Осциллограф — это специализированный прибор, предназначенный для мониторинга процессов в электрических системах. Он способен захватывать сигналы, фиксировать их изменения и определять амплитудные значения.
Современные цифровые осциллографы могут вычислять уровень шумов, влияющих на точность измерений, а также выявлять искажения и другие параметры как дискретных, так и непрерывных процессов.
Назначение осциллографа
Осциллографы находят широкое применение в радиоэлектронике, ремонте автомобилей и бытовой техники. Они помогают установить изменения напряжения в электрических цепях, проанализировать их и принять меры для исправления обнаруженных неисправностей. Приемлемый сигнал отображается на экране в виде непрерывной или дискретной функции.
Осциллограф можно считать «усовершенствованной» версией вольтметра. В отличие от вольтметра, этот прибор не только измеряет величину параметра, но и отслеживает его изменения во времени наблюдения.
Осциллограф можно считать «усовершенствованной» версией вольтметра. В отличие от вольтметра, этот прибор не только измеряет величину параметра, но и отслеживает его изменения во времени наблюдения.
С помощью осциллографа можно определить:
- частоту и форму сигнала;
- искажения в цепи;
- сдвиг фаз;
- уровень и характер шума.
Цифровой осциллограф помогает проверить правильность выбора компонентов цепи, функционирование отдельных элементов схемы и выявить неисправности в электронных системах.
Критерии выбора
Цифровые осциллографы различаются по функциональным возможностям и заявленным (т.е. указанным производителем в технических характеристиках) параметрам.
Функциональные возможности
Цифровые осциллографы, по сравнению с приборами на основе электровакуумной трубки (ЭЛТ), более компактны и легки. Они могут:
- запоминать результаты измерений;
- определять амплитудные значения и время их появления;
- сохранять процессы в памяти, масштабировать или растягивать;
- фиксировать события, происходящие во времени;
- проводить простые расчеты — вычислять средние значения, периоды, времена нарастания и спада импульсов;
- декодировать протоколы передачи данных;
- анализировать спектры.
На рынке можно встретить цифровые осциллографы, комбинированные с другими измерительными приборами, такими как мультиметры, анализаторы спектра и регистраторы данных. Эти устройства могут одновременно выполнять несколько функций.
Полоса пропускания
Полоса пропускания показывает частотный диапазон, в котором прибор может выполнять точные измерения:
При работе с цифровыми сигналами осциллограф должен захватывать 3-ю, 5-ю и основную гармоники. Если этого не произойдет, построение графика функции окажется неточным.
Полоса пропускания показывает частотный диапазон, в котором прибор может выполнять точные измерения:
- 100 МГц. Это приборы начального уровня, работающие с синусоидальными сигналами частотой до 20 МГц. Допустимая погрешность в рабочем диапазоне составляет не более 2%.
- 100-500 МГц. Приборы универсального назначения, годящиеся для разнообразных задач.
- 500 МГц и выше. Высокоскоростные приборы, предназначенные для работы с сигналами высокой частоты или сложной формы, такими как видео и сигналы последовательных шин.
При работе с цифровыми сигналами осциллограф должен захватывать 3-ю, 5-ю и основную гармоники. Если этого не произойдет, построение графика функции окажется неточным.
Время нарастания
Параметр времени нарастания критически важен при работы с импульсными и многоуровневыми сигналами. Он показывает, как быстро функция поднимается от низкого до высокого значения. Меньшее время нарастания у осциллографа позволяет более точно отображать мельчайшие детали быстрых изменений. Если ожидается работа с микросхемами ТТЛ или КМОП, время нарастания должно составлять около 300-400 пс.
Частота дискретизации
Согласно теореме Котельникова, непрерывную функцию, имеющую ограниченный диапазон частот, можно представить в виде дискретных отсчетов. Точность получаемого изображения зависит от частоты, с которой производится выборка. Однако это также приведет к увеличению объема данных, что быстро заполнит память прибора.
Специалисты рекомендуют придерживаться правила 5-кратного превышения: частота дискретизации должна быть минимум в пять раз выше наивысшего значения частоты принимаемого сигнала. Для большинства простых инструментов достаточно частоты 1-2 Гвыб/с, в то время как модели среднего ценового сегмента делают выборки примерно в 5-10 раз чаще — 5-10 Гвыб/с.
Специалисты рекомендуют придерживаться правила 5-кратного превышения: частота дискретизации должна быть минимум в пять раз выше наивысшего значения частоты принимаемого сигнала. Для большинства простых инструментов достаточно частоты 1-2 Гвыб/с, в то время как модели среднего ценового сегмента делают выборки примерно в 5-10 раз чаще — 5-10 Гвыб/с.
Скорость обновления
Скорость обновления описывает, как часто обновляется изображение на дисплее. Более высокая скорость увеличивает вероятность обнаружения кратковременных и редких событий. Однако производители часто указывают только максимальную скорость обновления, которая может не совпадать с реальными условиями.
Качество согласованных пробников
Еще одним важным критерием является качество согласованных пробников. Они должны иметь полосу пропускания, соответствующую полосе пропускания прибора. Важно, чтобы пробник не создавал дополнительную нагрузку на исследуемый участок цепи: стандартное значение нагрузки — не более 10 пФ. Идеально, если осциллографы и пробники изготовлены одним производителем.
Еще одним важным критерием является качество согласованных пробников. Они должны иметь полосу пропускания, соответствующую полосе пропускания прибора. Важно, чтобы пробник не создавал дополнительную нагрузку на исследуемый участок цепи: стандартное значение нагрузки — не более 10 пФ. Идеально, если осциллографы и пробники изготовлены одним производителем.
Количество каналов
Количество каналов осциллографа определяется тем, для какой электрической цепи выполняются измерения. Для аналоговых устройств обычно хватает двухканального варианта, тогда как более сложные цифровые устройства могут иметь 8, 16 и даже 64 канала. Многоканальные приборы позволяют организовать параллельный экспорт данных, а также синхронизировать регистрацию и анализ сигналов по времени.
Эти основные критерии помогут вам разобраться в выборе и подобрать подходящий осциллограф для решения задач.
Количество каналов осциллографа определяется тем, для какой электрической цепи выполняются измерения. Для аналоговых устройств обычно хватает двухканального варианта, тогда как более сложные цифровые устройства могут иметь 8, 16 и даже 64 канала. Многоканальные приборы позволяют организовать параллельный экспорт данных, а также синхронизировать регистрацию и анализ сигналов по времени.
Эти основные критерии помогут вам разобраться в выборе и подобрать подходящий осциллограф для решения задач.
Перейти на сайт - briksi.co
Адрес: 180004, Псков, Иркутский переулок 2Б, оф. 207А
