Pentru a repara electronice, sunt necesare instrumente de măsurare. În cea mai mare parte utilizați un multimetru sau un tester bun vechi, dar pentru diagnosticarea complexă a defecțiunilor echipamentelor electronice necesită un dispozitiv mai precis și mai sensibil — osciloscop. Acestea sunt utilizate în principal de maeștrii electronicii profesionale. Persoana medie este destul de dificil de înțeles subtilitățile muncii sale. Articolul va ajuta la înțelegerea principiului de funcționare și a calităților utile ale acestui aparat pentru diagnosticarea echipamentelor electronice.
Tabelul de conținut:
Cuprins
Ce este un osciloscop și de ce este necesar
Un osciloscop vă permite să vizualizați semnale electrice, impulsuri și oscilații. Atunci când se diagnostichează defecțiunile echipamentelor electronice, este foarte important să se vadă procesele care au loc în circuitul electronic, chiar dacă acestea sunt de scurtă durată și au loc la un moment aleatoriu. Dintr-o oscilogramă puteți vedea amplitudinea unei oscilații electronice și sincronizarea oricărei porțiuni a acesteia. Osciloscopul este utilizat pentru a măsura: fazele, frecvențele, coeficienții de modulare ai oscilațiilor electronice și multe alte măsurători necesare. O gamă largă de frecvențe măsurate, capacitatea de a separa semnalul necesar de interferențe îl face un dispozitiv indispensabil în repararea echipamentelor electronice complexe. În termeni generali și într-un limbaj ușor de înțeles pentru un începător, principiul de funcționare poate fi descris după cum urmează.
Specialiștii recomandă cunoașterea dispozitivului și a principiului de funcționare a bateriilor cu hidrură metalică de nichel.
Osciloscopul dispozitivului
Elementul principal al dispozitivului este un ecran împărțit în celule. Acesta afișează o vizualizare a oscilației electrice. Scara celulelor este stabilită prin reglaje pe corpul osciloscopului. Celulele verticale arată tensiunea semnalului aplicat, iar cele orizontale măsoară timpul. Gradația celulelor, atât în funcție de tensiune, cât și de timp, este setată de comenzile de pe carcasă. Cunoscând timpul unui impuls de semnal, este ușor de calculat frecvența acestuia.
Amplificator de semnal
Dispozitivul este echipat cu un control al câștigului semnalului electric. În esență, funcția modifică scalarea undei sinusoidale pe ecran. De exemplu, ecranul este scalat vertical la 10 celule, iar limita de câștig este setată la 1 volt pe celulă. În acest caz, un impuls de douăzeci de volți nu ar fi vizibil pe ecran. Trebuie să setați parametrul de câștig la un număr mai mare de volți afișați pe celulă. În mod similar, la tensiuni scăzute, creșteți câștigul pentru a obține o vizualizare clară a oscilogramei.
Balansarea și reglarea acesteia
Principiul de reglare a osciloscopului în funcție de parametrul de baleiaj este identic cu cel de reglare a câștigului, numai că se face pe axa orizontală. Celulele corespund milisecundelor. Prin modificarea numărului lor, corespunzător unei celule, obținem afișarea sinusoidei la scara dorită. Dacă este necesar să se studieze un segment mic al semnalului, valoarea baleierii este redusă. Pentru a studia frecvența și tipul de impuls electronic, pentru a evalua ciclicitatea și alte caracteristici, valoarea este mărită.
Unitate de sincronizare
Sinusoida graficului este desenată pe ecran de la stânga la dreapta, până la sfârșit. Apoi, desenul este repetat. Viteza de trasare este mare și duce la desenarea „în fugă” sau la o curbă de neînțeles deloc. Acest lucru se întâmplă din cauza stratificării imaginii noi pe graficul vechi cu un decalaj de o singură cifră. Reglarea sincronizării este utilizată pentru a porni scanarea atunci când semnalul de intrare atinge valorile setate.
De exemplu, prin setarea valorii de sincronizare la zero volți, la prelucrarea unui semnal sinusoidal, vizualizarea va începe după ce tensiunea de intrare atinge valoarea setată și se va încheia la capătul ecranului. Apoi, vizualizarea va începe cu o altă valoare zero și ciclul se va repeta. Ca rezultat, se observă o imagine stabilă și toate vârfurile de semnal sunt clar vizibile. Cea mai simplă unitate de sincronizare are două setări:
- Controlul „Front” — vă permite să setați tensiunea de pornire. Dacă, să spunem, îl setați la zero, desenul va începe atunci când sinusoida scade la valoarea zero.
- Controlul „Declin” — Dacă este setat la zero, desenul va începe atunci când sinusoida crește de jos până la valoarea zero.
În modelele de osciloscoape sofisticate, există o serie de alte setări de sincronizare pentru măsurători mai specifice.
Sursă de alimentare
Acesta este utilizat pentru a furniza tensiunea necesară circuitelor electronice ale osciloscopului din rețeaua de 220 volți.
Dispozitivul poate fi echipat cu una sau mai multe intrări de semnal. Acest lucru depinde de model. Mai multe ieșiri sunt necesare pentru a măsura, analiza și compara mai multe semnale electrice simultan. Cel mai simplu osciloscop are o singură ieșire de semnal și o sondă de masă. Dacă nu este conectat nimic la intrarea aparatului, pe ecran, în mijloc, este modelată o linie orizontală, numită linie zero. Dacă, de exemplu, conectați sonda de semnal la partea de plus a bateriei și masa la partea de minus, linia dreaptă va sări în sus cu numărul de celule corespunzător tensiunii de pe scara gradată de pe carcasa instrumentului. Prin inversarea stilourilor, linia va scădea cu același număr de celule.
De ce aveți nevoie de un osciloscop
Utilizările unui osciloscop sunt multiple. Vizualizarea comportamentului unui semnal electronic face mult mai ușoară identificarea unei defecțiuni, accelerând astfel timpul necesar pentru repararea oricărui instrument, chiar și a unuia foarte complex. Osciloscopul vă permite să:
- Să măsurați parametrul de tensiune și de timp al unui semnal electronic, să determinați frecvența.
- Să vedeți amplitudinea semnalului, să-i înțelegeți natura.
- Să măsurați defazajul.
- Aflați raportul dintre semnalul util și interferențe, zgomot și înțelegeți caracteristicile zgomotului.
Un osciloscop facilitează identificarea defecțiunilor instrumentului, iar unele defecțiuni nu pot fi diagnosticate fără el. Acesta efectuează un număr foarte mare de măsurători pe secundă, este capabil să detecteze defecțiunile semnalului pe termen foarte scurt și să le înregistreze, ceea ce este imposibil de făcut cu un multimetru.
Tipuri de osciloscoape
Dispozitivele sunt împărțite în două tipuri mari: analogice, asamblate pe scheme folosind tuburi cu fascicul de electroni, și digitale asamblate folosind afișaje cu cristale lichide. Și există, de asemenea, o diviziune în funcție de numărul de intrări de semnal. Acest lucru este necesar pentru a măsura mai multe citiri simultan și pentru a le compara.
Osciloscoape analogice
Acestea sunt osciloscoape asamblate conform schemei clasice cu utilizarea unui tub de fascicul. Astfel de modele sunt echipate cu un divizor, un amplificator vertical, au sincronizare și deviere și o sursă de alimentare. Pragul inferior al frecvenței măsurate este de 10 hertzi, iar pragul superior depinde de amplificatorul instalat. În zilele noastre, instrumentele analogice sunt suplinite de modele digitale ale acestei unități necesare.
Osciloscoape digitale
Aceste dispozitive asamblate pe baza componentelor microprocesorului. Astfel de circuite osciloscop au o gamă mult mai largă de posibilități tehnice. Ele constau dintr-un divizor, amplificator, decodor al semnalului analogic în cod digital, unitate de control, memorie, precum și sursă de alimentare și afișaj LCD pentru vizualizarea măsurătorilor. Instrumentele digitale sunt compacte și pot fi de mai multe tipuri:
- Instrumente cu stocare digitală. Principiul de funcționare este ușor diferit de cel al versiunii analogice. Semnalul de intrare este convertit în formă digitală și memorat dacă este necesar. Rata de memorare este stabilită de unitatea de control. Digitalizarea semnalului face posibilă creșterea stabilității afișajului și memorarea informațiilor, pentru a facilita întinderea și scalarea sinusoidei. Afișajul LCD permite afișarea de date suplimentare și controlul instrumentului. Există modele cu un afișaj color, care face posibilă distingerea semnalelor de interferențe, zgomot și alte canale, pentru a indica culoarea locurilor de interes ale oscilogramei. Rezultatele măsurătorilor memorate pot fi transferate într-un fișier la un computer sau tipărite pentru prelucrare ulterioară.
- Dispozitive cu fosfor digital. Dispozitivele combină toate avantajele osciloscoapelor analogice și digitale, datorită celei mai recente tehnologii de reprezentare grafică a semnalului pe fosfor digital. Acest lucru vă permite să vedeți pe ecran toate nuanțele modulației semnalului, ca pe tipurile de dispozitive analogice. În același timp, permite salvarea măsurătorilor în memorie și analizarea lor. De asemenea, este posibil să se afișeze grafice cu intensitate variabilă, ceea ce face foarte ușoară determinarea defecțiunilor în circuitele și modulele electronice cu impulsuri. De exemplu, devine posibil să se calculeze adâncimea de modulare a semnalului electric atunci când se ajustează tensiunea la ieșirea sursei de alimentare de comutare, ceea ce duce la funcționarea instabilă a circuitului sau a modulului. Dispozitivele cu fosfor reacționează instantaneu la modificările semnalului de intrare, îl afișează cu luminozitate diferită, au capacitatea de a salva și analiza măsurătorile. Combină perfect toate avantajele dispozitivelor digitale și analogice și, în multe privințe, le depășesc.
- Dispozitive stroboscopice digitale. Aceste tipuri de dispozitive utilizează efectul de gating succesiv al semnalului. Dispozitivele sunt precise și sensibile, permit examinarea semnalelor periodice de intensitate minimă și au o lățime de bandă largă. Ele permit detectarea defectelor în circuite foarte complexe. Prețul dispozitivelor este foarte ridicat, astfel încât este utilizat numai de profesioniști.
Osciloscoape portabile
Tehnologia avansează, dispozitivele digitale staționare devin din ce în ce mai mici, osciloscoapele nu fac excepție. Modelele portabile ale acestor dispozitive sunt de dimensiuni și greutate reduse, alimentate de baterii sau de bateria încorporată. În același timp, ele nu sunt inferioare dispozitivelor staționare în ceea ce privește funcționalitatea și precizia, au un număr mare de funcții și aplicații în diverse domenii.
Osciloscoape virtuale
Versiunile virtuale ale dispozitivului sunt un bun înlocuitor pentru osciloscoapele digitale convenționale. Avantajele lor sunt costul redus, ușurința în utilizare, dimensiunea redusă, performanța bună. Dezavantaje: imposibilitatea de a măsura și vizualiza permanent magnitudinea semnalului. Ele pot fi utilizate în orice domeniu al ingineriei radio. De exemplu, pentru întreținerea rețelelor de telecomunicații, repararea echipamentelor electronice și a echipamentelor computerizate, în diagnosticarea oricăror circuite și blocuri, unde este necesară testarea și analiza proceselor electronice instabile, tranzitorii.
Instrumentele virtuale pot fi de două tipuri: —
- Un modul hardware asamblat într-o unitate separată și conectat la un computer prin intermediul unui port USB.
- O aplicație software care funcționează cu ajutorul unei plăci de sunet la care este conectată o sondă de semnal la intrarea de linie. Semnalul este vizualizat pe monitorul unui PC sau laptop.
Atunci când selectați modelul instrumentului, este necesar să fiți siguri că vă imaginați ce măsurători vor fi efectuate de acesta.
Verificarea osciloscopului
Manualul de instrucțiuni descrie în mod necesar procesul de calibrare (verificare) a dispozitivului. Aproape orice osciloscop are o ieșire specială a generatorului de impulsuri dreptunghiulare la partea din spate sau laterală a carcasei. Aceasta este utilizată pentru calibrarea dispozitivului. Atunci când conectați sonda de semnal la ieșirea de calibrare, pe ecran ar trebui să apară o linie în dinți de ferăstrău. După ce ați pus redarea fasciculului în modul „Auto”, este necesar să verificați funcționarea tuturor funcțiilor prin rotirea butoanelor. Luminozitatea ar trebui să fie reglabilă, focalizarea — focalizare, fasciculul ar trebui să se deplaseze în sus, în jos la zoom. La reglarea sincronizării, oscilograma ar trebui să se oprească.
Cel mai simplu mod de a verifica dacă instrumentul funcționează este să atingeți stylusul cu degetele. Fasciculul ar trebui să răspundă la atingere.
Funcțiile de operare de bază și capacitățile osciloscopului descrise mai sus? vor ajuta cu siguranță începătorii. Multe întrebări care apar în procesul de utilizare a unității pot fi înțelese numai cu experiență. Dispozitivul este destul de complex, dar după ce l-a studiat, este ușor să rezolvați problemele de diagnosticare și reparare a practic oricăror circuite electronice.
