AN אוֹסְצִילוֹסקוּפּ הוא כלי חיוני עבור הדמיה וניתוח אותות חשמלייםו הוא משמש בדרך כלל ב בדיקות אלקטרוניקה, מעגלי ניפוי באגים ומדידת צורות גל ביישומי חשמל ו- RF. מדריך זה מכסה יסודות אוסצילוסקופ, תכונות מפתח וכיצד להשתמש בהן ביעילות.
1. מהו אוסצילוסקופ?
AN אוסצילוסקופ (או היקף) הוא מכשיר שמציג מתח לאורך זמן ב פורמט גרפיו THE ציר X מייצג זמן, ואילו ציר Y מייצג מתחו זה מאפשר למהנדסים ותחביבים להתבונן צורות גל, מדוד אותות ופתרון בעיות.
2. תכונות מפתח של אוסצילוסקופ
| תכונה | תֵאוּר |
|---|---|
| ערוצים | מספר הכניסות (למשל, 1, 2, 4 ערוצים) |
| רוחב פס | תדר מקסימלי האוסילוסקופ יכול למדוד במדויק (למשל, 50 מגהרץ, 100 מגה הרץ, 1GHz) |
| קצב דגימה | השיעור בו ההיקף לוכד נתונים (למשל, 1 GS/S = מיליארד דגימות בשנייה) |
| בסיס זמן | שולט בכמה זמן מוצג על המסך לכל חלוקה (למשל, 1ms/div, 100μs/div) |
| סולם מתח | שולט בכמה מתח כל חלוקה אנכית מייצגת (למשל, 1V/Div, 500MV/Div) |
| מפעילים | מייצב ולוכד צורות גל חוזרות ונשנות על ידי הגדרה מתי האוסילוסקופ צריך להתחיל להציג נתונים |
3. סוגי אוסצילוסקופים
א. אוסצילוסקופ אחסון דיגיטלי (DSO)
- הסוג הנפוץ ביותר ששימש כיום.
- מאחסנים ומעבד צורות גל דיגיטליות.
- מספק תכונות כמו התקרבות, מדידות אוטומטיות והעברת נתונים של USB.
ב. אוסצילוסקופ אנלוגי
- משתמש בצינור קרני קתודה (CRT) כדי להציג צורות גל.
- מוגבלת בתכונות אחסון וניתוח מתקדם.
- נעשה שימוש לעיתים רחוקות כיום למעט ביישומי וינטג 'או בתדר גבוה.
ג. אוסילוסקופ איתות מעורב (MSO)
- משלב אוסילוסקופ סטנדרטי עם לוגיקה מנתח פונקציונליות.
- יכול לתפוס את שניהם אנלוגי וכן אותות דיגיטליים.
ד. אוסצילוסקופ מבוסס מחשב
- מתחבר למחשב דרך USB ומשתמש בתוכנה לניתוח אותות.
- לעיתים קרובות יותר משתלם אך תלוי בכוח העיבוד של המחשב.
4. כיצד להשתמש באוסילוסקופ
שלב 1: חבר את הבדיקה
- חבר את בדיקת האוסילוסקופ לְתוֹך ערוץ 1.
- צרף את קליפ קרקע למעגל טָחוּן.
- חבר את טיפ לבדיקה עד כדי כך שאתה רוצה למדוד מתח.
שלב 2: הגדר את סולם המתח (שליטה אנכית)
- לְהַתְאִים V/div (וולט לחטיבה) כדי להבטיח שצורת הגל היא קנה מידה כראוי על המסך.
שלב 3: הגדר את בסיס הזמן (בקרה אופקית)
- התאם את זמן/div (זמן לכל חטיבה) להצגה מחזורי גל אחד או שניים מלאים בְּבִירוּר.
שלב 4: התאם את ההדק
- הגדר את רמת ההדק לייצוב צורת הגל.
- בחר א Rising Edge (↑) אוֹ נופל קצה (↓) מצב טריגר.
- לְהִשְׁתַמֵשׁ מצב אוטומטי אם לא בטוח, או מצב רגיל לכיבוש יציב.
שלב 5: נתח את צורת הגל
- התבונן ב- צורה, תדר, משרעת ועיוות.
- לְהִשְׁתַמֵשׁ סמן או מדידות אוטומטיות כדי לקבל ערכים מדויקים.
5. מדידת אותות נפוצים עם אוסילוסקופ
א. מדידת מתח DC
- חבר את הבדיקה למקור המתח.
- מַעֲרֶכֶת מצב צימוד DC.
- התאם את סולם מתח כדי להתאים לאות.
ב. מדידת אותות AC
- חבר את הבדיקה למקור האות AC.
- מַעֲרֶכֶת מצב צימוד AC להסרת קיזוז DC.
- לְהַתְאִים זמן/DIV כדי לראות את צורת הגל המלאה.
ג. תדר מדידה
- הגדר את בסיס הזמן אז מחזורים מרובים נראים לעין.
- ספר את מספר החטיבות בכל מחזור.
- לְהִשְׁתַמֵשׁ f = 1/t (T = זמן למחזור אחד) לחישוב התדר.
ד. בדיקת אותות PWM (מודולציה של רוחב הדופק)
- מדוד רוחב הדופק באמצעות סמן זמן.
- לְחַשֵׁב מחזור חובה באמצעות: דuty גycL.ה (%)=עמ 'ERאֲנִיO.דעמ 'uL.SE Wiדtח×100
6. הבנת צורות גל
א. סוגי אותות נפוצים
| צורת גל | תֵאוּר | דוגמאות |
|---|---|---|
| גל סינוס | צורת גל מתנדנדת חלקה | כוח AC, אותות שמע |
| גל מרובע | מעברים מיידיות עד נמוכות | אותות דיגיטליים, PWM |
| גל משולש | באופן לינארי הולך ויורד | מחוללי פונקציות |
| גל מסור | עלייה הדרגתית, ירידה פתאומית | מתנדים, אותות וידאו |
ב. זיהוי בעיות איתות
| לְהַנפִּיק | סיבה אפשרית |
|---|---|
| רעש או עיוות | הארקה לקויה, התערבות |
| גֶזֶר | איתות העולה על טווח המתח |
| צורת גל לא יציבה | הגדרות הפעלה שגויות |
| קוצים לא צפויים | הפרעות EMI או מתחים חולפים |
7. אוסצילוסקופ תכונות מתקדמות
- Fft (טרנספורמציה מהירה של פורייה): ממיר אותות לתחום תדרים.
- מצב התמדה: שימושי להמחשת תקלות או אותות חולפים.
- פונקציות מתמטיקה: תוספת, חיסור וכפל של צורות גל.
- אחסון ומסך מסך: שמור נתונים לניתוח מאוחר יותר באמצעות כרטיס USB או SD.
8. יישומים של אוסצילוסקופ
- ניפוי באגים של אלקטרוניקה: בדיקת מעגלים להפעלה נאותה.
- ניתוח אותות: מדוד מאפייני צורת גל כמו תדר ומשרעת.
- מערכות משובצות: עקוב אחר תפוקות מיקרו -בקר (למשל, Arduino, Raspberry Pi).
- בדיקת שמע: שימו לב לצורות גל קול והרמוניות.
- חשמל אלקטרוניקה: מדוד PWM ומיתוג צורות גל בספקי חשמל.
9. טיפים לשימוש באוסילוסקופ ביעילות
✅ השתמש בהארקה נכונה: חבר תמיד את קליפ הקרקע לבדיקה ל קרקע מעגל.
✅ התחל עם מצב אוטומטי: אם לא בטוח, השתמש הגדרת אוטומטית כדי לקבל תצוגה ראשונית.
✅ התאם את ההדק ברגישות: עוזר לייצב אותות חוזרים.
✅ השתמש בהגדרות בדיקה נכונות: סט מצב בדיקה 10x לאותות בתדר גבוה.
✅ בדוק את רוחב הפס: השתמש באוסילוסקופ עם לפחות 5x תדר האות שלך למדידות מדויקות.
מַסְקָנָה
AN אוֹסְצִילוֹסקוּפּ הוא כלי חיוני למהנדסי אלקטרוניקה ותחביביםו על ידי שליטה שלו בקרות, הפעלה ומדידות, אתה יכול פתרון בעיות במעגלים, לנתח אותות ולקבל תובנות עמוקות יותר על התנהגות אלקטרוניתו אם עבודה עם אותות DC, PWM או מעגלי RF, אוסצילוסקופ מספק חלון בזמן אמת למעגלים שלך.
