دیجیتال تنظیم خودکار اندازه‌های تصویر، همگام‌سازی خودکار، اندازه‌گیری تفاوت بین دو علامت، اندازه‌گیری خودکار پیک به پیک، حداکثر و حداقل دامنه سیگنال‌ها، دوره، مدت، مکث، افزایش و کاهش پالس‌ها و غیره را فراهم می‌کنند.

پارامترهای دامنه و زمان سیگنال مورد مطالعه با استفاده از مترهای تعبیه شده در دستگاه تعیین می شوند. بر اساس داده‌های اندازه‌گیری، کنترل‌کننده ریزپردازنده ضرایب انحراف و جاروب مورد نیاز را محاسبه می‌کند و از طریق رابط، این ضرایب را در سخت‌افزار کانال‌های انحراف عمودی و افقی تنظیم می‌کند. این امر ابعاد ثابت تصویر را به صورت عمودی و افقی و همچنین همگام سازی خودکار سیگنال را تضمین می کند.

کنترلر ریزپردازنده موقعیت کنترل‌های پنل جلویی را نیز بررسی می‌کند و داده‌های نظرسنجی پس از کدگذاری، دوباره به کنترل‌کننده ارسال می‌شود که از طریق رابط، حالت اندازه‌گیری خودکار مناسب را روشن می‌کند. نتایج اندازه گیری بر روی صفحه نمایش گوشی نمایش داده می شود و پارامترهای دامنه و زمان سیگنال به طور همزمان نمایش داده می شوند.

برنج. 4. نمودار عملکردی یک اسیلوسکوپ دیجیتال

مولتی مترهای قابل حمل - اسیلوسکوپ

اخیراً یک نوع جدید و نسبتاً اصلی در بازار ابزارهای کنترل و اندازه گیری ظاهر شده است: مولتی متر-اسیلوسکوپ های دیجیتال قابل حمل.

این دستگاه‌های کوچک و نسبتا ارزان، عملکرد یک مولتی متر را ترکیب می‌کنند که به شما امکان اندازه‌گیری ولتاژ، جریان و مقاومت، اندازه‌گیری خازن‌ها، اندوکتانس، پارامترهای ترانزیستورها و دیودها و یک اسیلوسکوپ ساده را می‌دهد.

رایج ترین اسیلوسکوپ های مولتی متر در بازار روسیه BEETECH (شکل 5)، Velleman، METEX و Tektronix هستند.

برنج. 5. مولتی متر-اسیلوسکوپ BEETECH 70

برنج. 6. اسیلوسکوپ شخصی قابل حمل Velleman HPS10

اسیلوسکوپ Velleman HPS10 (شکل 6) عملکرد مولتی متر را ندارد، اما یک اسیلوسکوپ تمام عیار با پهنای باند 2 مگاهرتز و فرکانس کوانتیزاسیون ADC 10 مگاهرتز است. این دستگاه دارای حساسیت بالایی است - از 5 میلی ولت در هر 12 بخش، و محدوده رفت و برگشت از 200 ns تا 1 ساعت (!) در هر 32 تقسیم است. این دستگاه می تواند از طریق برق و از طریق یک آداپتور یا از طریق باتری های داخلی که 20 ساعت کار می کنند کار کند. این دستگاه دارای صفحه نمایش LCD با وضوح 128 در 64 پیکسل است. چنین اسیلوسکوپی به شما امکان می دهد حتی یک سیگنال تلویزیونی را مشاهده کنید (البته نسبتاً خام).

اسیلوسکوپ‌های قابل حمل اغلب در جعبه‌های پلاستیکی عرضه می‌شوند که علاوه بر خود دستگاه، حاوی آداپتورها، پروب‌ها، آداپتور برق و دفترچه راهنما هستند.

در بیشتر موارد، چنین دستگاهی برای اندازه گیری سیگنال در هنگام نصب کاملاً کافی است.

کار با اسیلوسکوپ

اسیلوسکوپ های مدرن مجموعه ای غنی از ابزارها را برای مطالعه شکل موج ها و اندازه گیری پارامترهای آنها ارائه می دهند.

کار با سیگنال های فرکانس پایین، به عنوان مثال، با سیگنال هایی در محدوده فرکانس صوتی ساده ترین کار است (شکل 7)؛ مطالعه سیگنال های فرکانس بالا و سیگنال های اشکال پیچیده (شکل 8) به مهارت های اضافی نیاز دارد.

برنج. 7. سیگنال فرکانس صوتی بر روی صفحه نمایش یک اسیلوسکوپ دیجیتال

اسیلوسکوپ های تلویزیونی تخصصی دارای مدارهای اسکن هستند که جداسازی هر فریم و هر خطی را از سیگنال تلویزیون امکان پذیر می کند، اما هنگام کار با اسیلوسکوپ های همه منظوره، باید انتخاب کنید کدام پالس های همگام سازی اسکن را آغاز کنند - فریم یا خط. برخی از اسیلوسکوپ ها دارای موقعیت های TV-V و TV-H روی سوئیچ حالت جارو هستند (به ترتیب با پالس های همگام سازی عمودی و افقی فعال می شوند). اگر چنین حالت هایی وجود ندارد، برای مشاهده یک فریم باید سرعت اسکن را روی 2 ms/div و برای مشاهده یک خط - 10 μs/div تنظیم کنید. به طور معمول، جارو توسط یک سیگنال تلویزیونی با قطبیت منفی پالس های ماشه راه اندازی می شود.

هنگام کار با اسیلوسکوپ، مهم است که حالت ماشه جاروب صحیح را انتخاب کنید. بیشتر اوقات، حالت ماشه توسط سیگنال مورد مطالعه انتخاب می شود، به اصطلاح. تحریک داخلی (در اسیلوسکوپ های دو کاناله به این حالت ها CH1 و CH2 می گویند). اگر تجهیزات مورد آزمایش از سیگنال‌های ساعت خارجی استفاده می‌کنند، منطقی است که از آنها برای راه‌اندازی حرکت اسیلوسکوپ استفاده کنید. این نوع همگام سازی خارجی نامیده می شود و معمولاً EXT نشان داده می شود. اگر دستگاه های الکتریکی در حال مطالعه هستند، همگام سازی از شبکه - LINE - ممکن است مفید باشد.

یک مقیاس تصویر مناسب با سوئیچ V/div تنظیم شده است.

برنج. 8. سیگنال های تلویزیون بر روی صفحه نمایش یک اسیلوسکوپ دیجیتال

همانطور که در شکل نشان داده شده است یک اسیلوسکوپ دو کاناله اجازه می دهد. 8، به طور همزمان اجزای مختلف سیگنال تلویزیون را مشاهده کنید.

برنج. 9. نبض میرایی

برنج. 10. ترکیدگی رنگ

با تغییر سرعت جابجایی و مقدار V/div، می‌توانید ظاهر کلی یک سیگنال پیچیده را بررسی کنید یا تکه تکه آن را «کشش» کنید. در شکل شکل 9 یک خط سیگنال تلویزیونی را نشان می دهد و شکل 1. 10 - سیگنال انفجار رنگ "کشیده".

برنج. 11. اندازه گیری مدت

اغلب هنگام کار با اسیلوسکوپ ها نیاز به اندازه گیری پارامترهای سیگنال های مورد مطالعه وجود دارد. اسیلوسکوپ های آنالوگ راحت تر هستند. برای تعیین دامنه یا مدت یک سیگنال، باید محاسبه کنید که سیگنال مورد مطالعه چند سلول عمودی یا افقی را اشغال می کند و سپس تعداد سلول ها را در مقدار تقسیم سوئیچ V/div یا Time/div ضرب کنید. به عنوان مثال، اگر سیگنال عمودی 3.5 سلول را اشغال کند و سوئیچ V/div روی 100 میلی ولت تنظیم شود، دامنه سیگنال 350 میلی ولت خواهد بود. دقت این روش پایین است.

اسیلوسکوپ های دیجیتال بسیار راحت تر هستند. به عنوان مثال، به منظور اندازه گیری دامنه پالس در اسیلوگرام در شکل 1. 9، باید حالت اندازه گیری ولتاژ را روشن کنید، سپس مکان نما 1 را به بالای پالس و مکان نما 2 را به پایه آن ببرید. اسیلوسکوپ به طور خودکار ولتاژ را اندازه گیری می کند و پیام زیر در سمت راست صفحه ظاهر می شود: دلتا – 296 میلی ولت.

مدت زمان ها به همین ترتیب اندازه گیری می شوند، فقط در این حالت مکان نماها مانند خطوط عمودی به نظر می رسند (شکل 11).

در حاشیه صفحه نمایش اسیلوسکوپ های دیجیتال (شکل 7-11) انواع اطلاعات سرویس نمایش داده می شود که بدون نگاه کردن به کنترل های دستگاه امکان تعیین موقعیت V/div، سوئیچ های Time/div، همگام سازی را فراهم می کند. حالت ها قرار دارند و برای آشنایی با ولتاژ و مدت زمان و غیره.

رابط های اسیلوسکوپ های دیجیتال مدرن از سازنده ای به سازنده دیگر متفاوت است، بنابراین قبل از شروع باید راهنمای کاربر را به دقت مطالعه کنید.

• حالت اصلی اندازه گیری باید حالت ورودی بسته باشد (شکل 2 را ببینید). این امر مدارهای دستگاه را از آسیب ناشی از ولتاژ بالای غیر منتظره محافظت می کند.
• قبل از شروع اندازه گیری، سوئیچ V/div را روی "درشت ترین" حد قرار دهید، به طور متوالی افزایش را افزایش دهید، به اندازه تصویر دلخواه روی صفحه برسید.
• از پروب ها و پروب های استاندارد اسیلوسکوپ استفاده کنید، این باعث افزایش دقت اندازه گیری ها و کاهش خطر آسیب به دستگاه می شود.
• اگر تصویر روی صفحه اسیلوسکوپ دارای دامنه کافی باشد، اما نمی توانید آن را ببینید، به احتمال زیاد موقعیت سوئیچ Time/div اشتباه انتخاب شده است. با تغییر موقعیت آن، پایدارترین تصویر را به دست آورید، سپس عنصر سیگنالی را انتخاب کنید که همگام سازی روی آن با استفاده از دکمه Amplitude Sync انجام می شود. در صورت لزوم، قطبیت سیگنال همگام سازی و نوع همگام سازی را تغییر دهید.

چگونه یک اسیلوسکوپ را انتخاب کنیم؟

اسیلوسکوپ یک دستگاه پیچیده و گران قیمت است؛ صدها مدل در بازار وجود دارد - از ساده ترین و مقرون به صرفه ترین تا ابزار بسیار گران قیمت، تخصصی و دقیق. چگونه اسیلوسکوپی را درست انتخاب کرده و دقیقاً اسیلوسکوپی را بخریم که هنگام راه اندازی تجهیزات صوتی و تصویری برای شما مفید باشد؟ در این فصل نکاتی را به شما ارائه خواهیم کرد.

قبل از شروع انتخاب یک اسیلوسکوپ، باید به وضوح درک کنید که چه کارهایی با کمک آن حل می شود. در عین حال، لازم است چشم اندازها را به خاطر بسپارید، زیرا یک اسیلوسکوپ به مدت یک سال خریداری نمی شود و یک کار واحد انجام نمی شود.

1. کدام اسیلوسکوپ را انتخاب کنم: آنالوگ یا دیجیتال؟

اسیلوسکوپ های آنالوگ توانایی نظارت مداوم سیگنال آنالوگ را در زمان واقعی، کنترل های ساده و بصری دارند و هزینه کمی دارند. در عین حال، اسیلوسکوپ های آنالوگ در مقایسه با اسیلوسکوپ های دیجیتال دقت پایینی دارند؛ در سرعت اسکن پایین، آنها با سوسو زدن مشخص می شوند.

اسیلوسکوپ های دیجیتال به شما این امکان را می دهند که تصویر را روی صفحه نمایش ثابت کنید، دقت اندازه گیری بالایی داشته باشید، تصویری روشن و با فوکوس خوب از سیگنال در هر سرعت جابجایی داشته باشید، اما آنها بسیار گران تر هستند، کار کردن با آنها دشوار است و در برخی موارد نمایشگر سیگنال نادرست

مزایای غیرقابل انکار اسیلوسکوپ های دیجیتال همچنین توانایی اندازه گیری ولتاژ و مدت زمان سیگنال "در حال پرواز"، و همچنین توانایی اتصال به دستگاه های ضبط خارجی، و در دسترس بودن خودکار تشخیص و ابزارهای کالیبراسیون خودکار است.

2. پهنای باند مورد نیاز را تعیین کنید

یکی از ویژگی های اصلی اسیلوسکوپ که بر انتخاب دستگاه تأثیر می گذارد پهنای باند است که بستگی به سیگنال هایی دارد که باید اندازه گیری شوند و با چه دقتی.

به خاطر داشته باشید که اسیلوسکوپ های دیجیتال دو پهنای باند اساساً متفاوت دارند: پهنای باند تکراری (یا آنالوگ) و پهنای باند تک شات. بیشتر سیگنال‌های دنیای واقعی حاوی هارمونیک‌های فرکانس بالا هستند، بنابراین اسیلوسکوپ‌های باند پهن چنین سیگنال‌هایی را با دقت بیشتری نشان می‌دهند.

هنگام اندازه گیری دقیق زمان، پهنای باند اسیلوسکوپ باید حداقل سه برابر اولین هارمونیک سیگنال با بالاترین فرکانس اندازه گیری شده باشد. و برای اندازه گیری دامنه دقیق، مطلوب است که پهنای باند اسیلوسکوپ ده برابر بیشتر از فرکانس سیگنال اندازه گیری شده باشد.

اسیلوسکوپ های آنالوگ به ندرت دارای پهنای باند بیشتر از 400 مگاهرتز هستند، در حالی که اسیلوسکوپ های دیجیتال می توانند تا 50 گیگاهرتز پهنای باند داشته باشند.

3. تعداد کانال های مورد نیاز را تعیین کنید

اسیلوسکوپ های دو کاناله محبوب ترین هستند، اما اخیرا مدل های چهار کاناله به طور فزاینده ای رایج شده اند، زیرا هزینه هر کانال آنها کمتر از مدل های دو کاناله است و قابلیت ها به طور قابل توجهی گسترده تر است. با این حال، کار با چنین دستگاهی می تواند دشوار باشد.

برخی از اسیلوسکوپ ها دارای 2 کانال کامل و 2 کانال اضافی با دامنه حساسیت محدود هستند. در این حالت اسیلوسکوپ تنها دارای 2 مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) می باشد که ورودی آن ها به 4 کانال سوئیچ می شود.

4. تعیین میزان نمونه برداری مورد نیاز (برای اسیلوسکوپ های دیجیتال)

برای مشکلات مربوط به تغییرات تک شات یا گذرا، نرخ نمونه برداری از اهمیت بالایی برخوردار است. پارامتر نرخ نمونه سرعتی را که اسیلوسکوپ می تواند از سیگنال ورودی نمونه برداری کند را نشان می دهد. نرخ نمونه برداری بالاتر منجر به پهنای باند بالاتر برای سیگنال های تک شات و وضوح زمانی بیشتر می شود.

اکثر سازندگان اسیلوسکوپ دیجیتال از نسبت نمونه به پهنای باند 4:1 (با درون یابی) یا 10:1 (بدون درون یابی داخلی) برای سیگنال های تک شات استفاده می کنند تا از اعوجاج سیگنال جلوگیری کنند.

5. تعیین مقدار حافظه مورد نیاز (برای اسیلوسکوپ های دیجیتال)

مقدار حافظه مورد نیاز به مدت زمان کل سیگنال مورد تجزیه و تحلیل و وضوح زمانی مورد نظر بستگی دارد. اگر سیگنال ها در یک دوره زمانی طولانی با وضوح بالا مطالعه شوند، به حافظه بیشتری نیاز خواهد بود. حافظه بزرگتر اجازه می دهد تا از نرخ نمونه برداری بالاتر در سرعت اسکن آهسته استفاده شود و احتمال دریافت سیگنال خراب را کاهش دهد و اطلاعات بیشتری در مورد سیگنال ارائه دهد.

به خاطر داشته باشید که افزایش مقدار حافظه می تواند باعث کند شدن قابل توجه اسیلوسکوپ شود زیرا نیاز به پردازش داده های بیشتری دارد.

6. قابلیت های مورد نیاز برای راه اندازی دستگاه را تعیین کنید

برای اکثر کاربران اسیلوسکوپ با مقاصد عمومی، تحریک ساده لبه اغلب کافی نیست. برای بسیاری از وظایف، داشتن قابلیت‌های تحریک اضافی نیز مفید است که می‌تواند رویدادهایی را که در غیر این صورت ردیابی آنها بسیار دشوار است، شناسایی کند. قابلیت ماشه در سیگنال تلویزیون به شما امکان می دهد دستگاه را روی یک فیلد یا خط خاص تنظیم کنید.

7. قابلیت های تشخیص گذرا مورد نیاز را تعیین کنید

در اصل، هر اسیلوسکوپ آنالوگ همیشه قادر به نمایش اشکالات و لرزش است. تنها سوال این است که آیا نرخ افزایش در کانال انحراف عمودی (در نهایت پهنای باند) و روشنایی اسیلوگرام برای مطالعه این فرآیندها کافی است؟ اسیلوسکوپ هایی با قابلیت تحریک نویز پالس به شما این امکان را می دهند که نویز پالس را که به سختی قابل تشخیص است جدا کرده و اسیلوسکوپ را روی آن فعال کنید. این ویژگی اضافی هنگام جستجوی علت عملکرد غیرعادی مدار مورد مطالعه بسیار مفید است.

8. ویژگی های اضافی

بسیاری از اسیلوسکوپ‌های دیجیتال مدرن می‌توانند عملکرد یک آنالایزر طیف را انجام دهند، اما در حوزه صوتی معمولاً ضعیف اجرا می‌شوند.

اکثر اسیلوسکوپ های دیجیتال و آنالوگ به دیجیتال می توانند با رایانه شخصی، چاپگر یا پلاتر از طریق رابط های GPIB، RS-232 یا Centronics ارتباط برقرار کنند. در سال های اخیر، رابط USB به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار گرفته است.

بسیاری از اسیلوسکوپ های دیجیتال مدرن مجهز به درایوهای دیسک یا رابط های حافظه فلش هستند که به شما امکان می دهد تصاویر صفحه نمایش شکل موج ها (در قالب های مختلف) و نتایج اندازه گیری را به صورت عددی ذخیره کنید و سپس به سرعت آنها را برای پردازش بیشتر به رایانه منتقل کنید. این قابلیت‌ها می‌توانند در زمان صرفه‌جویی کنند، مثلاً وقتی می‌خواهید یک صفحه اسیلوسکوپ را در یک گزارش بچسبانید یا داده‌های شکل موج را در یک صفحه گسترده کپی کنید.

سعی کنید با دستگاه کار کنید، ارزیابی کنید که کار با آن چقدر آسان است، آیا می توان به طور مستقیم دستگاه را کنترل کرد در حالی که توجه اصلی به مدار مورد مطالعه است؟ سرعت پاسخ صفحه و مدت زمانی که اسیلوسکوپ برای اجرای دستورات نیاز دارد را ارزیابی کنید. آیا دستگاه حافظه فرمان دارد؟

اندازه گیری ویژگی های دامنه فرکانس

هنگام نظارت بر وضعیت فنی تجهیزات رادیویی الکترونیکی، با اندازه گیری ویژگی های دامنه فرکانس اجزای مختلف آن جایگاه مهمی را اشغال می کند.

هنگام اندازه گیری ویژگی های دامنه فرکانس (AFC) دستگاه ها یا اجزای آنها، نمایش آنها در قالب یک شبکه چهار ترمینال راحت است. سپس پاسخ فرکانسی وابستگی مدول (مقدار مطلق) ضریب انتقال چهار قطبی به فرکانس سیگنال است.

ضریب انتقال، نسبت توان یا ولتاژ خروجی یک چهارقطبی به توان یا ولتاژ ورودی آن است.

اگر ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی باشد، هنگامی که سیگنال از چهار قطبی عبور می کند، سیگنال ضعیف می شود. چنین شبکه چهار پایانی غیرفعال نامیده می شود (به عنوان مثال یک فیلتر الکتریکی غیرفعال) و ضریب انتقال ضریب تضعیف است.

هنگامی که ولتاژ خروجی بیشتر از ولتاژ ورودی است، سیگنال تقویت می شود و ضریب انتقال بهره است. شبکه چهار ترمینال در این مورد فعال نامیده می شود (به عنوان مثال تقویت کننده سیگنال فرکانس صوتی).

مقدار ضریب انتقال چهار قطبی و مقدار فرکانس سیگنالی که در آن تعیین شده است، یک نقطه در سیستم مختصات را تشکیل می دهد و مجموعه چنین نقاطی منحنی پاسخ فرکانسی را در محدوده فرکانسی مورد نیاز تشکیل می دهد. در شکل شکل 12 به عنوان نمونه پاسخ فرکانس تقویت کننده آنتنی را نشان می دهد که در محدوده پخش تلویزیونی کار می کند.

برنج. 12. پاسخ فرکانس تقویت کننده آنتن

روش‌های اندازه‌گیری پارامترهای ویژگی‌های دامنه فرکانس

اندازه گیری پارامترهای ویژگی های دامنه فرکانس چهار قطبی با استفاده از یک ژنراتور فرکانس جابجایی (SWG) و یک دستگاه نشانگر انجام می شود.

فرکانس ژنراتور طبق قانون خاصی در باند فرکانس مورد نیاز به آرامی تغییر می کند و منحنی پاسخ فرکانس بر روی یک نشانگر نوع اسیلوسکوپ بازتولید می شود.

بلوک دیاگرام ساده‌ترین فرکانس‌سنج خودکار خودکار در شکل نشان داده شده است. 13.

برنج. 13. بلوک دیاگرام پاسخ سنج فرکانس اتوماتیک

سیگنال مبدل فرکانس به ورودی چهار قطبی مورد مطالعه تغذیه می شود. با توجه به وجود این شبکه چهار پورت بسته به ماژول ضریب انتقال روی فرکانس سیگنال، سیگنال در خروجی آن مدوله شده دامنه است. پوشش این سیگنال، جدا شده بر روی سر آشکارساز، که بخشی از دستگاه نشانگر است، انحراف عمودی پرتو نشانگر را کنترل می کند و منحنی پاسخ فرکانس را ترسیم می کند.

کنترل فرکانس فرکانس اصلی و انحراف افقی پرتو نشانگر توسط یک بلوک ولتاژ تعدیل کننده انجام می شود که به طور همزمان عملکرد این دو گره را همگام می کند.

در یک پاسخ سنج فرکانس که بر اساس چنین نمودار ساختاری ساخته شده است، موقعیت افقی پرتو روی صفحه نشانگر با فرکانس ورودی چهارقطبی مورد مطالعه مطابقت دارد و موقعیت عمودی مربوط به مقدار مدول انتقال است. ضریب در این فرکانس بنابراین، منحنی پاسخ فرکانسی چهارقطبی مورد مطالعه به طور خودکار بر روی صفحه نمایش رسم می شود.

واحد کنترل دامنه خودکار برای اطمینان از یک سطح سیگنال خروجی ثابت در کل محدوده نوسان فرکانس عمل می کند.

بخشی از سیگنال از MFC به یک بلوک برچسب فرکانس تغذیه می شود، که در آن طیف کاملی از فرکانس های کالیبراسیون در محدوده عملیاتی MFC تولید می شود. در لحظه ای که فرکانس MCG با هر یک از این فرکانس ها منطبق می شود، سیگنال هایی تولید می شوند که به بلوک نشانگر تغذیه می شوند و به صورت علائم دامنه روی صفحه مشاهده می شوند.

یک تضعیف کننده برای کالیبره کردن تغییر ولتاژ خروجی MCU استفاده می شود.

بسته به پهنای باند Sweep، دستگاه ها به باند باریک، باند میانی، پهن باند و ترکیبی تقسیم می شوند. مترهای پاسخ فرکانس باند باریک یک باند جارویی را ارائه می دهند که کسری یا چند درصد از فرکانس مرکزی است، در حالی که مترهای باند پهن یک باند جارویی را ارائه می دهند که محدوده فرکانسی کامل دستگاه است. دستگاه های ترکیبی عملکرد دستگاه های باند باریک و پهن باند را با هم ترکیب می کنند.

متر پاسخ فرکانس می تواند یک مقیاس دامنه خطی یا لگاریتمی داشته باشد.

پرکاربردترین آنها، پاسخ فرکانس جهانی هستند که امکان حل طیف وسیعی از وظایف اندازه گیری را فراهم می کند. در شکل شکل 14 پاسخ سنج فرکانس X1-50 تولید داخل را نشان می دهد که هنگام تنظیم و تست تجهیزات تلویزیون استفاده می شود. وجود یک مولد میدان شبکه داخلی به شما امکان می دهد خطی بودن تصویر تلویزیون را بررسی کنید و با کمک یک پل اندازه گیری خارجی، مطابقت سرنخ های آنتن را بررسی کنید.

برنج. 14. پاسخ سنج فرکانس X1-50

• نقش مهمی با تطبیق خروجی دستگاه با مقاومت بار ایفا می کند. اگر در فرکانس های تا ده ها مگاهرتز عدم تطابق فقط منجر به کاهش سطح سیگنال خروجی شود، در فرکانس های بالاتر منجر به افزایش ناهمواری سیگنال خروجی در باند نوسان می شود. تطبیق ورودی دستگاه مورد مطالعه با اتصال در انتهای کابل اتصال آنها به خروجی پاسخ سنج فرکانس، مقاومتی نزدیک به موج امکان پذیر است. اگر شبکه چهار پورت مورد مطالعه دارای ورودی کم امپدانس با امپدانس مشخصه متفاوت از امپدانس خروجی پاسخ سنج فرکانس باشد، باید از طریق دستگاه منطبق به دستگاه متصل شود.
• اگر خروجی دستگاه مورد مطالعه کم امپدانس باشد، به عنوان مثال، یک فیلتر، تقویت کننده آنتن تلویزیون یا یک خط انتقال کواکسیال، باید از طریق یک سر آشکارساز منطبق به ورودی دستگاه نشانگر متصل شود، و اگر امپدانس خروجی چهار قطبی با مقاومت بار سر آشکارساز متفاوت است، باید یک دستگاه تطبیق بین آنها نصب شود.
• هنگام مطالعه پاسخ فرکانسی تقویت کننده ها، اعوجاج ناشی از اضافه بار آنها ممکن است، در نتیجه بالای منحنی پاسخ فرکانسی صاف تر از آنچه که هست به نظر می رسد. در این حالت، یک سیگنال با حداقل سطح باید به ورودی تقویت کننده عرضه شود.
• هنگام راه اندازی دستگاه های چند مرحله ای مانند تقویت کننده های فرکانس متوسط، تقویت کننده های ویدئویی، زمانی که باید پاسخ فرکانسی هر مرحله را به طور جداگانه مشاهده کنید، از سر آشکارساز امپدانس بالا همراه دستگاه استفاده کنید.
• اگر فرکانس سنج شما دارای نشانگر دو کاناله است، می توانید پاسخ فرکانس دستگاه ها را با مقایسه آنها با دستگاه های مرجع تنظیم کنید. برای انجام این کار، سیگنال خروجی دستگاه پاسخ سنج فرکانس به طور همزمان به ورودی دستگاه های تنظیم شده و مرجع تغذیه می شود و خروجی های آنها به کانال های جداگانه نشانگر متصل می شود که بهره آنها روی یکسان تنظیم می شود. با تغییر تنظیمات دستگاه، به همسویی پاسخ فرکانسی آن با مرجع می رسیم.
• همراه با مطالعه پاسخ فرکانسی چهارقطبی ها، پاسخ سنج های فرکانسی امکان حل تعدادی از وظایف اندازه گیری دیگر مانند اندازه گیری ضریب کیفیت یک مدار نوسانی، شیب پاسخ فرکانسی، امپدانس ها و SWR بار را فراهم می کند. ، و مطالعه کابل ها.

اندازه گیری پارامترهای طیف سیگنال رادیویی

در تمرین کار با تجهیزات پیچیده الکترونیکی مدرن، مشاهده بصری شکل سیگنال با استفاده از اسیلوسکوپ گاهی اوقات کافی نیست. حساس تر و آموزنده تر است تجزیه و تحلیل ویژگی های طیفی سیگنال . دانستن ترکیب طیفی سیگنال ها در زمان حاضر، زمانی که مشکل سازگاری الکترومغناطیسی تجهیزات رادیویی الکترونیکی حاد است، زمانی که لازم است پارامترهای سیگنال در ورودی و خروجی خط انتقال آن تعیین شود، بسیار مهم است. .

در حال حاضر، دو روش اصلی برای اندازه‌گیری ویژگی‌های طیف سیگنال‌ها شناخته شده است: محاسبه تبدیل فوریه و استفاده از فیلترهای دیجیتال.

تبدیل فوریه به شما امکان می دهد یک سیگنال پیچیده را به عنوان مجموعه ای از نوسانات سینوسی هارمونیک با فرکانس ها و دامنه های مختلف نشان دهید.

در عمل، این بدان معنی است که تقریباً هر سیگنالی را می توان به تعداد محدودی از هارمونیک ها با فرکانس تجزیه کرد. ، دامنه و فاز - ، جایی که:

k=1, 2, 3…;
f 0 - فرکانس هارمونیک اول؛
تی- زمان؛
آ ک و ب ک- ضرایب تبدیل

نمودار مقادیر بسته به کطیف خط فوریه نامیده می شود. نمونه ای از چنین طیفی که به صورت تحلیلی به دست آمده است در شکل 1 نشان داده شده است. 15، و عکس صفحه آنالایزر طیف در شکل. 16.

برنج. 15. طیف خط فوریه

برنج. 16. طیف سیگنال ساطع شده توسط بلندگو

بنابراین، طیف سیگنال با فرکانس، دامنه و فاز اجزای آن مشخص می شود که در هنگام ایجاد و بهره برداری از تجهیزات الکترونیکی و قطعات الکترونیکی اندازه گیری می شوند.

علاوه بر این ویژگی های اساسی، طیف سیگنال با شکل و عرض مشخص می شود.

توسعه سریع فناوری رایانه اکنون امکان ایجاد تحلیلگرهای طیف را با استفاده از یک فیلتر دیجیتال که به طور مؤثر در محدوده فرکانس پایین (صدا) عمل می کند، ایجاد می کند، که برای انواع قدیمی آنالایزرها یک کار تقریبا غیرممکن بود. فیلترهای دیجیتال جهانی، پایدار هستند، نیازی به تنظیم ندارند و محدوده عملیاتی وسیعی دارند. می توان فرض کرد که تحلیلگرهای طیف از این نوع در آینده نزدیک بر این بخش از بازار ابزار دقیق تسلط خواهند داشت.