Осциллограф

.

Без сомнения, читателям уже знаком этот универсальный прибор, предназначенный для наблюдения цифровых и аналоговых сигналов. Поэтому нижеприведенные сведения рассчитаны на новичков и тех читателей, которые захотят приобрести осциллограф.
За последние 10–15 лет стоимость осциллографов значительно снизилась. Разрабатывать же самодельный осциллограф новичку не под силу, тем более что основные его компоненты (электронно-лучевая трубка и блок питания) довольно дороги. Затрудняет разработку осциллографа еще и необходимость точной калибровки.


Применения. Основное применение осциллографа — наблюдение сигналов в электронных схемах. Следует иметь в виду, что дешевые осциллографы не хранят входные сигналы и показывают только периодические сигналы. К сожалению, большинство цифровых сигналов не периодические. Например, сигнал в последовательной линии связи RS-232C будет периодическим только в том случае, если по линии все время передается один символ или последовательность символов. Аналогичная ситуация, возникает и с сигналами на линиях микропроцессорной системы. Для получения устойчивого изображения необходим периодический сигнал.
По-видимому, осциллограф оказывается одним из самых дорогих приборов в большинстве лабораторий и домашних мастерских, поэтому использовать, его нужно максимально эффективно. Приведем некоторые соображения, которые, возможно, неизвестны или малоизвестны читателю.
При наличии на экране сетки и с учетом соответствующих положений переключателей диапазонов можно довольно точно измерить напряжение и время. Конечно, прежде чем. производить измерение, нужно откалибровать сетку, переведя органы управления в положение CAL (калибровка). Несоблюдение этого простого правила может привести к получению неточных и просто неверных результатов.
Во всех современных осциллографах усилитель вертикального отклонения имеет вход по постоянному току, поэтому изменение уровня входного сигнала вызывает сдвиги изображения по вертикали. В реальных схемах переменный сигнал часто накладывается на постоянный уровень. Убрать этот уровень можно с помощью входного конденсатора, который подсоединяется к входу переключателем «Переменный ток — Земля — Постоянный ток». В положении «Переменный ток» конденсатор подключен, а в положении «Постоянный ток» — закорочен. В положении «Земля» на вход вертикального усилителя подается нулевой потенциал (конечно, при этом собственно вход отключается). Для измерения постоянного уровня входного сигнала переключатель «Переменный ток — Земля — Постоянный ток» вначале переводится в положение «Земля» и развертка смещается на центральную горизонтальную ось. Затем переключатель переводится в положение «Постоянный ток» и по вертикальному отклонению развертки измеряется уровень.
В двухлучевых осциллографах с «расщеплением» луча предусматриваются два режима работы. В режиме коммутации развертка показывает небольшую часть сигнала по одному вертикальному каналу, а затем — такую же часть по другому каналу. Благодаря высокой частоте коммутации на экране видны как бы две непрерывные развертки. Такой режим удобен для наблюдения сравнительно низкочастотных сигналов (ниже частоты коммутации), так как сохраняются точные фазовые соотношения между индицируемыми сигналами. Во втором режиме (режиме «чередования») каждому каналу отводится развертка на весь экран попеременно. Это удобно для наблюдения высокочастотных сигналов, хотя фазовый сдвиг между ними воспроизводится неточно.
В большинстве современных осциллографов предусматриваются несколько запускающих сигналов: внутренний сигнал, сформированный в тракте вертикального отклонения, сигнал 50 Гц от сети и внешний сигнал со входа запуска.
Выбор осциллографа. При покупке осциллографа нужно учитывать не только его стоимость. Желательно, чтобы выбранный Вами прибор прослужил как можно дольше.
Двухлучевые осциллографы ненамного дороже однолучевых, поэтому целесообразно выбрать именно двухлучевой прибор. Рекомендуется, чтобы прибор обладал широкой полосой пропускания и максимальной чувствительностью по вертикали. Для хорошего и сравнительно дешевого осциллографа полоса пропускания должна составлять не менее 25 МГц, а чувствительность по вертикали — не менее 10 мВ/см.
Необходимо обратить внимание на четкость и ясность маркировки органов управления. Сетка на экране должна быть видна отчетливо и не должна затруднять восприятие изображения (в хороших осциллографах обычно предусматривается подсветка сетки). По возможности проверьте качество изображения, вращая ручки яркости и фокусировки. Важно убедиться в том, что сфокусированная развертка по всему экрану получается при максимальной яркости.
Некоторые осциллографы оснащаются также внутренними калибраторами и тестерами. Если вы располагаете достаточными средствами, целесообразно подумать о приобретении осциллографа с цифровой памятью. Такой прибор может зафиксировать достаточно быстрые непериодические и однократные сигналы и очень полезен при работе с более сложными цифровыми схемами.
Спецификации универсального осциллографа:
Чувствительность по вертикали … 10 мВ/см — 10 В/см
Полоса пропускания тракта усиления по вертикали … Постоянный ток — 25 МГц (=) 10 Гц — 30 МГц (~)
Время размаха по вертикали … 12,5 нс
«Расщепление» луча … Коммутация/поочередность
Скорость развертки … 10 мкс/см —1 с/см
Чувствительность запуска … Лучше 10 мВ в диапазоне 10 Гц-10 МГц
Размер экрана … 8×10 см

Пробник осциллографа. Важнейшее требование, предъявляемое к осциллографу, — это правильно воспроизводить короткие импульсы и не вносить большую емкостную нагрузку в проверяемый узел.
К сожалению, входная емкость осциллографа, варьируемая в диапазоне от 20 до 30 пкФ, включается параллельно емкости коаксиального кабеля, превышающей 150 пкФ, поэтому общая шунтирующая емкость для проверяемого узла составляет примерно 200 пкФ. На низких частотах этой емкостью можно пренебречь, но на частотах в несколько десятков килогерц и выше ее влияние уже начинает сказываться и импульсы с крутыми фронтами значительно искажаются. Эта проблема полностью снимается, если имеется компенсирующий пробник. Самый распространенный пробник дает десятикратное ослабление и обычно маркируется символами «Х10». Благодаря наличию пробника входное сопротивление увеличивается примерно в 10 раз, а входная емкость примерно во столько же раз уменьшается. Обычный пробник «Х10» обладает входным сопротивлением 10 МОм, входной емкостью 15 пкФ и дополняется множеством насадок для подключения в различных схемах.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.