Когда дело доходит до работы с электричеством, обязательно возникает необходимость в изучении основных характеристик: силы тока, напряжения, частоты (если речь о переменном токе). Каждую характеристику следует измерять отдельным прибором, предназначенным для работы с конкретной физической величиной. Можно использовать мультиметры. В таком случае на количестве приборов можно будет сэкономить. Бывает, что применяются токовые клещи. Однако в некоторых случаях эти два устройства не обеспечат пользователя всей необходимой информацией. Поэтому очень часто приходится пользоваться осциллографом – важным измерительным прибором, который востребован во многих мастерских.
Какие виды осциллографов существуют
Осциллограф – это прибор, который используется при исследовании амплитудных и временных параметров сигнала. По принципу действия различают три вида осциллографов:
- Аналоговые. Как и в случае с любыми другими измерительными приборами, такие устройства самые простые в своем классе. У них нет встроенной памяти, сигнал выводится либо на экран, либо на специальную фотоленту в режиме реального времени.
- Цифровые. Отличаются высокой точностью измерений и имеют более сложную конструкцию. Соответственно, их цена выше. Существуют портативные и стационарные осциллографы цифрового типа.
- Анализаторы смешанных сигналов. Эти приборы способны работать как с аналоговыми, так и с цифровыми сигналами, которые подаются на вход.
Эти три вида осциллографов являются основными. Существуют также виртуальные осциллографы. Их выделяют отдельно, так как они могут быть отдельными устройствами или же всю информацию обрабатывает персональный компьютер. В магазине Radio-Shop представлены различные модели цифровых устройств. Их удобно применять для работы электрика, а с выбором нужного осциллографа помогут профессиональные консультанты.
Конструкция и принцип действия аналогового осциллографа
Аналоговые приборы – самые первые устройства этого класса. Такой осциллограф состоит из компонентов:
- Электронно-лучевая трубка. Она является очень чувствительной к электроимпульсам. Чем ниже частота данных импульсов, тем сильнее чувствительность. Число лучей может быть достаточно большим и достигать 16. Соответственно, сколько лучей, столько будет сигнальных входов и графиков, отображаемых на экране осциллографа.
- Блок питания прибора. Как правило, он рассчитан на работу от сети в 220 В. Существуют также аккумуляторные осциллографы.
- Канал для вертикального и для горизонтального отклонения.
- Канал модуляции луча.
- Устройство синхронизации и запуска развертки. Под разверткой в данном случае понимают траекторию луча, который непосредственно улавливает колебания. Этот же луч выводит на дисплей график. Развертка бывает эллиптической и круговой. При этом ее значение можно регулировать. Как именно – зависит от сигнала, который исследуют.
Не существует отдельных видов осциллографов аналогового типа, так как конструкция у них у всех схожая.
Принцип работы аналогового устройства таков: когда осциллограф запускают, то сигнал первым делом подается на канал вертикального отклонения. Сопротивление у канала высокое.
Когда сигнал подается на вход, сразу после этого он усиливается до нужного уровня. На экране отображение происходит по вертикальной оси. Причина необходимости усиления сигнала в том, что это нужно для правильной работы отклоняющей системы, расположенной в электронно-лучевой трубке. Таким образом появляется возможность менять масштаб на экране.
Устройство и работа цифрового осциллографа
Главными элементами цифрового устройства являются такие:
- усилитель и делитель напряжения;
- АЦП (аналого-цифровой преобразователь);
- специальный контроллер;
- постоянная память;
- оперативная память;
- жидкокристаллический или светодиодный (ныне – устаревший) экран, на который выводятся результаты измерений;
- кнопки управления, разъемы и т. д.
Осциллограф преобразовывает сигнал в цифровой. Происходит это следующим образом:
- Сначала ток проходит через усилитель с делителем.
- Дальше выполняется преобразование при помощи непосредственно АЦП. Получается последовательность кодов.
- Мгновенные значения, которые отслеживаются в этих кодах, записываются в оперативную память устройства.
- На экран выводится результат измерений в виде графика.
Каждый цифровой осциллограф имеет такие важные характеристики:
- полоса пропускания;
- неравномерность АЧХ (амплитудно-частотной характеристики);
- определенные параметры выходов;
- синусоида, которой отображается сигнал на экране (ее также называют формой сигнала);
- ширина импульса – измеряется в миллисекундах и микросекундах.
Характеристики электрооборудования с некоторыми неисправностями не такие, как заявлено у производителя. Именно по этому принципу осциллограф позволяет определить поломку.
Цифровые приборы делятся на несколько разновидностей. Существуют такие виды осциллографов цифрового типа:
- Цифровые запоминающие. Классический цифровой осциллограф с запоминающим устройством.
- Цифровые люминофорные. У таких приборов вывод информации на экран происходит при помощи так называемого цифрового люминофора. Благодаря этому появляется возможность отслеживать сигнал в режиме реального времени, как это происходит при использовании аналоговых осциллографов. Однако при этом обеспечивается обработка сигналов и сохранение результатов в памяти устройства. По своей сути люминофорные осциллографы соединили в себе преимущества как аналоговых, так и цифровых приборов.
- Стробоскопические. У этих агрегатов производится последовательное стробирование сигнала. При этом продолжительность такого модифицированного сигнала может быть намного больше, чем длина исходного. Из-за этого применяется так называемое сжатие спектра. Главным преимуществом стробоскопических цифровых осциллографов является широкая полоса пропускания, благодаря которой можно исследовать сигналы с малой продолжительностью.
У каждого вида осциллографов есть свои плюсы и минусы.
Кроме того, устройства делят на стационарные и портативные. Портативные осциллографы отличаются компактностью и возможностью работать на аккумуляторах. Это дает им несколько преимуществ:
- отсутствует привязка к источнику питания;
- возможность выполнять замеры в стесненных местах;
- легкость транспортировки и т. д.
Портативные осциллографы могут подключаться к компьютеру. Это позволяет перенести нужную информацию на жесткий диск.
