Осциллограф – это цифровой или аналоговый прибор, предназначенный для визуального контроля формы напряжения и токов. Любой специалист занимающийся ремонтом электроники, должен уметь пользоваться Oscilloscope, для проведения диагностики.
Для разработки и ремонта современной электронной техники необходимы специализированные знания в области электронных схема построений. При проектировании или исследовании любой схемы необходимо проводить измерения. Так как большинство схем имеют импульсный режим работы, то приборы должны соответствовать исследуемой технике.
Если мы до этого могли свободно обходиться мультиметром, измеряя необходимые значения токов и напряжения, то при диагностике современной электроники этого будет недостаточно. Так как помимо значений измеренных мультиметром, необходимо визуально контролировать форму сигнала устройства или участка схемы, который исследуется.
В этом случае применяется прибор называемый – Осциллографом. Данный прибор визуально показывает какие процессы происходят в электрической схеме, в определенный момент исследования. На практике научиться применять Oscilloscope можно пройдя очное обучение по программе Электроника и схемотехника в Bgacenter.
Осциллографы существуют двух типов:
Развитие электронной техники вытеснили аналоговые, а цифровые завоевали особую популярность среди электронщиков и начинающих радиолюбителей. За счет простоты их использования, а также минимальной подготовки к работе. Данные приборы обладают большим функционалом, многими полезными функциями, которые отсутствуют у аналоговых приборов. При ремонте и настройке блока питания APW8 необходимо применять Oscilloscope, для визуального контроля амплитуды и длительности на входах полевых транзисторов каскада PFC и оконечного каскада.
Осциллограф – практически тот же вольтметр, где измеряется напряжение, поэтому прибор подключается параллельно к участку измеряемой цепи, либо параллельно источнику питания. Если применить закон Ома, то можно увидеть необходимый сигнал – форму тока. Для этого необходимо применить сопротивление значением 1 Ом, а при делении напряжения на сопротивление в 1 Ом получим силу тока и его форму.
В данной инструкции будем рассматривать все примеры, применяя цифровой осциллограф АКИП-4115/4А.
Для использования прибора его необходимо подключить к электрической сети, при помощи сетевого шнура идущего в комплекте с прибором.
Далее на верхней части корпуса необходимо нажать кнопку, подождать некоторое время, когда загрузится программа осциллографа. На экране появится заставка с названием прибора. После загрузки операционной системы устройства засветится дисплей (горизонтальная линия на экране прибора).
Так как Oscilloscope является двух канальным, то по умолчанию включается первый канал. Клавиша КАН 1 на передней панели, обозначена желтым цветом. Канал подсвечивается, а на экране прибора так же светится желтая линия.
В нижней части панели управления имеется высокочастотный разъем BNC (Bayonet Neill-Concelman), также желтого цвета, что соответствует подсвечиваемой линии на экране осциллографа. Для второго канала используется синий цвет, это связано с удобством в работе при одновременном наблюдении осциллографом сигнала в исследуемом устройстве.
Для дальнейшей работы, необходимо перейти к определенным настройкам АКИП-4115/4А. По умолчанию может быть выставлен определенный режим работы, например заданный производителем (язык интерфейса, время, значения настроек). Для этого в данном приборе существует специализированное меню которое имеет 6 независимых функциональных кнопок расположенных в верхней части настроечного блока в два ряда.
Верхний ряд имеет клавиши:
Нижний ряд имеет клавиши:
Слева от данного меню находится регулятор “УСТАНОВКА”, который необходим для настройки необходимых параметров прибора в соответствующем МЕНЮ.
При нажатии кнопки “Утилиты” в правой части экрана прибора появляется 4-х страничное меню. Самая верхняя клавиша “Меню вкл/выкл” может удалять при нажатии на нее меню с экрана прибора. В нижней части блока кнопок расположенных на панели экрана, расположена кнопка “Печать”. При помощи которой можно записать данные с экрана осциллографа на флеш носитель.
При повторном нажатии на клавишу “Меню вкл/выкл” меню снова появляется на экране. 4-х страничное меню, можно переключать нажимая пятую клавишу сверху.
При выборе первой страницы меню, клавишей “1” можно включить подменю “СТАТУС”, при этом на экране осциллографа появляется информация о статусе прибора. Выход из этого подменю осуществляется нажатием клавиши “Однократно”.
Клавиша подменю “2” управляет отключением и включением звукового сигнала.
Клавиша “3” выводит на экран частоту измеряемого сигнала.
Кнопка “4” позволяет выбрать язык интерфейса.
При нажатии клавиши “5” включается вторая страница подменю. В этой вкладке, нажимая на кнопку “1” выполняется самокалибровка.
В режиме Самокалибровки необходимо отключить от прибора все пробники и кабели. Затем нажать кнопку “Однократно”, при этом появляется шкала зеленого цвета, которая заполняется. После завершения Самокалибровки нажать кнопку “Однократно”. Для выхода из режима Самокалибровки необходимо нажать клавишу “ПУСК/СТОП”.
Режим “Самотестирования”. При нажатии клавиши “2” открывается подменю соответствующее кнопкам:
Выход из данного подменю осуществляется нажатием кнопки “Утилиты”.
Страница 3 подменю. Соответствие кнопок настройкам:
Страница 4 подменю. Соответствие кнопок настройкам:
“Дисплей” – клавиша основного меню
При нажатии этой кнопки высвечиваются следующие пункты подменю:
При нажатии клавиши “1” мы можем видеть линию осциллографа либо в виде точек, либо в виде прямой линии (вектор).
При нажатии клавиши “2” выбираем длительность свечения экрана после проведения измерения. От 1 секунды до бесконечности.
При нажатии клавиши “3” – мы можем регулировать яркость свечения луча при помощи ручки регулятора “Установка”.
При нажатии клавиши “4” мы можем регулировать яркость координационной сетки, для удобства пользования.
Выход из этого меню осуществляется нажатием клавиши “Утилиты”
“Измерения” – клавиша основного меню
При нажатии этой кнопки открывается пять видов подменю:
“Курсоры” – клавиша основного меню
Устанавливает линии ограничения измерений по амплитуде и по частоте
“Сбор информации” – клавиша основного меню
Используется режим выборки
“Зап/Выз” – клавиша основного меню
Переводит режим осциллографа при нажатии первой клавиши к заводским настройкам.
“Начальные установки” переводит осциллограф к начальным установкам пользователя
“Помощь” – нажатие на эту кнопку вызывает справочное меню. Перемещение осуществляется с использованием кнопок 1-5.
“Пуск/Стоп” – применяется для остановки исследуемого сигнала. Чтобы измерить его длительность и амплитуду.
“АВТО” – автоматически находит исследуемый сигнал подаваемый на щупы осциллографа, для его дальнейшего исследования.
Регулятор управления вертикальной разверткой первого канала (желтого цвета) предназначен для выбора оптимальной величины амплитуды, для исследования сигнала.
Регулятор “Смещение” луча в вертикальном направлении
Для полноценной диагностики электронного устройства применяется Oscilloscope.
При помощи осциллографа можно измерить следующие параметры:
Амплитуда сигнала есть максимальное значение которое выдается генератором при его работе. Если производить измерения мультиметром, то мы видим действующее значение тока или напряжения. Что зачастую бывает не достаточно при проектировании или ремонте электронных устройств. Поэтому в данном случае целесообразно применить мультиметр который измеряет максимальные амплитудные значения. Часто для этих целей применяется осциллограф. Например при рассмотрении синусоидального напряжения электрической сети через понижающий трансформатор на выходе диодного моста без сглаживающего конденсатора фильтра.
Эпюра напряжения или тока – это осциллограмма, то есть изображение на экране осциллографа, поданного на вход прибора любого исследуемого электрического сигнала. Измерения можно проводить в любой интересующей нас контрольной точке и сравнить ее с данными производителя.
Частота сигнала – значение исследуемого сигнала во временном диапазоне по оси Х осциллографа. Так как данный сигнал измеряется по времени (сек, миллисекунд, микросекунд), то частота величина обратная времени. Поэтому для нахождения частоты необходимо применить формулу:
f = 1/T
где f – частота, в Гц (Hz)
T – время, в сек (S)
Фаза сигнала – измеряется при помощи двух каналов. На один вход подается один исследуемый сигнал, на второй вход подается другой сигнал на этой же частоте. Сдвиг сигналов на экране прибора по времени и есть фаза.
Измерение постоянного напряжения. При помощи прибора можно измерять не только амплитудное переменное значение, но и постоянную составляющую напряжения.
Измерение напряжение источника постоянного тока. На фото заметно поднятие горизонтальной полосы вверх относительно первоначального значения. Согласно координационной сетки Вольт/деление по оси Y можно рассчитать фактическое напряжение на выходе источника питания
Последовательность работы с осциллографом:
Перед тем как начать пользоваться Oscilloscope, важно определиться какой сигнал предварительно может в данной точке измеряться прибором по амплитуде. Это необходимо в целях исключения поломки прибора. Согласно инструкции установить на приборе максимальное значение напряжения В/Деление по развертке Y. А по развертке X ожидаемую частоту сигнала.
Только после этого подключаем прибор к соответствующей контрольной точке для измерений. Затем проанализировать появившуюся эпюру напряжения. Для удобства отсчета существуют ручки смещения:
При помощи этих регуляторов сместить полученное изображение к началу координат, для удобства отсчета. По осям Ординат и Абсцисс (Y,Х) существует координатная сетка. Она привязана к соответствующим условным значениям. По выбранным значениям можно посчитать полученное значение напряжение в вольтах и время в секундах. Для нахождения частоты, необходимо перевести время в частоту, по формуле f = 1/T.
Для примера возьмем плату от рабочего телевизора и посмотрим выходные импульсы с ШИМ-контроллера в различных режимах работы:
Удобно применять осциллограф, для исследования электрической схемы в случае, когда ШИМ-контроллер был бы не исправен. При присутствии питания на ШИМ-контроллере выходных импульсов не было бы. А присутствовало бы какое-нибудь напряжение. А это в свою очередь говорит о неисправности самого ШИМ-контроллера или его цепей.
