Un oscilloscope est un outil essentiel pour Visualiser et analyser les signaux électriques. Il est couramment utilisé dans tests électroniques, circuits de débogage et mesurer les formes d'onde Dans les applications électriques et RF. Ce guide couvre Fondamentaux de l'oscilloscope, caractéristiques clés et comment l'utiliser efficacement.
1. Qu'est-ce qu'un oscilloscope?
Un oscilloscope (ou portée) est un appareil qui affiche tension dans le temps dans un format graphique. Le L'axe X représente le temps, tandis que le L'axe des y représente la tension. Cela permet aux ingénieurs et aux amateurs d'observer Formes d'onde, signaux de mesure et circuits de dépannage.
2. Caractéristiques clés d'un oscilloscope
| Fonctionnalité | Description |
|---|---|
| Canaux | Nombre d'entrées (par exemple, 1, 2, 4 canaux) |
| Bande passante | Fréquence maximale L'oscilloscope peut mesurer avec précision (par exemple, 50 MHz, 100 MHz, 1 GHz) |
| Taux d'échantillonnage | La vitesse à laquelle la portée capture les données (par exemple, 1 gs / s = 1 milliard d'échantillons par seconde) |
| Base de temps | Contrôle la quantité de temps affichée à l'écran par division (par exemple, 1 ms / div, 100 µs / div) |
| Échelle de tension | Contrôle la tension de chaque division verticale (par exemple, 1v / div, 500 mV / div) |
| Déclenchement | Stabilise et capture des formes d'onde répétitives en définissant le moment où l'oscilloscope devrait commencer à afficher des données |
3. Types d'oscilloscopes
A. Oscilloscope de stockage numérique (DSO)
- Le type le plus courant utilisé aujourd'hui.
- Magasins et traite les formes d'onde numériquement.
- Fournit des fonctionnalités comme zoom, mesures automobiles et transfert de données USB.
B. oscilloscope analogique
- Utilise un tube à rayons cathodiques (CRT) pour afficher les formes d'onde.
- Limite dans le stockage et les fonctionnalités d'analyse avancées.
- Rarement utilisé aujourd'hui, sauf dans les applications vintage ou à haute fréquence.
C. Oscilloscope de signal mixte (MSO)
- Combine un oscilloscope standard avec analyseur logique fonctionnalité.
- Peut capturer les deux analogique et signaux numériques.
D. Oscilloscope basé sur PC
- Se connecte à un ordinateur via USB et utilise un logiciel pour l'analyse du signal.
- Souvent plus abordable mais dépend de la puissance de traitement du PC.
4. Comment utiliser un oscilloscope
Étape 1: Connectez la sonde
- Brancher la sonde de l'oscilloscope dans Canal 1.
- Attacher le coup de sol aux circuits sol.
- Connectez le pourboire au point où vous souhaitez mesurer la tension.
Étape 2: Réglez l'échelle de tension (contrôle vertical)
- Ajuster V / div (volts par division) Pour s'assurer que la forme d'onde est correctement à l'échelle à l'écran.
Étape 3: Réglez la base de temps (contrôle horizontal)
- Ajuster le Temps / Div (temps par division) pour afficher un ou deux cycles à vagues complètes clairement.
Étape 4: Ajustez la déclencheur
- Définir niveau de déclenchement pour stabiliser la forme d'onde.
- Choisissez un Edge montant (↑) ou bord de chute (↓) Mode de déclenchement.
- Utiliser Mode automatique Si ce n'est pas sûr, ou Mode normal pour des captures stables.
Étape 5: Analyser la forme d'onde
- Observer le forme, fréquence, amplitude et distorsion.
- Utiliser curseurs ou mesures automatiques pour obtenir des valeurs précises.
5. Mesurer les signaux communs avec un oscilloscope
A. Mesurer la tension CC
- Connectez la sonde à la source de tension.
- Ensemble Mode de couplage CC.
- Ajuster le échelle de tension pour adapter le signal.
B. Mesurer les signaux AC
- Connectez la sonde à la source de signal AC.
- Ensemble Mode de couplage AC Pour supprimer le décalage CC.
- Ajuster Temps / Div pour voir la forme d'onde complète.
C. Mesurer la fréquence
- Définir la base de temps Ainsi, plusieurs cycles sont visibles.
- Comptez le nombre de divisions par cycle.
- Utiliser f = 1 / t (T = temps pour un cycle) pour calculer la fréquence.
D. Vérification des signaux PWM (modulation de largeur d'impulsion)
- Mesurer la largeur d'impulsion en utilisant des curseurs temporels.
- Calculer cycle de service en utilisant: Duty CYCle (%)=PerjeodPulSE WidtH×100
6. Comprendre les formes d'onde
A. Types de signaux communs
| Forme d'onde | Description | Exemples |
|---|---|---|
| Onde sinusoïdale | Forme d'onde oscillante lisse | Power AC, signaux audio |
| Onde carrée | Transitions hautes à faibles instantanées | Signaux numériques, PWM |
| Vague de triangle | Augmentant et diminuant linéairement | Générateurs de fonctions |
| Vague de dents de scie | Montée progressive, chute soudaine | Oscillateurs, signaux vidéo |
B. Identification des problèmes de signal
| Problème | Cause possible |
|---|---|
| Bruit ou distorsion | Mauvaise mise à la terre, interférence |
| Coupure | Signal dépassant la plage de tension |
| Forme d'onde instable | Paramètres de déclenchement incorrects |
| Pointes inattendues | Interférence EMI ou tensions transitoires |
7. Fonctions avancées de l'oscilloscope
- FFT (Transform Furoter Fourier): Convertit les signaux en domaine fréquentiel.
- Mode de persistance: Utile pour visualiser les pépins ou les signaux transitoires.
- Fonctions mathématiques: Addition, soustraction et multiplication des formes d'onde.
- Stockage et capture d'écran: Enregistrer les données pour une analyse ultérieure via une carte USB ou SD.
8. Applications d'un oscilloscope
- Débogage électronique: Test des circuits pour un bon fonctionnement.
- Analyse du signal: Mesurer les propriétés de la forme d'onde comme la fréquence et l'amplitude.
- Systèmes embarqués: Monitor des sorties de microcontrôleur (par exemple, Arduino, Raspberry Pi).
- Tests audio: Observez les formes d'onde sonore et les harmoniques.
- Électronique électrique: Mesurez PWM et commutation des formes d'onde dans les alimentations.
9. Conseils pour utiliser efficacement un oscilloscope
✅ Utilisez une mise à la terre appropriée: Connectez toujours le clip de terre à la sonde à masse de circuit.
✅ Commencez par le mode Auto: Si ce n'est pas sûr, utilisez Configuration automatique pour obtenir une vue initiale.
✅ Ajuster le déclencheur avec sensibilité: Aide à stabiliser les signaux répétitifs.
✅ Utiliser les paramètres de sonde appropriés: Ensemble Mode de sonde 10x Pour les signaux à haute fréquence.
✅ Vérifier la bande passante: Utilisez un oscilloscope avec au moins 5 fois la fréquence de votre signal pour des mesures précises.
Conclusion
Un oscilloscope est un outil essentiel pour les ingénieurs électroniques et les amateurs. En maîtrisant son Contrôles, déclenchement et mesures, tu peux Dépanner les circuits, analyser les signaux et obtenir des informations plus approfondies sur le comportement électronique. Si travailler avec Signaux CC, PWM ou circuits RF, un oscilloscope fournit un fenêtre en temps réel sur vos circuits.
