Как пользоваться осциллографом: щуп, развёртка и синхронизация
Переключите щуп на ×10 и выставьте тот же множитель в настройках канала. Подключите щуп к выходу калибратора и подстройте компенсацию, пока меандр не станет с плоскими вершинами. Крокодил земли цепляйте только к общему проводу схемы: он соединён с заземлением розетки, и на фазе или в первичной цепи импульсного блока даёт короткое замыкание. Дальше — вольты на деление по амплитуде, время на деление так, чтобы на экране было 2–3 периода, и синхронизация по фронту с уровнем посередине сигнала.
Мультиметр показывает одно число — среднее или действующее значение. Осциллограф показывает, как напряжение меняется во времени: форму импульса, пульсации блока питания, выбросы, пропадающий сигнал датчика. Пользоваться им несложно, если понять три группы органов управления — вертикаль, горизонталь и синхронизацию — и одну опасную особенность: землю щупа.
Щуп: множитель и компенсация
На ручке щупа переключатель ×1/×10. В положении ×10 щуп делит сигнал в десять раз и меньше нагружает схему: входное сопротивление вместе с прибором становится 10 МОм вместо 1 МОм, ёмкость тоже меньше. В положении ×1 полоса пропускания у типичного щупа падает до нескольких мегагерц. Поэтому основное положение — ×10; ×1 нужен только для очень слабых сигналов в единицы милливольт.
Множитель обязательно выставляют и в меню канала. Иначе экран покажет 0,5 В там, где на самом деле 5 В.
Компенсация. На передней панели есть выход калибратора — обычно прямоугольный сигнал частотой 1 кГц.
1. Подключите щуп к нему, крокодил — к соседней клемме земли.
2. Нажмите автонастройку или выставьте развёртку так, чтобы видеть несколько периодов.
3. Подстроечным винтом на щупе добейтесь ровных, плоских вершин. Выбросы на фронтах — перекомпенсирован, скруглённые углы — недокомпенсирован.
Компенсацию делают для каждого щупа на своём канале. Некомпенсированный щуп искажает форму и амплитуду любого сигнала с крутыми фронтами.
Вертикаль: вольты на деление
Ручка В/дел задаёт, сколько вольт приходится на одну клетку сетки по вертикали. Подбирайте так, чтобы сигнал занимал большую часть экрана, но не вылезал за край: обрезанный сверху сигнал прибор меряет неверно. Ручка смещения двигает линию вверх и вниз.
Связь по входу. В режиме DC видно всё: постоянную составляющую и переменную. В режиме AC постоянная отсекается конденсатором, и можно растянуть мелкие пульсации. Пример: пульсации в 50 мВ на шине 12 В в режиме DC — это тонкая линия на высоте 12 В; в режиме AC при 20 мВ/дел — ясно видная пила.
Горизонталь: время на деление
Ручка развёртки задаёт время на одну клетку по горизонтали. Для периодического сигнала удобно, когда на экране 2–3 периода. Период считают по сетке: число клеток × время на клетку. Частота — единица, делённая на период.
| Сигнал | Развёртка | Период на экране | Частота |
|---|---|---|---|
| Сеть 50 Гц через понижающий трансформатор | 5 мс/дел | 4 клетки = 20 мс | 50 Гц |
| Калибратор щупа | 0,5 мс/дел | 2 клетки = 1 мс | 1 кГц |
| ШИМ вентилятора | 20 мкс/дел | 2 клетки = 40 мкс | 25 кГц |
Цифровой осциллограф всё это меряет сам — меню измерений покажет частоту, размах, среднее и скважность. Но сетку стоит уметь читать: так сразу видно, что прибор меряет не тот участок или не тот канал.
Синхронизация
Без синхронизации картинка бежит по экрану. Синхронизация говорит прибору, с какого момента начинать каждый кадр.
Источник — канал, по которому ловится событие. Фронт — нарастающий или спадающий. Уровень — напряжение, при пересечении которого начинается кадр; ставьте его примерно посередине сигнала. Режим: Auto рисует линию даже без события — удобно для начала; Normal обновляет экран только при событии — нужен для редких сигналов; Single ловит одно событие и останавливается — так снимают пуск двигателя, дребезг кнопки, единичный выброс.
Полоса пропускания и частота выборки
Полоса пропускания, например 50 или 100 МГц, — это частота, на которой амплитуда синусоиды уже занижена примерно на 30 %. Поэтому полосу берут с запасом: в 3–5 раз выше частоты сигнала. Для прямоугольных импульсов важнее время нарастания фронта: на узкой полосе крутой фронт превращается в пологий скат.
Частота выборки — сколько точек в секунду пишет цифровой прибор. Её должно хватать с большим запасом над полосой; при длинной развёртке прибор снижает её сам, и тонкие детали пропадают.
Короткая земля для точных замеров
Длинный провод земли с крокодилом — это петля, которая ловит наводки и добавляет звон на фронтах. Для пульсаций блока питания и высокочастотных сигналов снимите колпачок с крючком и наденьте на щуп пружинку земли: наконечник — на точку, пружинка — на ближайшую землю, буквально в сантиметре. Шум на экране уменьшится в разы, и станет видно, что из него — настоящий сигнал. Если в меню есть ограничение полосы до 20 МГц, для пульсаций включайте его.
Частые вопросы
Какое положение щупа выбирать — ×1 или ×10?
×10 для большинства замеров, и тот же множитель в меню канала. ×1 — только для очень слабых сигналов.
Как компенсировать щуп?
Подключить к калибратору 1 кГц и подстроечным винтом добиться плоских вершин меандра.
Почему картинка бежит по экрану?
Не настроена синхронизация: выберите канал, фронт и уровень посередине сигнала.
Можно ли цеплять землю щупа куда угодно?
Нет. Она соединена с заземлением розетки, и на сетевых цепях даёт короткое замыкание.
