Осцилографи

Для контролю роботи сучасної техніки та її ремонту потрібне спеціалізоване обладнання. Інженери застосовують осцилограф. Це прилад, який перетворює сигнали електроструму (головним чином напруга) на конкретні значення, графіки і виводить їх на екран. Він відображає амплітудні та часові показники електрики.

Для кого призначені осцилографи

Зараз осцилограф - це основний інструмент, який використовують у своїй роботі інженери-електронники для тестування різних пристроїв. Цей прилад також незамінний в електричних та фізичних лабораторних дослідах.

Загальні характеристики пристроїв

Конструкція осцилографів може незначно відрізнятися в залежності від моделі та виробника, але принцип побудови та роботи у всіх універсальний. Пристрої бувають цифровими та аналоговими (що показують результати в реальному часі). В даний час найчастіше застосовують цифрові моделі.

Як правило, осцилограф складається з наступних блоків:

• формувач вхідного сигналу;
• перетворювач;
• блок пам'яті збирання даних;
• тригерний блок;
• базовий блок часу;
• блок відображення.

Сучасні цифрові осцилографи виглядають приблизно однаково. Розрізнятися можуть дизайном та функціональністю. На ринку існує безліч різних типів, але є деякі основні функції, які притаманні більшості моделей осцилографів. Фронтальна панель пристроїв представлена кількома основними секціями:
входи каналів;

• дисплей, на якому відображаються електричні сигнали, що змінюються в часі, у двох вимірах;
• ручки для регулювання по вертикалі та горизонталі;
• ручки регулювання рівня запуску.

Якщо на осцилографі не встановлена операційна система для підключення до комп'ютерів з Microsoft Windows, він зазвичай має набір клавіш для керування екранним меню.

Принцип роботи осцилографа

Цей інструмент показує в динаміці електричні сигнали, що змінюються з часом. На графіці напруга електрики відкладається по осі Y (або вертикалі), а час – по осі X (або по горизонталі). Такий графік залежності напруги електроструму іноді відображає зображення вхідного сигналу і має назву «форма хвилі».
Таким чином, загальну характеристику динаміки можна відстежувати на дисплеї осцилографа в безперервних або динамічних оновленнях побудованої форми сигналу.

Основні параметри

Найбільш важливими параметрами, на які слід звернути увагу, якщо ви збираєтеся купити осцилограф, є такі.

Смуга пропускання – важлива характеристика. Вона позначає частоту, коли він амплітуда тракту обробки зменшується на 3 дБ. Оптимально, щоб АЧХ для цифрових сигналів щонайменше уп'ятеро перевищувала максимальну ТЧ у схемі, що вивчається. Для аналогових цей показник скорочується до триразового.

Щоб запобігти алиасинга (спотворення сигналу внаслідок перетворення), слід обмежити дискретизований сигнал до половини частоти дискретизації.

Якщо основна мета застосування пристрою – відстеження коротких або дуже швидких сигналів, цілком вистачить високої частоти дискретизації та досить широкої смуги пропускання. А от якщо сигнал повинен спостерігатися тривалий період часу, і якщо в ньому трапляються короткочасні збурення у вигляді піків або падінь напруги, тоді краще мати у своєму розпорядженні велику пам'ять для збереження показників.
Цей параметр може перемикатися або бути автоматичним.

Щоб збільшити шанси виявлення дуже коротких подій, таких як перешкоди сигналу, форми сигналів повинні оновлюватися частіше. Тому важливим параметром при купівлі осцилограф є частота оновлення сигналу. Чим вона вища, тим краща якість графіків, на яких можна розглянути більше нюансів.

Цей момент вказує на умову, яка запускає реєстрацію сигналів. Так можна збирати послідовні фрагменти одночасно.
Осцилограф може мати такі тригери запуску:

• фронт сигналу;
• ширина імпульсу;
• швидкість наростання;
• відеосигнал.

Даний параметр визначає, скільки сигналів можна одночасно відстежувати та порівнювати один з одним. Оскільки складність електронних схем постійно зростає, вимоги у цій сфері зростають. Тому зараз стандартом є осцилографи із 2 або 4 каналами. Такі моделі можна купити у нашому онлайн-магазині Radio-Shop за доступними цінами. Щоб дізнатися, скільки коштує пристрій і як вибрати відповідний, зв'яжіться з нашими менеджерами за вказаними номерами або напишіть в чаті онлайн внизу сторінки.

Огляд різних типів осцилографів

DSO – найпоширенішим типом осцилографів. Він був створений внаслідок модифікації аналогового. Перетворює аналоговий сигнал на необхідну для відображення цифрову форму хвилі.

MSO поєднує функції DSO і логічного аналізатора. Зазвичай прилад має комбінацію від 2 до 4 аналогових або більше 10 цифрових каналів. MDO здатний малювати сигнали як у частотній, і у часовій областях. MDO знадобиться, якщо актуальні робочі завдання вимагають отримання цифрових сигналів, синхронізованих аналогових або декодованих послідовних протоколів. Зазвичай для налагодження використовується до 15 каналів.

Ручні портативні осцилографи є актуальними при роботі в польових умовах або з важким обладнанням. Такий пристрій коштує недорого. Придбати його слід фахівцям, яким доводиться брати осцилограф із собою на виїзд.

Такий осцилограф підключається до ПК чи ноутбука. Місткість пам'яті для зберігання даних обмежується лише можливостями комп'ютера. Зазвичай програмне забезпечення поставляється в комплекті з осцилографом, що купується, але можна використовувати його з іншим ПЗ. Ці високопродуктивні пристрої часто перевершують DSO, але деякі майстри вважають за краще задавати параметри за допомогою циферблата поруч із екраном, а не вводити їх на своєму ноутбуці.
Для вимірювання роботи електронних пристроїв в автомобілі використовується осцилограф, підключений до комп'ютера. Часто сигнали змінюються дуже швидко, щоб їх можна було виміряти мультиметром.

Аналоговий осцилограф працює за принципом відстеження показників електрики у реальному часі. Якщо пристрій потрібний для роботи з аудіо- або відеоапаратурою, то хороший аналоговий осцилограф навіть точніше, ніж DSO у тому ж ціновому діапазоні.
Модульовані сигнали краще видно на аналоговому осцилографі, він також добре справляється з цифровими. Однак у випадку цифрових сигналів з високою швидкістю передачі даних виявляються обмеження аналогової моделі – у такій ситуації краще поцікавитись ЦСО.

Правила вибору якісного пристрою для роботи

Купівля осцилографа може виявитися непростим завданням. Перш за все знайдіть перевірену торгову точку, щоб купити осцилограф. Наш інтернет-магазин Radio-Shop пропонує придбати осцилограф високої якості за розумною ціною.
Щоб полегшити вибір, використовуйте просту триетапну процедуру, яка допоможе знайти правильний продукт для роботи:

• Опишіть свої потреби та необхідні специфікації.
• Використовуйте "Правило 5x", щоб обмежити спектр продуктів.
• Порівняйте решту продуктів, використовуючи специфікації та критерії з першого кроку.

Подумайте, навіщо вам потрібен осцилограф, і складіть перелік всіх можливих варіантів використання. Передбачте, в якому напрямку розвиваються ваші проекти і чи можуть бути інші варіанти застосування пристрою у майбутньому.
Дайте відповідь на кілька основних питань:

• Ви збираєтеся використовувати прилад в одному місці чи потрібно буде часто його переносити/возити із собою?
• Скільки вхідних каналів потрібно? Використовуючи 2-4 канали, ви можете відстежувати та порівнювати синхронізацію сигналів форми хвилі. Однак для налагодження цифрової системи потрібно 8-16 каналів.
• Яка довжина запису вам потрібна? Для стабільної синусоїди потрібно всього близько 500 пікселів, а базовий осцилограф записує близько 2000 пікселів. Однак для усунення тимчасових аномалій у різнорідному потоці даних може знадобитися запис із 1 мільйона крапок.
• Які інструменти навігації та аналізу ви хочете мати? Масштабування, вибір, відтворення, панорамування, пауза, а також функції простого або розширеного пошуку – це лише деякі з актуальних варіантів.
• Які ви використовуєте автоматичні параметри вимірювань?
• Чи хотіли б ви мати можливість підключати осцилограф до комп'ютера?
• Чи потрібні опції на зразок підключення до мережі Інтернет, друку або обміну файлами?
• Чи повинен пристрій підтримувати стороннє аналітичне програмне забезпечення?
• Чи потрібне підключення до інтернету?

Практичне правило 5× допомагає визначити необхідні показники в таких напрямках:
Смуга пропуску. Разом із пробником повинна в 5 разів мінімум перевищувати найбільшу ширину смуги пропускання для отримання результатів з похибкою вимірювання, що дорівнює або краще +/-2%.
Частота дискретизації. Вона оптимально повинна бути п'ятиразово вищою за найвищу частоту у вашій схемі. Чим більший цей показник, тим менше інформації буде втрачено під час побудови графіка. Якщо ви хочете спостерігати за сигналами, що повільно змінюються, тривалий період часу, буде достатньо низької частоти дискретизації.

Ще раз перегляньте загальні критерії осцилографів, наведені в першому кроці. Подумайте, які з них важливіші. Переконайтеся, що інтерфейс осцилографа представлений зручною для вас мовою, а також чи він комфортний в цілому.
Хоч би який осцилограф вибрали, наш інтернет-магазин готовий організувати доставку по всій території України: Одеса, Київ, Харків, Дніпропетровськ (Дніпро), Львів, Ужгород та інші міста.

Пристрій може не тільки відображати зміни напруги часу. Воно має багато входів, які називаються каналами. Усі вони працюють незалежно. Оператор може прив'язати канал 1 до певного пристрою, а канал 2 до іншого. Цифровий осцилограф відображає напругу, виміряну каналом 1, порівняно з напругою каналу 2. Цей метод роботи називається «режим XY».
Це корисно при створенні графіків ВАХ або кривій Лісаж, де форма цих шаблонів визначає частоту між двома сигналами і різниця фаз.
Якщо уявити все, що можна виміряти осцилографом, як списку, їх вийде два.
15 параметрів напруги, які можна виміряти за допомогою осцилографа:

1. V max – напруга у найвищій точці щодо GND.
2. V min – напруга у найнижчій точці щодо GND.
3. V high – максимальна стабільна напруга.
4. V Low – найменш стабільна напруга.
5. Middle – середня точка між найвищою та найнижчою стабільною напругою.
6. Vpk-pk - Vmax мінус Vmin.
7. Vamp - Vhigh мінус Vlow.
8. Mean – середня амплітуда сигналу екрані.
9. CycMean – середня амплітуда пробігу за період.
10. RMS – ефективне значення. За енергією, що генерується сигналом змінного струму при перетворенні, еквівалентна енергія, якій відповідає напруга постійного струму.
11. CycRMS – середньоквадратичне значення одного періоду.
12. OverSht – відношення різниці між V max та V high.
13. PreSht – відношення різниці між V min та V low.
14. Area – Встановлення часу та напруги для всіх точок на екрані.
15. CycArea – добуток часу та напруги для всіх точок за один період.

17 часових параметрів, які вимірюють з використанням осцилографа:

1. Період – тривалість одного циклу запуску, що повторюється.
2. Частота – обернена до періоду.
3. Час наростання – час, необхідне збільшення амплітуди хвилі з 10% до 90%.
4. Час спаду – час, необхідне зменшення амплітуди хвилі з 90% до 10%.
5. +Ширина - позитивна ширина імпульсу при амплітуді 50%.
6. -Ширина - негативна ширина імпульсу при амплітуді 50%.
7. +Коефіцієнт заповнення - відношення тривалості позитивного імпульсу до періоду.
8. -Коефіцієнт заповнення - відношення ширини негативного імпульсу до періоду.
9. Затримка часу зростання.
10. Затримка падіння часу.
11. Вихідне усунення краю 2.
12. FRF – час між першим переднім фронтом джерела 1 та першим заднім фронтом джерела 2.
13. FFR – час між першим заднім фронтом джерела 1 та першим переднім фронтом заднього фронту джерела 2.
14. LRF – час між першим переднім фронтом джерела 1 та першим заднім фронтом джерела 2.
15. LRR – час між останнім переднім фронтом джерела 1 та останнім переднім фронтом джерела 2.
16. LFR – час між останнім заднім фронтом джерела 1 та останнім заднім фронтом джерела 2.
17. LFF – час між останнім заднім фронтом джерела 1 та останнім заднім фронтом джерела 2.

До кожного приладу в наборі додається інструкція з використання, оскільки різні моделі осцилографа можуть відрізнятися від інших. Але є все ж таки загальні правила, які підходять для більшості пристроїв.

Крім шнура живлення, потрібні кабелі BNC для підключення тестованої системи до першого і другого каналів відповідно. Канали найчастіше мають маркування CH1 та CH2.
При підключенні до двох каналів можна одночасно спостерігати дві форми хвилі, наприклад, вхідну та вихідну напругу.
При правильному підключенні осцилографа на дисплеї повинна відображатися статична або динамічна синусоїда (лінія). У другому випадку необхідно буде встановити ручки таким чином, щоб отримати зображення, що легко читається.

Тепер, щоб виміряти напругу, потрібно розташувати графік у самий низ за допомогою ручки положення. Потім потрібно точно порахувати, скільки поділів по висоті має синусоїда (важливо обчислити її якомога точніше, наприклад, 4). Тепер прочитати встановлене нами значення вольт/справ. і множимо його на кількість поділів (як випливає з назви, це вольти на ділянку, тобто 0,5 на одну ділянку).
Для розрахунку періоду потрібно зробити те саме, що і з напругою, за винятком горизонтальної осі. Оскільки частота обернено пропорційна періоду, також можна обчислити її за допомогою осцилографа.
Осцилограф стане в нагоді, коли ви хочете швидко порівняти вхідну напругу з вихідною напругою.
Наведених вище знань більш ніж достатньо виконання основних операцій, але це лише мінімальні принципи роботи з осцилографами. Його можливості набагато ширші.

Основна мета та завдання осцилографа – отримати точне зорове уявлення електричного сигналу, тому що його цілісність має значну важливість. Під цілісністю сигналу розуміється здатність осцилографа реконструювати форму хвилі, щоб вона була точним уявленням первинного сигналу. Осцилограф з недостатньо високою цілісністю сигналу в роботі практично некорисний, тому що немає сенсу тестувати сигнал, який відрізняється від вихідного.
Однак важливо пам'ятати, що діаграма сигналу, який під час роботи видно на осцилографі, ніколи не ідентична реальному. Це не пов'язано з тим, що прилад неякісний або неточно показує електричні сигнали. Причина закладена в принципі роботи осцилографів загалом, адже коли відбувається підключення пристрою до ланцюга, воно стає його частиною. Інакше кажучи, завжди є чинник похибки. Виробники приладів намагаються звести його до мінімуму, але певною мірою він завжди буде присутнім. Важливо це розуміти, щоб не шукати причини в розрахунках або самому пристрої.

Вибрати осцилограф можна онлайн на сайті самостійно, враховуючи поради, що були описані в цій статті, або зв'язатися з менеджером магазину Radio-Shop, який допоможе визначитися з вибором.

Осцилограф – це вимірювальний та випробувальний прилад для виявлення залежності однієї змінної від іншої. Наприклад, він може побудувати графік залежності напруги (вісь ігор) від часу (вісь ікс). Це дуже важливо, якщо ви хочете протестувати певний електронний пристрій, щоб переконатися, що він працює правильно.
Якщо ви знаєте, якою має бути форма вихідного сигналу компонента, залишиться лише перевірити, чи дійсно компонент надсилає правильний сигнал. Також слід звернути увагу на те, що осі X та Y розділені сіткою. Саме вона дозволяє виконувати вимірювання за допомогою візуальної оцінки. Хоча в нових технологічних пристроях більшу частину цих вимірювань можна виконувати автоматично і найбільш точно одним лише осцилографом без додаткових приладів.

Цифровий осцилограф може вимірювати майже все, що пов'язане з електричними величинами сигналів, що швидко змінюються. Це напруга, частота, кут зсуву фаз і, звісно, основний показник – форма напруги у часі.

Осцилографи можна поділити на 3 основні види: аналогові, цифрові та аналізатори змішаних каналів. Перші показують дані у реальному часі, другі – більш технологічні та сучасні. Треті поєднують у собі переваги перших двох.

Не в останню чергу орієнтуватися треба на ціни. Залежно від фірми та моделі вони сильно відрізнятимуться. Не менш важливий параметр, з яким потрібно розібратися, – показники, необхідні для роботи. З цим вам допоможуть розібратися консультанти Radio-Shop та підберуть прилад відповідно до ваших потреб та можливостей. Оптимальним варіантом для особистого використання стануть прилади середньої цінової категорії.

Через складність у виготовленні осцилографи відносяться до групи найдорожчих вимірювальних приладів. Однак, якщо врахувати можливості цих пристроїв, їх вартість досить прийнятна. В інтернет-магазині можна придбати осцилограф вартістю від кількох тисяч гривень, до них належать також портативні осцилографи. Також у магазині доступні моделі вартістю до 350 тисяч гривень. Їх продаж здійснюється найчастіше задля індивідуального використання, а лабораторій.

Щоб придбати осцилограф онлайн, потрібно вибрати відповідну модель та замовити її за допомогою кошика або зв'язатися з менеджером за телефоном, вказаним на сайті. ви можете оформити доставку до будь-якого міста України – Запоріжжя, Ужгород, Полтаву, Вінницю та інші. При купівлі товарів на сайті на суму від 2000 грн. доставку оплачує компанія.
Осцилограф – потужний інструмент у технологічному світі, що постійно розвивається. Прилади використовуються в різних областях і володіють багатьма перевагами в порівнянні з іншими вимірювальними і випробувальними пристроями.