Що можна зробити за допомогою осцилографа

У майстерні електронщика і електрика якщо не обов’язково, то, по крайней мере, вкрай бажано наявність осцилографа. Його використовують на ряду з простими вимірювальними приладами: амперметром, вольтметром, омметром, в кінці кінців мультиметром. З цієї статті ви дізнаєтеся про осциллографе – що це таке і для чого він потрібен.

Осцилограф – що це?

Всі, хто працює з електрикою, знають, що напруга вимірюють вольтметром, а струм амперметром. Але ці прилади показують тільки те значення струму, яке є в момент вимірювань. Навіть при вимірюванні змінних за значенням і знаку величин ви отримуєте якесь усереднене за певними алгоритмами або законам значення.

Але за допомогою вольтметра можна стежити за тим, як вимірюється величина, правда, з похибками. У стрілочних приладів вони обумовлені конструктивними особливостями, а у цифрових також, але додаються ще й частота дискретизації і інші програмні проблеми.

Але як простежити за швидкозмінних сигналом, у якого величини змінюються за тисячні і мільйонні частки секунди?

Такі вимірювання вкрай важливі в багатьох сферах:

  • У всіх областях електроніці;

  • При вивченні параметрів електрообладнання;

  • В діагностиці та налаштування систем автомобіля та інших.

Для цього використовують осцилографи і осциллографические пробники. Осцилограф – це той же вольтметр, тільки на екрані якого показується не значення напруги сигналу, а його форма і поведінку. Форма сигналу відображається з прив’язкою до шкалою проградуірованной в Вольтах (вертикально) і секундах (горизонтально) – для докладного їх вивчення.

На зображенні нижче ви бачите приклади зображень на екрані осцилографа, червоним виділено скільки мікросекунд в одному квадратику по горизонталі, а зеленим – скільки вольт по вертикалі. Іншими словами ціна ділення на зображенні – 1В / справ і 10 мкс / справ.

Відразу варто відзначити, що, в основному, за допомогою осцилографів вивчають сигнал, який періодично повторюється. Сигнали змінюються довільним чином вивчають за допомогою осцилографа з функцією самописця.

Такий функцією володіють переважно цифрові осцилографи, але не всі цифрові осцилографи вміють записувати осцилограми в пам’ять. На фото нижче зображений аналоговий з електронно-променевою трубкою – він для таких завдань не підходить.

А це цифровий:

Щоб розібратися яким чином сигнал, який вимірюється з періодом в частки секунди завмирає на екрані можна навести простий приклад – стробоскоп. Якщо будь-який рухомий предмет періодично висвітлювати короткочасні спалахами світла, то в результаті ви будете бачити конкретні його положення, як на фотографіях.

При цьому, якщо висвітлювати таким чином обертається з певною швидкістю предмет, то за умови, що частота спалахів співпаде зі швидкістю його обертання – ви будете бачити нерухомий предмет або певну частину обертового предмета зверненого до вас однією і тією ж стороною в момент спалаху. Якщо частота спалахів не співпадатиме зі швидкістю обертання предмета, то ви будете бачити послідовність окремих його ділянок в довільному порядку.

Я зустрічав і порівняння на прикладі поїзда з нескінченним числом однакових вагонів:

Якщо спалаху буду йти з частотою, що збігається з частотою зміни вагонів перед вами, то вам буде здаватися, що кожен раз ви бачите один і той же нерухомий вагон перед собою.

Таким же чином працює і осцилограф – він відображає один і той же ділянку періодичного сигналу, в результаті ви можете вивчити особливості його зміни.

У межах цієї статті ми не будемо вдаватися в блоки, з яких він складається, режими роботи, синхронізації та іншого, давайте розглянемо що можна зробити за допомогою осцилографа.

Осцилограф в електроніці

Перше що приходить в голову – це електроніка. Ви не можете наочно побачити, відкрився чи транзистор, і як часто він це робить. Крім того, при проектуванні сучасних швидкодіючих пристроїв, важливо знати не тільки про сам факт спрацьовування напівпровідникових ключів, а й про форми фронтів наростання і загасання струму і напруги.

Завдяки цьому ви можете дізнатися наскільки правильно підібраний режим роботи транзистора або іншого компонента і про коректність роботи радіоелектронного пристрою в цілому.

Отже, при проектуванні електроніки потрібно використовувати осцилограф для налагодження готового виробу і підбору кінцевих номіналів компонентів, що підвищує його надійність. 

Осцилограф в ремонті

Ремонт електроніки це процес пошуку вийшла з ладу деталі, який без необхідного набору інструментів зводиться до почергової заміни елементів і вузлів до доведення приладу до працездатності. Інакше кажучи – ремонт методом тику.

Окремі елементи, наприклад транзистори, резистори, індуктивності і конденсатори часто ви можете перевірити за допомогою мультиметра або універсального транзистор-тестера. З мікросхемами інша справа.

При ремонті блоків живлення ви можете наочно проконтролювати роботу ШІМ-контролера – серця імпульсних перетворювачів. Більше немає способів за допомогою яких ви можете достовірно переконається в його справності. Хоча в цьому можна переконатися за непрямими ознаками. 

А також: 

При ремонті пристроїв з мікроконтролерами можна перевірити роботу тактового генератора, наявність сигналів на всіх пінах мікроконтролера.

При діагностиці підсилювачів звуку, можна побачити в якому місці зникає або спотворюється сигнал.

Ремонт автомобілів

Більшість несправностей сучасних автомобілів типу: “не заводиться”, “провали при розгоні”, “погано їде і глухне”, – пов’язані з проблемами в електричній частині. Так як всі двигуна, які зараз встановлюються, інжекторні, якщо мову вести про газ або бензині, а якщо в двигун працює на дизельному паливі, то у нього, напевно, форсунки з електронним управлінням. Те ж саме стосується і системи запалювання.

Для функціонування систем уприскування і запалення палива, розрахунку моментів спрацьовування форсунок і іскроутворення, необхідно знати про становище колінчастого і розподільного валів двигуна. Тому автомобілі обладнані безліччю датчиків.

Для діагностики всіх цих систем використовують як вбудовані протоколи зв’язку, зчитують помилки, так і мотортестери – прилади які можуть і зв’язуватися з системою управління двигуна і працювати в ролі осцилографа.

Таким чином ви можете дізнатися про роботу датчиків положення, простежити відповідність положення розподільного і колінчастого вала (фази ГРМ).

За допомогою спеціальних щупів – справність роботи системи запалювання, а за формою осцилограми визначити несправність котушки, свічок, високовольтних проводів і наявність імпульсу на котушки взагалі.

Систему зарядки автомобіля можна перевірити за допомогою осцилографа. Так ви можете діагностувати несправності діодного моста генератора, не знімаючи його з автомобіля.

висновок

Осцилограф допомагає побачити форму сигналу і чи є він взагалі. Це важливо і при розробці пристроїв і при їх ремонті. Слід зазначити, що можна обійтися і без нього, але тоді ви витратите набагато більше часу на діагностику приладу, а ремонт перетвориться на ворожіння на кавовій гущі.

Олексій Бартош

Ссылка на основную публикацию