Cómo utilizar un osciloscopio
Introducción
¿Alguna vez te has encontrado a la hora de solucionar un problema de circuito, que necesitas más información que la que un simple multímetro te puede proporcionar? Si necesitas descubrir información como la frecuencia, el ruido, la amplitud, o cualquier otra característica que puede cambiar con el tiempo, para ello, es necesario un osciloscopio!
El osciloscopio: Es una herramienta muy importante en el laboratorio de cualquier ingeniero eléctrico. Ellos le permiten ver las señales eléctricas, ya que varían con el tiempo, lo que puede ser fundamental en el diagnóstico de por qué su temporizador 555 de circuito no parpadea correctamente, o por qué el ruido no está llegando a los límites máximos de tolerancia.
Objetivo de este Tutorial:
- Fundamentos de la O-Scopes - Una introducción a lo que es, exactamente, osciloscopios son, lo que miden, y por qué los usamos.
- Osciloscopio Lexicon - Un glosario que cubre algunas de las características más comunes del osciloscopio.
- Anatomía de un O-Scope - Una visión general de los sistemas más críticos en un osciloscopio - la pantalla, los controles horizontales y verticales, disparadores y sondas.
- El uso de un osciloscopio - Consejos y trucos para alguien que usa un osciloscopio por primera vez.
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| Un ejemplo de una pantalla de osciloscopio. Una señal (la onda sinusoidal de color amarillo en este caso) se representa gráficamente en un eje de tiempo horizontal y un eje vertical voltaje.
¿Cuales son los alcances de medición?
Principales especificaciones del osciloscopio
La pantalla Sistema Vertical Sistema Horizontal
El uso de un osciloscopio Selección de la sonda y configuración Conecte la sonda y Gire el Alcance En
Compensar una sonda atenuada El sondeo, disparo y Escalado - Consejos: Mida dos veces, corte una vez Recursos y más allá
Además de esas características fundamentales, muchos ámbitos tienen herramientas de medición, que ayudan a cuantificar rápidamente frecuencia, amplitud, y otras características de forma de onda. En general un ámbito puede medir ambas características basadas en tensión a base de tiempo y:
El o-alcance es útil en una variedad de solución de problemas y de investigación de situaciones, incluyendo:
Aprender a usar un osciloscopio significa ser introducido a todo un léxico de términos. En esta página vamos a introducir algunas de las importantes palabras de moda o de alcance que usted debe conocer antes de encender uno en.
Algunos ámbitos son mejores que otros. Estas características ayudan a definir qué tan bien se podría esperar un ámbito para llevar a cabo:
Utilizando el GA1102CAL como ejemplo, aquí están las especificaciones que se podría esperar de un ámbito de gama media:
La comprensión de estas características, usted debería ser capaz de elegir un osciloscopio que va a encajar mejor sus necesidades. Pero usted todavía tiene que saber cómo usarlo.
Si bien no hay ámbitos se crean exactamente iguales, todos ellos deben compartir algunas similitudes que los hacen funcionar de manera similar. En esta página vamos a discutir algunos de los sistemas más comunes de un osciloscopio: la pantalla, horizontales, verticales, de disparo, y los insumos.
Un osciloscopio no es nada bueno a menos que pueda mostrar la información que estás tratando de probar, lo que hace que la pantalla de una de las secciones más importantes en el ámbito de aplicación.
Cada pantalla del osciloscopio debe intersecciones con las líneas horizontales y verticales llamadas divisiones. La escala de esas divisiones se modifican con los sistemas horizontales y verticales. El sistema vertical se mide en voltios por "división" y la horizontal es "segundos por división". En general, los ámbitos contará con alrededor de 8-10 divisiones verticales (tensión) y 10-14 (segundos) divisiones horizontales.
Alcances mayores (especialmente los de la variedad analógica) por lo general cuentan con una pantalla simple, blanco y negro, a pesar de la intensidad de la onda puede variar. Más ámbitos modernos cuentan con pantallas LCD multicolor, que son una gran ayuda en la muestra más de una forma de onda a la vez.
Muchas pantallas de alcance están situados al lado de un conjunto de cerca de cinco botones - ya sea al lado o debajo de la pantalla. Estos botones se pueden utilizar para navegar por los menús y los ajustes de control del ámbito de aplicación.
El vertical de la sección del ámbito de aplicación controla la escala de voltaje en la pantalla. Hay tradicionalmente dos botones en esta sección, que le permiten controlar de forma individual la posición vertical y voltios / div.
Los más críticos voltios por división de mando le permite ajustar la escala vertical en la pantalla. Al girar el mando en sentido horario disminuye la escala, y hacia la izquierda aumentará. A escala más pequeña - menos voltios por división de la pantalla - significa que está más "has" a la forma de onda.
La pantalla del GA1102, por ejemplo, tiene 8 divisiones verticales, y la perilla de voltios / div puede seleccionar una escala entre 2 mV / div y 5V / div. Así, el zoom hasta el fondo a 2 mV / div, la pantalla puede mostrar la forma de onda que es 16mV de arriba a abajo. Totalmente "zoom out", el alcance puede mostrar una forma de onda que van más de 40V. (La sonda, como veremos más adelante, puede aumentar aún más esta gama.)
La posición de mando controla el desplazamiento de la forma de onda en la pantalla vertical. Gire el mando hacia la derecha, y la ola se moverá hacia abajo, hacia la izquierda se moverá hasta la pantalla. Puede utilizar el mando de posición para compensar parte de una forma de onda de la pantalla.
El uso de la posición y las perillas de voltios / div en conjunto, se puede hacer zoom en sólo una pequeña parte de la forma de onda que se preocupa por los más. Si has tenido una onda cuadrada 5V, pero sólo importaba lo mucho que estaba sonando en los bordes, se puede hacer un zoom en el flanco ascendente usando ambas perillas.
La sección horizontal del alcance controla la escala de tiempo en la pantalla. Al igual que el sistema vertical, el control horizontal le da dos botones: posición y segundos / div.
Los segundos por división (s / div) perilla gira para aumentar o disminuir la escala horizontal. Si gira la perilla s / div agujas del reloj, el número de segundos cada división representa disminuirá - usted será "zoom" en la escala de tiempo. Gire a la izquierda para aumentar la escala de tiempo, y muestran una mayor cantidad de tiempo en la pantalla.
Utilizando el GA1102 como ejemplo de nuevo, la pantalla cuenta con 14 divisiones horizontales, y puede mostrar en cualquier lugar entre 2ns y 50 por división. Así que el zoom hasta el fondo de la escala horizontal, el alcance puede mostrar 28nS de una forma de onda y el zoom salida que puede mostrar una señal a medida que cambia más de 700 segundos.
La posición de mando se puede mover la forma de onda a la derecha oa la izquierda de la pantalla, ajustar la horizontal compensado.
Usando el sistema horizontal, puede ajustar la cantidad de períodos de una forma de onda que quieres ver. Puede disminuir el zoom y mostrar múltiples picos y valles de una señal:
O usted puede hacer zoom camino, y utilice el mando de posición para mostrar sólo una pequeña parte de una ola:
Sistema de activación
La sección de disparo se dedica a estabilizar y centrar el osciloscopio. El disparador dice el alcance qué partes de la señal de "gatillo" en y empezar a medir. Si su forma de onda es periódica, el gatillo puede ser manipulado para mantener la pantalla estática y sin fisuras. Una ola mal desencadenado producirá de inducir convulsiones olas radicales como este:
La sección de disparo de un alcance por lo general se compone de un mando de nivel y un conjunto de botones para seleccionar la fuente y el tipo de disparo. El mando de nivel puede ser torcido para establecer un disparador para un punto de tensión específica.
Una serie de botones y menús de la pantalla constituyen el resto del sistema de disparo. Su propósito principal es seleccionar la fuente de disparo y el modo. Hay una variedad de tipos de disparo, que manipulan cómo se activa el gatillo:
También puede generalmente seleccionar un modo de disparo, lo que, en efecto, dice el alcance con qué fuerza se siente con su gatillo. En el modo de disparo automático, el alcance puede intentar llamar su forma de onda, incluso si no se activa. El modo normal sólo llamar su onda si ve el gatillo especificado. Y el modo de un solo busca su disparador especificado, cuando ve que va a llamar la ola y luego se detiene.
Un osciloscopio sólo es bueno si en realidad se puede conectar a una señal, y para eso se necesitan sondas. Las sondas son dispositivos de entrada única que encaminar una señal de su circuito al alcance. Tienen una fuerte puntaque investiga en un punto en su circuito. La punta también se puede equipar con ganchos, pinzas o clips para que enganche en un circuito fácil. Cada sonda también incluye un clip de tierra, que debe fijarse de forma segura a un punto en común en el circuito bajo prueba.
Mientras que las sondas pueden parecer simples dispositivos que acaba de trabar sobre el circuito y llevan una señal al alcance, no hay realmente mucho que se dedica a diseño de la sonda y la selección.
De manera óptima, lo que una sonda tiene que ser invisible - no debe tener ningún efecto sobre la señal bajo prueba.Desafortunadamente, largos cables tienen inductancia intrínseca, capacitancia y resistencia, por lo que, no importa qué, van a afectar a las lecturas de alcance (especialmente a altas frecuencias).
Hay una variedad de tipos de sonda hacia fuera allí, la más común de las cuales es la sonda pasiva, la mayoría de los ámbitos incluidos con. La mayoría de los "valores" sondas pasivas están atenuados. Sondas atenuantes tienen una gran resistencia incorporada intencional y derivada por un pequeño condensador, lo que ayuda a minimizar el efecto de que un cable largo podría tener sobre la carga de su circuito. En serie con la impedancia de entrada de un ámbito de aplicación, esta sonda atenuada creará un divisor de tensión entre la señal y la entrada de alcance.
La mayoría de las sondas tienen una 9MΩ resistencia para la atenuación, que, cuando se combina con una impedancia de entrada estándar 1MΩ en un ámbito, crea un divisor de tensión décimo. Estas sondas son comúnmente llamados 10X atenuadas sondas. Muchas sondas incluyen un interruptor para seleccionar entre 10X y 1X (sin atenuación).
Sondas atenuadas son excelentes para mejorar la precisión a altas frecuencias, sino que también reduce la amplitud de la señal. Si usted está tratando de medir una señal muy baja tensión, es posible que tenga que ir con una sonda 1X. También puede ser necesario para seleccionar un ajuste en su ámbito de aplicación a decirle que usted está utilizando una sonda atenuada, aunque muchos ámbitos pueden detectar automáticamente este.
Más allá de la sonda pasiva atenuado, hay una variedad de otras sondas que hay. Las sondas activas son alimentados sondas (que requieren una fuente de alimentación separada), que puede amplificar la señal o incluso pre-proceso antes de que llegue a su ámbito de aplicación. Aunque la mayoría de las sondas se han diseñado para medir la tensión, hay sondas diseñadas para medir la corriente AC o DC. Sondas actuales son únicos ya que a menudo abrazadera alrededor de un alambre, realidad nunca hacer contacto con el circuito.
La infinita variedad de señales por ahí significa que nunca operar un osciloscopio de la misma manera dos veces.Pero hay algunos pasos que puede contar con la realización de casi cada vez que se prueba un circuito. En esta página vamos a mostrar una señal de ejemplo, y los pasos necesarios para medirla.
En primer lugar, tendrás que seleccionar una sonda. Para la mayoría de las señales, el simple sonda pasiva incluye con su telescopio funcionará perfectamente bien.
A continuación, antes de conectarlo a su alcance, establecer la atenuación en la sonda. 10X - el factor de atenuación más común - es generalmente la opción más bien redondeado. Si usted está tratando de medir una señal muy baja tensión, sin embargo, puede que tenga que utilizar 1X.
Conecte la sonda al primer canal en su ámbito de aplicación, y vuelva a encenderlo. Ten un poco de paciencia aquí, algunos ámbitos tardar en arrancar como un viejo PC.
Cuando arranca el alcance hasta que no vean las divisiones, la escala, y una línea ruidosa y plana de una forma de onda.
La pantalla también debe mostrar el previamente establecido valores de tiempo y voltios por div. Haciendo caso omiso de esas escalas, por ahora, hacer estos ajustes para poner su alcance en una configuración estándar:
Para ayuda para hacer estos ajustes, consulte el manual del usuario de su ámbito de aplicación (como ejemplo, aquí está el manual GA1102CAL).
Vamos a conectar ese canal hasta una señal significativa. La mayoría de los ámbitos tendrán un generador de frecuencia integrado que emite una onda confiable, ajuste de frecuencia - en la GA1102CAL hay una salida de onda cuadrada de 1 kHz en la parte inferior derecha del panel frontal. La salida del generador de frecuencia tiene dos conductores separados - uno para la señal y otro para suelo. Conecte la sonda de su clip de tierra a la tierra, y lapunta de la sonda a la salida de la señal.
Tan pronto como se conecta las dos partes de la sonda, debería ver una señal comienzan a bailar alrededor de su pantalla. Intenta tocar el violín con los mandos del sistema horizontal y vertical para maniobrar la forma de onda de alrededor de la pantalla. Rotación de la perillas de escala de las agujas del reloj se "zoom en" la forma de onda, y hacia la izquierda aleja. También puede utilizar el mando de la posición para localizar aún más su forma de onda.
Si su onda es todavía inestable, intente girar la posición de disparo perilla. Asegúrese de que el gatillo no es más alto que el pico más alto de la forma de onda. Por defecto, el tipo de disparo se debe establecer en el borde, que suele ser una buena opción para las ondas cuadradas como este.
Intenta tocar el violín con los mandos suficientes para mostrar un único período de la onda en la pantalla.
O pruebe el zoom salida en la escala de tiempo para mostrar decenas de plazas.
Si su sonda se establece en 10 veces, y usted no tiene una forma de onda perfectamente cuadrada como se muestra arriba, puede que tenga que compensar la sonda. La mayoría de las sondas tienen una cabeza de tornillo empotrado, que puede girar para ajustar la capacidad en paralelo de la sonda.
Trate de usar un destornillador pequeño para girar este potenciómetro y observe lo que ocurre con la forma de onda.
Ajuste la tapa de recorte en el mango de la sonda hasta que tenga un borde recto de onda cuadrada. Compensación sólo es necesario si la sonda es atenuada (por ejemplo, 10 veces), en cuyo caso es crítico (especialmente si usted no sabe quién utiliza su telescopio fin!).
Una vez que ha compensado la sonda, es hora de medir una señal real! Ir encontrar una fuente de señal (generadorde frecuencia?, Terror-Min?) Y volver.
La primera clave para sondear una señal es encontrar un sólido, fiable punto de tierra. Estrechar su clip de tierra a una tierra conocida, a veces puede que tenga que utilizar un cable pequeño a intermedio entre el clip de tierra y punto de tierra de su circuito. A continuación, conecte el extremo de la sonda a la señal bajo prueba. Existen puntas de las sondas en una variedad de factores de forma - el clip de resorte, punta fina, ganchos, etc. - tratan de encontrar uno que no requiere que usted para mantenerlo en su lugar todo el tiempo.
Una vez que su señal está en la pantalla, es posible que desee comenzar ajustando las escalas horizontal y vertical en al menos el "estadio" de su señal. Si usted está sondeando una onda cuadrada 5V 1 kHz, es probable que desee la voltios / div algún lugar alrededor de 0.5-1V, y establecer el segundo / div a alrededor de 100μs (14 divisiones mostrarían períodos sobre una hora y media).
Si parte de su ola sube o baja de la pantalla, se puede ajustar la posición vertical para moverlo hacia arriba o hacia abajo. Si la señal es puramente DC, es posible que desee para ajustar el nivel de 0 V en la parte inferior de la pantalla.
Una vez que tenga las escalas ballparked, la forma de onda puede necesitar algún desencadenante. Edge activación - en el ámbito de aplicación intenta iniciar su exploración cuando ve aumento de tensión (o caída) más allá de un punto de ajuste - es el tipo más fácil de usar. El uso de un disparo por flanco, tratar de establecer el nivel de disparo en un punto en su forma de onda que sólo ve un flanco de subida, una vez por período.
Ahora acaba de escala, posición, gatillo y repita hasta que estás viendo exactamente lo que necesita.
Con una señal con ámbito, activa, y ampliarse, llega el momento de medir los transitorios, puntos y otras propiedades de forma de onda. Algunos ámbitos tener más herramientas de medida que otros, pero todos ellos se por lo menos tener divisiones, de los que debe ser capaz de al menos estimar la amplitud y frecuencia.
Muchos ámbitos apoyan una variedad de herramientas de medición automáticos, pueden incluso mostrar constantemente la información más relevante, al igual que la frecuencia. Para sacar el máximo provecho de su ámbito de aplicación, usted querrá explorar todas las funciones de medición que soporta. La mayoría de los ámbitos calculará frecuencia, amplitud, ciclo de trabajo, tensión media, y una variedad de otras características de la onda de forma automática.
El uso de herramientas de medida del alcance para encontrar V PP, V Max, frecuencia, periodo y ciclo de trabajo.
Una tercera herramienta de medición muchos ámbitos proporcionan es cursores. Los cursores son, marcadores móviles en pantalla que se pueden colocar ya sea en el tiempo o el eje de tensión. Cursores por lo general vienen en pares, por lo que pueden medir la diferencia entre uno y otro.
Midiendo el sonido de una onda cuadrada con los cursores.
Una vez que ha medido la cantidad que estabas buscando, usted puede comenzar a realizar ajustes en su circuito y medir un poco más! Algunos ámbitos también apoyan el ahorro, la impresión, o el almacenamiento de una forma de onda, para que puedas recordar y recordar tiempos aquellos buenos viejos cuando Scoped esa señal.
Para saber más acerca de lo que su alcance puede hacerlo, consulte el manual de su usuario!
Con las herramientas tratados en este tutorial, usted debe estar preparado para iniciar la determinación del alcance de las señales de su cuenta. Si usted todavía no está seguro de lo que ciertas partes de su ámbito de aplicación son para, primero consulte a su manual del usuario. Estos son algunos recursos adicionales que recomendamos que visites, así:
Ahora que usted es un Osciloscopio-er practicado, lo circuito vas a ser la depuración? ¿Necesitas un poco de inspiración? Aquí hay algunos tutoriales relacionados Te recomendamos echarle un vistazo a continuación!
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Este tutorial tiene como objetivo introducir los conceptos, la terminología y los sistemas de control de los osciloscopios. Está dividido en las siguientes secciones:
En nuestro caso, usaremos la Gratten GA1102CAL - de nivel medio, un muy útil, Osciloscopio digital - como base para nuestra discusión alcance. Otros equipos con alcances distintos pueden parecer diferentes, pero todos ellos comparten un conjunto similar de mecanismos de control y de interfaz.
Lectura sugerida
Antes de continuar con este tutorial, debe familiarizarse con los siguientes conceptos. Y dele un vistazo al tutorial si quiere aprender más.
Fundamentos de la O-Scopes
El propósito principal de un osciloscopio es representar gráficamente una señal eléctrica, ya que varía con el tiempo. La mayoría de los ámbitos produce un gráfico de dos dimensiones con el tiempo en el eje x y el voltaje en el eje y.
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