 |
| RIGOL DS1042CD |
Рано или поздно любой начинающий электронщик, если не бросит свои эксперименты, то дорастет до схем, где нужно отслеживать не просто токи и напряжения, а работу схемы в динамике. Особенно это часто нужно в различных генераторах и импульсных устройствах. Вот тут без осциллографа делать нечего!
Страшный прибор, да? Куча ручек, каких то кнопочек, да еще экран и нифига не понятно что тут да зачем. Ничего, сейчас исправим. Сейчас я тебе расскажу как пользоваться осциллографом.
На самом деле тут все просто — осциллограф, грубо говоря, это всего лишь… вольтметр! Только хитрый, способный показывать изменение формы замеряемого напряжения.
Как всегда, поясню на отвлеченном примере.
Представь, что ты стоишь перед железной дорогой, а мимо тебя с бешеной скоростью мчится бесконечный поезд состоящий из совершенно одинаковых вагонов. Если просто на них стоять и смотреть, то ничего кроме размытой фигни ты не увидишь.
А теперь ставим перед тобой стенку с окошком. И начинаем открывать окошко только тогда, когда очередной вагон будет в том же положении, что и предыдущий. Так как у нас вагоны все одинаковые, то тебе совершенно необязательно видеть один и тот же вагон. В результате картинки разных, но идентичных вагонов будут выскакивать перед твоими глазами в одном и том же положении, а значит картинка как бы остановится. Главное это синхронизировать открытие окошка со скоростью поезда, чтобы при открытии положение вагона не менялось. Если скорость не совпадет, то вагоны будут «двигаться» либо вперед, либо назад со скоростью, зависящую от степени рассинхронизации.
На этом же принципе построен стробоскоп — девайс, позволяющий разглядывать быстро движущиеся или вращающиеся хреновины. Там тоже шторка быстро-быстро открывается и закрывается.
Так вот, осциллограф это тот же стробоскоп, только электронный. А показывает он не вагоны, а периодические изменения напряжения. У той же синусоиды, например, каждый следующий период похож на предыдущий, так почему бы не «остановить» его, показывая в один момент времени один период.
Конструкция
Делается это посредством лучевой трубки, отклоняющей системы и генератора развертки.
В лучевой трубке пучок электронов попадая на экран заставляет светится люминофор, а пластины отклоняющей системы позволяют гонять этот пучок по всей поверхности экрана. Чем сильней напряжение, приложенное к электродам, тем больше отклоняется пучок. Подавая на пластины Х пилообразное напряжение мы создаем развертку. То есть луч у нас движется слева-направо, а потом резко возвращается обратно и продолжает снова. А на пластины Y мы подаем изучаемое напряжение.
Принцип работы
 |
| Развертка осциллографа во времени |
 |
| Синхронизация по уровню |
Дальше все просто, если начало появления периода пилы (луч в крайне левом положении) и начало периода сигнала совпадают, то за один проход развертки нарисуется один или несколько периодов измеряемого сигнала и картинка как бы остановится. Меняя скорость развертки можно добиться того, что на экране вообще останется только один период — то есть за один период пилы пройдет один период измеряемого сигнала.
Синхронизация
Синхронизировать пилу с сигналом можно либо вручную, подстраивая ручкой скорость так, чтобы синусоида остановилась, а можно по уровню. То есть мы указываем при каком уровне напряжения на входе нужно запустить генератор развертки. Как только напряжение на входе превысит уровень, так сразу же запустится генератор развертки и выдаст нам импульс.
В итоге, генератор развертки выдает пилу только тогда, когда надо. В этом случае синхронизация получается полностью автоматической. При выборе уровня следует учитывать такой фактор, как помехи. Так что если взять слишком низкий уровень, то мелкие иголки помех могут запустить генератор когда не нужно, а если взять уровень слишком большой, то сигнал может под ним пройти и ничего не случится. Но тут проще покрутить ручку самому и сразу же все станет понятно.
Также сигнал синхронизации можно подать и с внешнего источника.
Итак, в топку теорию, переходим к практике.
Показывать буду на примере своего осциллографа, спертого когда то давно с оборонного предприятия КБ «Ротор» :). Обычный осцил, не шибко навороченный, но надежный и простой как кувалда.
Итак:
 |
| Мой верный осциллограф |
 |
| Режимы работы входа. |
Яркость, фокус и освещение шкалы думаю не требуют пояснений. Это настройки интерфейса.
Усилитель У и стрелочки вверх вниз. Эта ручка позволяет гонять изображение сигнала вверх или вниз. Добавляя ему дополнительное смещение. Зачем? Да иногда не хватает размера экрана, чтобы вместить весь сигнал. Приходится его загонять вниз, принимая за ноль не середину, а нижнюю границу.
Ниже идет тумблер переключающий ввод с прямого, на емкостный. Этот тумблер в том или ином виде есть на всех без исключения осциллографах. Важная вещь! Позволяет подключать сигнал к усилителю либо напрямую, либо через конденсатор. Если подключить напрямую, то пройдет и постоянная составляющая и переменная. А через кондер проходит только переменная.
Например, надо нам посмотреть на уровень помех блока питания компа. Напряжение там 12 вольт, а величина помех может быть не более 0.3 вольт. На фоне 12 вольт эти жалкие 0.3 вольт будут совсем незаметны. Можно, конечно увеличивать коэффициент усиления по Y, но тогда график вылезет за экран, а смещения по Y не хватит, чтобы увидеть вершину. Тогда нам нужно лишь врубить конденсатор и тогда те 12 вольт постоянки осядут на нем, а в осциллограф пройдет только переменный сигнал, те самые 0.3 вольта помехи. Которые можно усилить и разглядеть в полный рост.
Далее идет коаксиальный разъем подключения щупа. Каждый щуп содержит в себе сигнал и землю. Землю обычно сажают на минус или на общий провод схемы, а сигнальным тычут по схеме. Осциллограф показывает напряжение на щупе относительно общего провода. Чтобы понять где сигнальный, а где земля достаточно взять за них рукой по очереди. Если возьмешься за общий, то на экране по прежнему будет пульс трупа. А если взяться за сигнальный, то увидишь кучу срача на экране — наводки на твое тело, служащее в данный момент антенной. На некторых щупах, особенно на современных осциллографах, внутри встроен делитель напряжения 1:10 или 1:100, который позволяет воткнуть осциллограф хоть в розетку, без риска его спалить. Включается и выключается он тумблером на щупе.
Еще почти на каждом осциллографе есть калибровочный выход. На котором ты всегда можешь найти прямоугольный сигнал частотой 1Кгц и напряжением около полувольта. В зависимости от модели осцила. Используется для проверки работы самого осциллографа, ну иногда и в тестовых целях пригождается :)
Две здоровенные крутилки Усиление и Длительность
Усиление служит для масштабирования сигнала по оси Y. Там же показано сколько вольт на деление в итоге покажет.
Скажем, если у тебя стоит 2 вольта на деление, а сигнал на экране достигает высоты две клеточки размерной сетки, значит амплитуда сигнала равна 4 вольта.
Длительность определяет частоту развертки. Чем короче интервал, чем больше частота, тем более высокочастотный сигнал ты сможешь разглядеть. Тут клеточки проградуированы уже в милли и микросекундах. Так что по ширине сигнала ты можешь посчитать сколько он клеток, а умножив его на масштаб по оси Х получишь длительность сигнала в секундах. Также можно посчитать длительность одного периода, а зная длительность легко найти частоту сигнала f=1/t
Верхняя пипка на крутилках позволяет менять масштаб плавно. Обычно у меня она стоит на щелчке, чтобы я всегда четко знал какой у меня масштаб.
Также там есть вход Х на который можно подать свой сигнал, вместо пилы развертки. Таким образом осциллограф может послужить телевизором или монитором, если собрать схему которая будет формировать изображение.
Крутилка с надписью Развертка и стрелочками влево и вправо позволяет гонять график по экрану влево и вправо. Удобно иногда бывает, чтобы подогнать нужный участок под деления сетки.
Блок синхронизации.
Ручка уровня — задает уровень от которого будет стартовать генератор пилы.
Переключатель со внутренней на внешнюю, позволяет подать на вход синхроимпульсы с внешнего источника.
Переключатель с надписью +/- переключает полярность уровня. Есть не на всех осциллографах.
Ручка стабильность — позволяет вручную попытаться подобрать скорость синхронизации.
Быстрый старт.
Итак, включил ты осцил. Первое что нужно сделать это замкнуть сигнальный щуп на свой же земляной крокодил. При этом на экране должен появится «Пульс трупа». Если не появился, то покрути ручки стабилизации и смещений и уровня — возможно он просто спрятался за экран или не запустился из-за недостаточного уровня.
Как только появилась полоса, то выстави крутилками смещения её на ноль. Если у тебя аналоговый осцил, особенно если древний, то дай ему прогреться. У моего после включения ноль плавает еще минут пятнадцать.
Дальше выстави предел измерений по напряжению. Бери с запасом, если что уменьшишь. Теперь если земляной провод осциллографа приложишь к минусу батарейки, а сигнальный к плюсу, то увидишь как график скакнет на полтора вольта. Кстати, старые осциллографы зачастую начинают подвирать, поэтому по эталонному источнику напряжения полезно посмотреть насколько точно он отображает напряжение.
Выбор осциллографа.
Если ты только начал, то тебе подойдет любой. Крайне желательно если он будет двухканальным. То есть у него будет два щупа и две крутилки Усиления, для первого и второго канала, что позволяет одновременно получить два графика.
Вторым по важности критерием осциллографа является частота. Максимальная частота сигнала которую он может уловить. Мне пока хватало 1МГц на большее не замахивался. Те осциллографы, что продаются в магазинах уже имеют частоту от 10МГц и выше. Самый дешевый осциллограф который я видел стоил 5 тысяч рублей — ОСУ-10. Двухканальный стоит уже 10 тысяч, ну а я нацелился взял себе цифровой RIGOL DS1042CD за килобакс. Разные запросы — разные игрушки. Но, повторюсь, для начала хватит и 1МГц, и хватит надолго. Так что найди себе хоть какой нибудь осциллограф. А там поймешь что тебе надо.
Вот думаю компьютерный осцил в буке заюзать,не подскжете програмку поудобнее и несложную приставку на вход?
Это который через звуковую карту работает?
Выбор пал на Power Graf 2.1?вроде бы хорошая прога.
Не знаю, я эти псевдо осциллографы не воспринимаю. Частота там не более 20КГц, даже ШИМ нормальный не прощупать. Максимальная амплитуда тоже невелика.
сделай пожалуста шоб картинки открывались ни в этом же окне а в новом — не удобно назад вперёд страницу листать штоб увидеть картинки увеличенными
Хорошо, подумаю, возможно так и сделаю.
Пока же совет — если тыкать на любые ссылки колесиком, а не левым кликом, то они будут открываться в отдельном окне. Я так давно уже на все ссылки в основном колесиком и кликаю :)
я думаю, что не стоит вестись на провокацию автора комментария. всем кому надо уже поставили правильные браузеры и открывают картинки как надо. если картинки будут открываться в новом окне, владельцы правильных браузеров будут не в восторге.
Ну в той проге есть возможность подключать внешние фцп,так что граница поднимаетсяыше измерения
Фигня. Это как софтверный 3Д ускоритель. ПОмнишь такое? ;) Но отговаривать не буду. Побалуйся, опыта поднаберешься. Все на пользу.
О ! Пасиб за совет !
я ваще не понимал нафиг этот ролик-кнопка)))))
никогда ей не пользавался=)
Пользую Rigol DS1102C и Owon PDS6062T, оба ВПОЛНЕ достойные аппараты, первый содран с Agilent, второй с Tektronix. Хотя щупы родные сдохли быстро…
Я Риголом пользовался почти пол года — классная вещь, а вот овон не понравился сразу — тормозной он больно. Впрочем модель там была самая дешевая, может по этому.
А можно ли мерить не только напряжение, но и силу тока? Вот например мне было бы интересно посмотреть как меняется ток при переходе МК в спящий режим и обратно, и узнать какую долю времени в каком режиме он пребывает…
Можно. Пропустив через резистор, скажем в 0.5Ом и посчитав ток через падение напряжения.
Вообще вот тут самый лучший и недорогой USB осциллограф. Частота дискретизации 5МГц! Нормальный ряд коэффициентов В/дел.
Любопытная вещь. Пользовался?
Скажем так, я у них наверное типа бэта тестера получился. Т.е. продукт у них достаточно новый, ПО усовершенствуется практически каждую неделю. Сейчас допустим все еще нет ждущего режима осциллографа, и нет режима самописца (медленной записи). И если последнее меня не сильно волнует, то ждущего режима жду с нетерпением.
Остальное одни плюсы. Очень понравился большой объем ОЗУ, можно исследовать длительные кодовые посылки, осциллограммы они кстати выкладывают на сайте, можно глянуть. Плата сама выполнена на отлично, очень такой плотненький монтаж. Короче мне нравится. Я успел им воспользоваться и дома, и в командировке, с ноутбуком, очень удобная вещь.
может кто знает какой симулятор осца? был бы признателен
Вот еще один недорогой USB осциллограф на 8 каналов
А вот я взял себе Velleman HPS40 с полосой пропускания 12МГц () в штатах за $245 (купился на цену). Правда, в руки мне он пока не попал (товарищ будет везти его с собой на обратном пути). Как вы думаете, оправдает ли себя этот осциллограф, если учесть его цену/возможности плюс мое практически полное отсутствие какого-либо опыта в разработках на МК? Жаль конечно, что он одноканальный…
Заранее благодарю!
Думаю простаивать не будет. Для аналога его маловато будет, а цифровые сигналы ловить пойдет. Правда выше 1Мгц на нем не перелезешь — малая частота дискретизации. Но для начала тебе и этого хватит. Непонятно какие у него есть режимы синхронизации, это очень важно, от этого зависит его функциональные возможности. Но если есть одиночный, то уже очень хорошо.
Согласно даташиту имеется регулируемый уровень триггера. Сойдет?)
Это стандартная фишка любого осциллографа. Не, маловато будет :)
Хм, тогда не знаю…А какие еще бывают режимы, если не секрет, кроме уровня триггера и с внешнего сигнала?
Хо хо! А почитай статью про цифровой осциллограф RIGOL, вот не так давно выкладывал. Еще даже на главной висит. Узнаешь :)
Там режимов запуска развертки с десяток наверное.
А для чего юзают одиночный пуск в аналоговых осцилах? Он же без памяти, чего там увидишь?
Вот спецификация HPS-40
Частота дискретизации 40 МГц для повторяющихся сигналов
(10 МГц для единичных импульсов)
Полоса пропускания усилителя 5 МГц при 5 мВ/дел. до 12 МГц при 50 мВ,
1 В, 20 В/дел.
Входной импеданс 1 МОм/20 пФ для стандартного пробника
Максимально допустимое входное напряжение 100 В ампл. (AC+DC), 200 В двойного амплит.(только АС)
Связь по постоянному и переменному току DC, AC, GND (GND для автонастройки
нулевого напряжения)
Вертикальное разрешение 8 бит, ±1 бит
Режимы триггера автоколебательный, нормальный запуск, одиночный, прокрутка (для развертки 1с/дел и менее)
Уровень триггера 8 шагов
Графический ЖК дисплей 112 х 192 со светодиодной подсветкой
Сохранение осциллограммы 2 записи по 256 выборок, макс. число отображения выборок – 179 (256 при установке х10)
Измерения дБм (0 дБм=0,775 В, 600 Ом)от –73 дБ до +40 дБ (до 60 дБ при х10
установке), ±0,5 дБ
Измерения дБВ(0 дБВ=1 В)от –75 дБ до +38 дБ (до 58 дБ при х10 установке), ±2,5 дБ
Измерения среднеквадратичного значения от 0.1 мВ до 80 В (до 400 В при х10 установке щупа), 2,5%
Измерения двойной амплитуды переменного напряжения 0.1 мВ – 160 В (1 мВ – 1000 В при х10 установке щупа), 2%
Временная развертка(32 шага) от 50 нс до1 часа/деление
Входнаячувствительность
(12 уровней)5 мВ – 20 В/дел. (50 мВ – 200 В/дел. при х10 установке щупа)
Выход для калибровки щупа прибл. 2 кГц/4,5 В двойного амплит.
Источник питания адаптер 9 В пост. тока/300 мА (нерегул.),12 В пост. тока регул.
Батареи щелочные батареи типа АА или NiCd/NiMH аккумуляторы (5 штук)
нас учили работать на осц в универе,
но я уже все позабыл)
Всем привет. Это моё первое сообщение на сайте.
Я юзаю двух-кАнальный С1-64, 50 MHz полоса.
Интересный прибор, только здоровый слишком, и жрет много: 150 Вт.
Ещё шумел очень здорово — вентилятор 80 вольт с железными лопостями.
Но я к нему приделал стандартный вентилятор от БП компа, и осцилограф стал тихий.
«»Я юзаю двух-кАнальный С1-64, 50 MHz полоса.
Интересный прибор, только здоровый слишком, и жрет много: 150 Вт.
Ещё шумел очень здорово — вентилятор 80 вольт с железными лопостями.
Но я к нему приделал стандартный вентилятор от БП компа, и осцилограф стал тихий.»"
+1. Блин, бывают же такие совпадения! Тоже юзаю С1-64,и тоже заменил вентелятор. У моего много чего не работает, как дойдут руки создам тему «Как починить С1-64″=)
«Например, надо нам посмотреть на уровень помех блока питания компа…
…а в осциллограф пройдет только переменный сигнал, те самые 0.3 вольта помехи. Которые можно усилить и разглядеть в полный рост.»
Хотелось бы увидеть это на фотках. (у меня пока нет осциллографа).
Как ты смотришь на этот девайс, см.ссылку (по отношению с настольными)? цена у него вроде намного ниже.
http://www.zetms.ru/catalog/adc_dacs/Zet302.php?gclid=CPbwjaz4gp0CFcKDzAodcA6Bxg
Ждём пополнений)) Лично мне крайне интересен опыт автора в работе с активными щупами и микроамплитудными сигналами.
Начинающим следует помнить о том, что осциллографом можно тыкаться не во всякие места схемы: его паразитных характеристик (индуктивность и ёмкость щупа и кабеля, сопротивление самого аппарата ~1МОм, паразитная ёмкость — десятки пФ) бывает достаточно для того, чтобы начисто испортить сигнал. Кроме того, предел чувствительности осциллографов — обычно не менее 5 мВ на деление, так что он может и «не разглядеть» мелкие колебания. Плюс погрешность АЦП/схемы прибора, утечки сквозь некачественную развязку. Добавьте сюда НАВОДКИ на щуп, провод и измеряющего — вобщем, не верь глазам своим, видящим нечто странное на экране.
Практический пример, встречаемый в жизни очень часто: устройство на резервной часовой батарейке (1.5 вольт в лучшем случае на питании), проверить, — есть ли генерация на часовом кварце при амплитуде в милливольты, — дело крайне трудное. Стоит сунуться частотомером или осциллографом, даже с очень коротким проводом и качественным щупом — генерация срывается начисто.
К стыду своему я пока не смог собрать адекватной схемы активного щупа. Кто собрал и проверил на микросигналах истоковый повторитель или усилитель на инструментальном усилителе?
Дополню сам себя: активный щуп в самом примитивном варианте выглядит примерно так : http://rf.atnn.ru/s1/shup-os.htm
А это уже не для начинающих:
Если вы решили попытаться рассмотреть на осциллографе формы сигналов с частотой в несколько раз выше предельной, то ещё 27 лет назад была разработана схема http://rf.atnn.ru/s1/v-pr-os.htm.
Возможно, есть аналоги на современной элементной базе. Может кто имеет опыт РЕАЛЬНОГО применения?
И ещё, активный щуп на ОУ собирается по примерно такому принципу:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Измерительный_усилитель
Опять же — интересно реальное воплощение из доступных деталей.
Вопрос к практикам. Можно ли увидеть на осциле например с1-83 синусоиду на задающем кварце микрокотроллера, опять же пример: mega128? Когда прикасаюсь вижу прямую, ну маленько смещенную конечно (постояная составляющая). В документации на осцил-ф макс. частота 5 мгц. Входное не помню, но по опыту кажется 1 мом, делал через сопрот 9 мом, все равно нет синусоиды. Да забыл сказать частота кварца 14…мгц Просто я тут смотрю, народ спокойно пишет вижу синусоиду, а я так и не увидел (((
Скорей всего нет. Дело в том, что стоит тебе коснуться осцилла как его емкость сорвет генерацию и все.
А как насчёт осцилла Си-1
для начала
предлагают за 500Р
Не знаю такой
Я хочу приобрести Цифровой осциллограф RIGOL DS1052E. Не подскажите , стоит ли его приобретать для домашнего использования , не будет ли такого что я что-то не смогу на нём увидеть и вообще хорош ли он??
А что ты на нем хочешь разглядывать? Какой вид работ собираешься делать?
Хочу заняться электроникой дома , так сказать новичок. Просто хочу знать его возможности , потому-что сам пока не в силах их оценить , сравнивал с другими более дорогими , не понял особой разницы. Слышал , что допустим для разработки блоков питания нужен чтоб полоса пропускания была не меньше 100 МГц , а у этого 50. Ну и в таком плане. Хватит ли мне его на вырост так сказать , если попрёт в электронике. Допустим если сравнивать его с твоим , твой дороже стоит , в чём его преимущество?
Мой заметно дороже за счет 16ти канального логического анализатора. Он хоть и слабоват (показометр на самом деле), но порой выручает. Но это не то на что стоит доплачивать 10тыр.
На вырост хватит вполне.
Всем здравствуйте! Добавлю материал к словам автора: «Таким образом осциллограф может послужить телевизором или монитором, если собрать схему которая будет формировать изображение. »
А вот собственно как это и выглядит!
http://www.youtube.com/watch?v=s1eNjUgaB-g
Выручайте!!! У кого есть инструкция пользователя для осциллографа UT2025C на русском языке т.к. с английским у меня проблемы.
Парни, подcкажите пожалуйста, стоит ли связываться/брать осциллограф ОМЛ-3М?
ИМХО антиквариат. Рублей за 100, если рабочий, я бы еще взял :)
За 300 руб. Просто, для работы с МК на первое время пойдет? Вот о чем я…
Годится.
Спасибо. Собственно сабж разрешился до одобрения комрада… ))) Купил.
Привет, Ди. Спасибо за классный ресурс.
Выбираю осциллограф, пока есть за что купить. Присмотрел именно эту модель, почитав твой сайт и просмотрев видеоблог Дэйва Джонса
http://itunes.apple.com/us/podcast/eevblog-electronics-engineering/id313828521
И совсем случайно нашел инфу о «разгоне» его до 100 МГц:
http://monitor.espec.ws/section30/topic149853.html
Стоит ли покупать 50 МГц и проделывать с ним такое, или подкопить и взять тру 100 МГц?
Думаю стоит.
Подскажите, пожалуйста, как правильно настроить осциллограф (RIGOL) что бы посмотреть посылку ПДУ на ИК-приёмнике (TSOP1736).
Инструкцию чтоль почитай. А вообще триггер в режим одиночного срабатывания. В качестве сработки ставишь фронт (любой) и уровень срабатывания около 2вольт. Ну и тычешься этим в сигнал. Потом жмешь RUN и шлешь свою посылку.
Большое спасибо, всё получилось
Доброго времени суток!
1. Подскажите, пожалуйста, подойдёт ли для работы с МК осцилграф RIGOL DS1102CD?
2. Почему юзеры хотят приобрести RIGOL DS1052E (об этом много сказано в этой теме)?
3. Где можно найти поясненния в обозначении индексов в наименовании RIGOL DS1000? В инете пока не нашел. А индексов много: E, D, B, CA, CD (особенность — анализатор) и т.д.
4. Для чего нужен анализатор, допустим, в версии осцилграфа RIGOL DS1102CD?
С уважением.
1. Подойдет.
2. Т.к. его можно без особых проблем бесплатно перепрошить на 1102Е
3. Очевидно на сайте ригола. Особо можно не заморачиваться. Достаточно посмотреть характеристики модели семейства.
4. Для того чтобы разглядывать цифровые сигналы. Сразу по многим каналам. У Ригола вот анализатор на 16 каналов, значит можно одновременно наблюдать сразу 16 линий (только 0 и 1 ессесно). Правда от анализатора у ригола одно название. Анализировать протоколы он не умеет, только показывать.
Я бы не стал за него переплачивать, лучше отдельно купить какой нибудь LA1016 по деньгам выйдет то же самое.