หนึ่ง ออสซิลโลสโคป เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับ การแสดงภาพและวิเคราะห์สัญญาณไฟฟ้า- มันมักจะใช้ใน การทดสอบอิเล็กทรอนิกส์วงจรการดีบักและการวัดรูปคลื่น ในการใช้งานไฟฟ้าและ RF คู่มือนี้ครอบคลุม พื้นฐานออสซิลโลสโคปคุณสมบัติที่สำคัญและวิธีการใช้อย่างมีประสิทธิภาพ.
1. ออสซิลโลสโคปคืออะไร?
หนึ่ง ออสซิลโลสโคป (หรือขอบเขต) เป็นอุปกรณ์ที่แสดง แรงดันไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไป ใน รูปแบบกราฟิก- ที่ แกน x หมายถึงเวลาในขณะที่ แกน y แสดงถึงแรงดันไฟฟ้า- สิ่งนี้ช่วยให้วิศวกรและมือสมัครงานสามารถสังเกตได้ รูปคลื่นวัดสัญญาณและการแก้ไขปัญหาวงจร.
2. คุณสมบัติที่สำคัญของออสซิลโลสโคป
| คุณสมบัติ | คำอธิบาย |
|---|---|
| ช่อง | จำนวนอินพุต (เช่น 1, 2, 4 ช่อง) |
| แบนด์วิดธ์ | ความถี่สูงสุดออสซิลโลสโคปสามารถวัดได้อย่างแม่นยำ (เช่น 50MHz, 100MHz, 1GHz) |
| อัตราการสุ่มตัวอย่าง | อัตราที่ขอบเขตจับข้อมูล (เช่น 1 gs/s = 1 พันล้านตัวอย่างต่อวินาที) |
| ฐานเวลา | ควบคุมระยะเวลาที่แสดงบนหน้าจอต่อส่วน (เช่น 1ms/div, 100µs/div) |
| เครื่องชั่งแรงดันไฟฟ้า | ควบคุมปริมาณแรงดันไฟฟ้าแต่ละส่วนแนวตั้งแสดงถึง (เช่น 1V/DIV, 500MV/DIV) |
| การเรียก | ทำให้รูปคลื่นที่มีความเสถียรและจับภาพซ้ำ ๆ โดยการกำหนดเมื่อออสซิลโลสโคปควรเริ่มแสดงข้อมูล |
3. ประเภทของออสซิลโลสโคป
A. ออสซิลโลสโคปที่เก็บข้อมูลดิจิตอล (DSO)
- ประเภทที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน
- จัดเก็บและประมวลผลรูปคลื่นแบบดิจิทัล
- ให้คุณสมบัติเช่น การซูมการวัดอัตโนมัติและการถ่ายโอนข้อมูล USB.
B. ออสซิลโลสโคปอะนาล็อก
- ใช้หลอดแคโทดเรย์ (CRT) เพื่อแสดงรูปคลื่น
- จำกัด คุณสมบัติการจัดเก็บและการวิเคราะห์ขั้นสูง
- ไม่ค่อยได้ใช้ในวันนี้ยกเว้นในแอพพลิเคชั่นวินเทจหรือความถี่สูง
C. ออสซิลโลสโคปสัญญาณผสม (MSO)
- รวมออสซิลโลสโคปมาตรฐานเข้ากับ เครื่องวิเคราะห์ตรรกะ ฟังก์ชั่น
- สามารถจับภาพทั้งสอง อนาล็อก และ สัญญาณดิจิตอล.
D. ออสซิลโลสโคปบนพีซี
- เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่าน USB และใช้ซอฟต์แวร์สำหรับการวิเคราะห์สัญญาณ
- มักจะมีราคาไม่แพงมาก แต่ ขึ้นอยู่กับกำลังการประมวลผลของพีซี.
4. วิธีใช้ออสซิลโลสโคป
ขั้นตอนที่ 1: เชื่อมต่อโพรบ
- เสียบโพรบออสซิลโลสโคป เข้าไปข้างใน ช่อง 1.
- แนบ คลิปบด ไปยังวงจร พื้น.
- เชื่อมต่อ เคล็ดลับโพรบ จนถึงจุดที่คุณต้องการวัดแรงดันไฟฟ้า
ขั้นตอนที่ 2: ตั้งค่าระดับแรงดันไฟฟ้า (การควบคุมแนวตั้ง)
- ปรับ v/div (โวลต์ต่อส่วน) เพื่อให้แน่ใจว่ารูปคลื่นคือ ปรับขนาดอย่างเหมาะสม บนหน้าจอ
ขั้นตอนที่ 3: ตั้งค่าฐานเวลา (การควบคุมแนวนอน)
- ปรับ เวลา/div (เวลาต่อส่วน) เพื่อแสดง หนึ่งหรือสองรอบคลื่นเต็ม ชัดเจน.
ขั้นตอนที่ 4: ปรับทริกเกอร์
- ตั้งค่า ระดับทริกเกอร์ เพื่อรักษาเสถียรภาพของคลื่น
- เลือก ขอบที่เพิ่มขึ้น (↑) หรือ ขอบที่ตกลงมา (↓) โหมดทริกเกอร์
- ใช้ โหมดอัตโนมัติ หากไม่แน่ใจหรือ โหมดปกติ สำหรับการจับที่มั่นคง
ขั้นตอนที่ 5: วิเคราะห์รูปคลื่น
- สังเกต รูปร่างความถี่แอมพลิจูดและการบิดเบือน.
- ใช้ เคอร์เซอร์หรือการวัดอัตโนมัติ เพื่อรับค่าที่ถูกต้อง
5. การวัดสัญญาณทั่วไปด้วยออสซิลโลสโคป
A. การวัดแรงดันไฟฟ้า DC
- เชื่อมต่อโพรบ ไปยังแหล่งแรงดันไฟฟ้า
- ชุด โหมดการมีเพศสัมพันธ์ DC.
- ปรับ เครื่องชั่งแรงดันไฟฟ้า เพื่อให้พอดีกับสัญญาณ
B. การวัดสัญญาณ AC
- เชื่อมต่อโพรบ ไปยังแหล่งสัญญาณ AC
- ชุด โหมดการมีเพศสัมพันธ์ AC ในการลบ DC Offset
- ปรับ เวลา/div เพื่อดูรูปคลื่นเต็ม
C. การวัดความถี่
- ตั้งค่าฐานเวลา มองเห็นได้หลายรอบ
- นับจำนวนหน่วยงานต่อรอบ
- ใช้ f = 1/t (t = เวลาหนึ่งรอบ) เพื่อคำนวณความถี่
D. การตรวจสอบสัญญาณ PWM (การปรับความกว้างพัลส์)
- วัดความกว้างพัลส์ ใช้เคอร์เซอร์เวลา
- คำนวณ วงจรหน้าที่ โดยใช้: dคุณTy CYClอี (%)=Pเอ้อฉันโอdPคุณlSE WIdTชม.×100
6. การทำความเข้าใจรูปคลื่น
A. ประเภทสัญญาณทั่วไป
| รูปคลื่น | คำอธิบาย | ตัวอย่าง |
|---|---|---|
| คลื่นไซน์ | รูปคลื่นแบบสั่นเรียบ | ไฟ AC, สัญญาณเสียง |
| คลื่นสี่เหลี่ยมจัตุรัส | การเปลี่ยนผ่านสูงถึงต่ำทันที | สัญญาณดิจิตอล, PWM |
| คลื่นสามเหลี่ยม | เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงและลดลง | เครื่องกำเนิดฟังก์ชั่น |
| คลื่นเลื่อย | เพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปลดลงอย่างกะทันหัน | ออสซิลเลเตอร์สัญญาณวิดีโอ |
B. การระบุปัญหาสัญญาณ
| ปัญหา | สาเหตุที่เป็นไปได้ |
|---|---|
| เสียงรบกวนหรือการบิดเบือน | กราวด์ไม่ดีการแทรกแซง |
| การตัด | สัญญาณเกินช่วงแรงดันไฟฟ้า |
| รูปคลื่นที่ไม่เสถียร | การตั้งค่าทริกเกอร์ไม่ถูกต้อง |
| แหลมที่ไม่คาดคิด | การรบกวน EMI หรือแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว |
7. คุณสมบัติขั้นสูงของออสซิลโลสโคป
- FFT (การแปลงฟูริเยร์เร็ว): แปลงสัญญาณเป็นโดเมนความถี่
- โหมดการคงอยู่: มีประโยชน์สำหรับการแสดงภาพข้อบกพร่องหรือสัญญาณชั่วคราว
- ฟังก์ชั่นคณิตศาสตร์: นอกจากนี้การลบและการคูณของรูปคลื่น
- ที่เก็บและภาพหน้าจอ: บันทึกข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์ในภายหลังผ่านบัตร USB หรือ SD
8. แอปพลิเคชันของออสซิลโลสโคป
- การดีบักอิเล็กทรอนิกส์: วงจรทดสอบสำหรับการทำงานที่เหมาะสม
- การวิเคราะห์สัญญาณ: วัดคุณสมบัติของรูปคลื่นเช่นความถี่และแอมพลิจูด
- ระบบฝังตัว: ตรวจสอบเอาต์พุตไมโครคอนโทรลเลอร์ (เช่น Arduino, Raspberry Pi)
- การทดสอบเสียง: สังเกตรูปคลื่นเสียงและฮาร์มอนิก
- อิเล็กทรอนิกส์พลังงาน: วัด PWM และการสลับรูปคลื่นในแหล่งจ่ายไฟ
9. เคล็ดลับในการใช้ออสซิลโลสโคปได้อย่างมีประสิทธิภาพ
✅ ใช้สายดินที่เหมาะสม: เชื่อมต่อคลิปกราวด์โพรบกับเสมอ กราวด์.
✅ เริ่มต้นด้วยโหมดอัตโนมัติ: หากไม่แน่ใจให้ใช้ การตั้งค่าอัตโนมัติ เพื่อรับมุมมองเริ่มต้น
✅ ปรับทริกเกอร์อย่างไว: ช่วยให้สัญญาณซ้ำ ๆ มีเสถียรภาพ
✅ ใช้การตั้งค่าโพรบที่เหมาะสม: ชุด โหมดโพรบ 10x สำหรับสัญญาณความถี่สูง
✅ ตรวจสอบแบนด์วิดท์: ใช้ออสซิลโลสโคปด้วย อย่างน้อย 5x ความถี่ของสัญญาณของคุณ สำหรับการวัดที่แม่นยำ
บทสรุป
หนึ่ง ออสซิลโลสโคป เป็น เครื่องมือสำคัญสำหรับวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์และมือสมัครเล่น- โดยการควบคุมมัน การควบคุมทริกเกอร์และการวัดคุณทำได้ การแก้ไขปัญหาวงจรวิเคราะห์สัญญาณและรับข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับพฤติกรรมอิเล็กทรอนิกส์- ไม่ว่าจะทำงานกับ สัญญาณ DC, PWM หรือ RF วงจรออสซิลโลสโคปให้ หน้าต่างแบบเรียลไทม์เข้าสู่วงจรของคุณ.
