Zrozumienie oscyloskopów: obszerny przewodnik

Wprowadzenie
W dziedzinie elektroniki istnieje kilka różnych rodzajów urządzeń używanych do pomiaru i analizy sygnałów elektrycznych. Jeden z tych gadżetów, który wyróżnia się jako podstawowy instrument, który jest szeroko stosowany w testy elektryczne a rozwiązywanie problemów nazywa się oscyloskopem.

W tym artykule dowiesz się o oscyloskopy, sposób ich działania oraz wiele różnych dziedzin wiedzy, które mogą skorzystać z ich wykorzystania.

Co to jest oscyloskop?
Wyświetlanie i analiza zmieniających się w czasie właściwości sygnałów elektrycznych to podstawowa funkcja oscyloskopu, który jest rodzajem elektronicznego sprzętu testującego. Graficzna reprezentacja przebiegów napięcia lub prądu na ekranie umożliwia inżynierom, naukowcom i technikom obserwację i badanie charakterystyki sygnałów. Jest to możliwe, ponieważ przebiegi można zobaczyć na ekranie.

Wyświetlanie i sterowanie
Przebiegi są pokazane do sprawdzenia przez użytkownika oscyloskopu, co jest podstawowym zastosowaniem oscyloskopów. Oscyloskopy są często wyposażone w różne przyciski i ustawienia, które pozwalają użytkownikowi precyzyjnie wyzwolić sygnał, dostroić wyświetlacz i ocenić wyniki swoich eksperymentów.

Kanały i sondy
Oscyloskopy obejmują wiele kanałów wejściowych, często od dwóch do czterech, co umożliwia użytkownikowi oglądanie wielu sygnałów jednocześnie. Każdy kanał jest reprezentowany przez własną dedykowaną oś pionową. Sondy podłączone do kanałów mogą być używane do pomiaru napięcia lub prądu, który jest oceniany.

Jak działa oscyloskop?
Oscyloskopy to urządzenia, których głównym celem jest przechwytywanie, a następnie wyświetlanie impulsów elektrycznych na żywo. Przejdźmy do działania tego naprawdę ważnego instrumentu:

Akwizycja sygnału
Sygnał przesyłany do oscyloskopu jest na wejściu wzmacniany i kondycjonowany w taki sposób, że jest proporcjonalny do czułości ekranu w kierunku pionowym. Sygnał jest próbkowany w określonych odstępach czasu przez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) w oscyloskopie. Następnie ADC zamienia sygnał na cyfrową reprezentację, aby mógł być przetwarzany przez obwody w instrumencie.

Wyzwalanie
Oscyloskopy są wyposażone w system wyzwalania, który pozwala im wyświetlać powtarzające się przebiegi w dokładny sposób. Wyświetlacz oscyloskopu może być bardziej stabilny dzięki zastosowaniu funkcji wyzwalania, która synchronizuje przebieg z określonym zdarzeniem, takim jak narastające lub opadające zbocze sygnału.

Kontrolki podstawy czasu i poziome
Zmiana położenia suwaka podstawy czasu spowoduje zmianę częstotliwości odświeżania poziomego przebiegu. Za pomocą tego suwaka użytkownicy mogą zobaczyć przebiegi w szerokim zakresie czasów, od mikrosekund aż do milisekund i dalej. Przebieg można przewijać na ekranie wzdłuż osi poziomej, aby można go było dokładniej zbadać.

Pionowe kontrole i pomiary
Korzystając z ustawień pionowych oscyloskopu, można precyzyjnie dostosować czułość pionową i położenie przebiegu. Możesz poprawić odczyty uzyskiwane z sygnału, regulując głośność za pomocą tych pokręteł. Oscyloskop może być używany do pomiaru wielu różnych parametrów, w tym napięcia, częstotliwości, okresu i czasu narastania, by wymienić tylko kilka.

Zastosowania oscyloskopów:
Oscyloskopy są używane w wielu różnych dziedzinach, w tym między innymi w elektronice i telekomunikacji, motoryzacji, medycynie i społeczności naukowej. Poniżej przedstawiono przykłady niektórych z najważniejszych zastosowań:

Analiza i projektowanie obwodów
Oscyloskopy są niezbędnym narzędziem do analizy i projektowania obwodów elektrycznych i są wykorzystywane w obu tych procesach. Można zobaczyć przebiegi, monitorować napięcia, badać integralność sygnału i wykrywać wszelkie problemy lub zniekształcenia występujące w obwodzie.

Rozwiązywanie problemów i debugowanie
Oscyloskopy są bardzo pomocnymi przyrządami diagnostycznymi, które mogą służyć do lokalizowania usterek rozrządu i sygnałów w układach elektronicznych. Obserwując przebiegi w różnych punktach obwodu, technicy są w stanie odpowiednio skorygować problemy występujące w obwodzie.

Charakterystyka sygnału
Charakterystykę kształtu fali, w tym czasy narastania i opadania, amplitudę, częstotliwość i cykl pracy, można mierzyć za pomocą oscyloskopu. Dane te są kluczowe dla określenia niezawodności i skuteczności produktów i infrastruktury elektronicznej.

Badania i rozwój
Oscyloskopy to przydatne urządzenia, które można wykorzystać w badaniach i rozwoju do celów analizy danych eksperymentalnych, sprawdzania prototypów i znajdowania nowych technologii. W ten sposób naukowcy mogą lepiej zrozumieć reakcje sygnałów w różnych kontekstach, co z kolei poprawia jakość ich ocen i zachęca do innowacji.

Komunikacji i Telekomunikacji
Oscyloskopy mają do odegrania znaczącą rolę w dziedzinie telekomunikacji, zwłaszcza w kontekście projektowania i badania różnych typów systemów. Techniki te są pomocne w różnych kontekstach, w tym związanych z jakością i zniekształceniami sygnału, wydajnością protokołów i badaniem modulacji.

Motoryzacja i energoelektronika
Oscyloskopy są wykorzystywane w procesie testowania i diagnozowania problemów z różnymi elementami elektrycznymi znajdującymi się w pojazdach. Niektóre z tych komponentów obejmują ECU, czujniki i rozruszniki. Są pomocne w identyfikacji nieprawidłowości sygnału, co umożliwia szybkie wykonanie usługi.

W dziedzinie energoelektroniki oscyloskop jest potrzebny do wielu kluczowych celów, w tym do analizy przebiegów mocy, pomiaru częstotliwości przełączania i oceny sprawności przekształtników mocy.

Możesz dostać najlepsze oscyloskopy z LISUN.

Rodzaje oscyloskopów
Oscyloskopy są dostępne w szerokiej gamie smaków, z których każdy spełnia określony zestaw wymagań i użytkowników. Oto kilka przypadków, które są dość typowe:

Oscyloskopy analogowe
Lampa elektronopromieniowa, często nazywana kineskopem, jest używana w analogu oscyloskopy aby wyświetlić fale instrumentu. Mimo to nadal znajdują zastosowanie w wielu nowoczesnych zastosowaniach ze względu na to, że są nie tylko niedrogie, ale także proste w użyciu i mają możliwość wyświetlania sygnałów zawierających składowe o wysokiej częstotliwości.

Oscyloskopy cyfrowe
Szerokie zastosowanie oscyloskopów cyfrowych wynikało ze zwiększonych możliwości i elastyczności tych urządzeń, co doprowadziło do powszechnego zastąpienia oscyloskopów analogowych. Wykorzystują cyfrowe technologie przetwarzania w celu przechwytywania przebiegów, analizowania tych przebiegów i wyświetlania tych analiz.

Oscyloskopy cyfrowe zapewniają bardziej zaawansowane możliwości niż analogowe, takie jak możliwość przechowywania przebiegów, przeprowadzania zautomatyzowanych pomiarów, wykonywania obliczeń matematycznych i łączenia z innymi urządzeniami.

Oscyloskopy sygnałów mieszanych (MSO):
Oscyloskopy wielosygnałowe, często nazywane MSO, są w stanie analizować zarówno sygnały cyfrowe, jak i analogowe, co czyni je bardziej elastycznymi niż typowe oscyloskopy cyfrowe. Użytkownicy mogą badać i korelować zarówno dane cyfrowe, jak i analogowe w czasie rzeczywistym dzięki dodatkowym kanałom analizatora stanów logicznych. MSO odkryli szeroki zakres zastosowań, szczególnie w testowaniu i debugowaniu obwodów cyfrowych.

Oscyloskopy komputerowe:
Moc obliczeniową komputera oraz możliwości wyświetlania wykorzystuje oscyloskop zintegrowany z ekranem komputera. W przypadku korzystania z jednego z tych oscyloskopów, który można podłączyć do komputera za pomocą połączenia USB, Ethernet lub bezprzewodowego, procesem pozyskiwania i analizy przebiegów zajmuje się oprogramowanie działające na komputerze. Oscyloskopy oparte na komputerach osobistych zapewniają wiele korzyści, w tym przenośność, możliwość przechowywania i udostępniania danych oraz intuicyjny interfejs użytkownika.

Wnioski
Oscyloskopy to instrumenty szeroko stosowane przez badaczy, techników i ekspertów w dziedzinie elektroniki. Zapewniają nieoceniony wgląd w zachowanie sygnałów elektrycznych, skutecznie analizując, rozwiązując problemy i tworząc systemy elektroniczne.

Oscyloskopy nadal są niezbędnymi narzędziami do badania sygnałów elektrycznych w wielu sektorach ze względu na ich wszechstronność i ulepszenia techniczne, które umożliwiły ich użycie w wielu różnych sytuacjach. Dzięki temu oscyloskopy stały się jednymi z najczęściej używanych przyrządów pomiarowych na świecie.

Tagi:OSP-1102