Для чего используется осциллограф: классификация и принципы работы

2 сентября 2024 года, 15:52

erid: 2Vfnxw3thB6

Осциллограф — устройство для визуального контроля синусоидальных и иных периодических сигналов, которые генерируются различными электроприборами и изменяются во времени.

Принцип работы осциллографа

Всего выделяют 4 методики измерений, которые можно выполнить при помощи осциллографа:

• измерение напряжения — оно выполняется в режиме линейной развертки, при этом значения напряжения осциллограф измеряет от наивысшей до наивысшей точек, а остальные значения вычисляются посредством простых математических подсчетов;
• измерение частоты и времени — в этом случае прибор измеряет период и длительность импульсов;
• измерение длительности импульса и нарастания фронта, что позволяет выявлять искаженные импульсы, свидетельствующие об ошибках в работе электросхем;
• измерение сдвига по фазе, для чего анализируется разница синхронизации, которая имеется между двумя сигналами.

Виды осциллографов

Выделяют такие виды осциллографов:

• аналоговые и цифровые;
• портативные;
• комбинированные.

Аналоговые осциллографы характеризуются надежностью, удобством в использовании и ремонтопригодностью. Они хорошо подходят для измерения электросигналов средней частоты. При этом они могут показывать входящий сигнал в реальном времени, что способствует получению качественного изображения без каких-либо цифровых шумов.

Цифровые осциллографы обходятся дороже и более сложные в ремонте. Зато они переводят получаемые данные в цифровую форму, что позволяет представлять их в более удобном для восприятия виде, обрабатывать и сравнивать их при помощи программного обеспечения.

Цифровые запоминающие осциллографы предназначены для проведения глубокого анализа измеряемых ними величин, при этом данные отображаются на мониторе. Они лишены недостатков, характерных для аналоговых моделей, поскольку позволяют сохранять получаемые за любое время данные и пересылать их на ПК через LAN, USB интерфейсы, флеш-накопители и т. д.

Цифровые люминофорные осциллографы характеризуются очень высокой точностью выполняемых измерений. При этом поступающие в них сигналы обрабатываются параллельно, что позволяет исследователям обнаруживать даже редкие явления.

Цифровые стробоскопические осциллографы отбирают большое количество точек за определенные промежутки времени, а затем восстанавливают первоначальную форму волны. Такие приборы используются в лабораториях для исследования высокочастотных сигналов, которые повторяются. Их частота достигает десятков ГГц, поэтому стоят они намного дороже других видов.

Портативные осциллографы имеют компактные размеры при минимальной погрешности измерений и экономичном потреблении энергии. Они очень удобны в транспортировке и могут браться мастерами на выезды для проведения ремонта электроники на дому или ее обслуживания на территории предприятий, подходят для эксплуатации под открытым небом. Работать такие приборы могут от сети и от переносных аккумуляторов.

Комбинированные осциллографы выделяются из общей классификации, поскольку они предназначены для проведения более сложных исследований электрических схем при помощи оценки сигнальных гармоник. В них встраиваются мультиметры, частотометры, вольтметры, а также генераторы сигналов.

Однако, хотя осциллографы очень точно воспроизводят форму входящих сигналов, достичь полной идентичности с измеряемым сигналом не получится при помощи даже самого лучшего устройства. Это нужно учитывать при работе с этим прибором.

На что обратить внимание при выборе осциллографа

При покупке осциллографа важно учитывать не только его тип, но и такие его эксплуатационные характеристики:

• диапазон частот, в котором выполняется измерение с достаточной точностью;
• частота дискретизации, которая должна хотя бы в 5 раз быть выше самой высокой частоты сигнала, который изучается;
• глубина памяти, от чего завит то, насколько длинную запись сможет запомнить прибор;
• вертикальное разрешение АЦП, от чего зависит точность при переводе аналогового сигнала в цифровой;
• чувствительность по вертикали, что очень важно при исследовании слабых входных сигналов;
• простота использования — для людей с различными уровнями знаний выпускают разные модели;
• тип питания — от электросети или от аккумулятора;
• наличие опций, таких как возможность расширения полосы пропускания, увеличения памяти каналов и т. п.;
• качество программного обеспечения, от которого зависит эффективность использования этого прибора для выполнения исследований и проведении тестирования оборудования на соответствие стандартам;
• цена — аналоговые осциллографы стоят недорого, поэтому их могут себе позволить рядовые радиолюбители, а в современных научных и производственных лабораториях используют более продвинутые и более дорогостоящие цифровые осциллографы.

Область использования

Предназначаются осциллографы для отлаживания и настройки электронных устройств: он помогает измерять электросигналы в цепи и при этом наблюдать за ними, что дает возможность находить неисправности, определять причины их неправильной работы и чинить различные электроприборы. Они нужны в мастерских по ремонту и обслуживанию электроники, на производствах, в научно-исследовательских центрах. Использовать осциллограф можно для исследования электрических сигналов с амплитудой в сотни вольт.

Осциллографы широко используются во многих отраслях промышленности. Они полезны для диагностики блоков питания, смартфонов и т. п., при разработке новых моделей электроаппаратуры. Этот прибор востребован инженерами, работающими с аналоговыми и цифровыми приборами самого разного назначения, университетами и колледжами для обучающих целей, автосервисами для диагностики электронной системы автомобилей, в оборонной и аэрокосмической отраслях, в лабораториях по тестированию новых электроприборов и разработке новых технологий.

Реклама. ИП Сычев. ИНН 281700868383