Что можно сделать с помощью осциллографа

В мастерской электронщика и электрика если не обязательно, то, по крайней мере, крайне желательно наличие осциллографа. Его используют на ряду с простыми измерительными приборами: амперметром, вольтметром, омметром, в конце концов мультиметром. Из этой статьи вы узнаете об осциллографе — что это такое и для чего он нужен.

Осциллограф — что это?

Все, кто работает с электричеством, знают, что напряжение измеряют вольтметром, а ток амперметром. Но эти приборы показывают только то значение тока, которое есть в момент измерений. Даже при измерении переменных по значению и знаку величин вы получаете какое-то усредненное по определенным алгоритмам или законам значение.

Но с помощью вольтметра можно следить за тем, как измеряется величина, правда, с погрешностями. У стрелочных приборов они обусловлены конструктивными особенностями, а у цифровых также, но добавляются еще и частота дискретизации и другие программные проблемы.

Но как проследить за быстроизменяющимся сигналом, у которого величины изменяются за тысячные и миллионные доли секунды?

Такие измерения крайне важны во многих сферах:

Во всех областях электронике;

При изучении параметров электрооборудования;

В диагностике и настройки систем автомобиля и прочих.

Для этого используют осциллографы и осциллографические пробники. Осциллограф — это тот же вольтметр, только на экране которого показывается не значение напряжения сигнала, а его форма и поведение. Форма сигнала отображается с привязкой к шкале проградуированной в Вольтах (вертикально) и секундах (горизонтально) — для подробного их изучения.

На картинке ниже вы видите примеры изображений на экране осциллографа, красным выделено сколько микросекунд в одном квадратике по горизонтали, а зеленым – сколько вольт по вертикали. Иными словами цена деления на изображении – 1В/дел и 10 мкс/дел.

Сразу стоит отметить, что, в основном, с помощью осциллографов изучают сигнал, который периодически повторяется. Сигналы изменяющиеся произвольным образом изучают с помощью осциллографа с функцией самописца.

Такой функцией обладают преимущественно цифровые осциллографы, но не все цифровые осциллографы умеют записывать осциллограммы в память. На фото ниже изображен аналоговый с электроннолучевой трубкой – он для таких задач не подходит.

Чтобы разобраться каким образом сигнал, который измеряется с периодом в доли секунды замирает на экране можно привести простой пример — стробоскоп. Если любой подвижный предмет периодически освещать коротковременными вспышками света, то в результате вы будете видеть конкретные его положения, как на фотографиях.

При этом, если освещать таким образом вращающийся с определенной скоростью предмет, то при условии, что частота вспышек совпадет со скоростью его вращения — вы будете видеть неподвижный предмет или определенную часть вращающегося предмета обращенного к вам одной и той же стороной в момент вспышки. Если частота вспышек не будет совпадать со скоростью вращения предмета, то вы будете видеть последовательность отдельных его участков в произвольном порядке.

Я встречал и сравнение на примере поезда с бесконечным числом одинаковых вагонов:

Если вспышки буду идти с частотой, совпадающей с частотой смены вагонов перед вами, то вам будет казаться, что каждый раз вы видите один и тот же неподвижный вагон перед собой.

Таким же образом работает и осциллограф — он отображает один и тот же участок периодического сигнала, в результате вы можете изучить особенности его изменения.

В пределах этой статьи мы не будем вдаваться в блоки, из которых он состоит, режимы работы, синхронизации и прочего, давайте рассмотрим что можно сделать с помощью осциллографа.

Осциллограф в электронике

Первое что приходит в голову — это электроника. Вы не можете наглядно увидеть, открылся ли транзистор, и как часто он это делает. Кроме того, при проектировании современных быстродействующих устройств, важно знать не только о самом факте срабатывания полупроводниковых ключей, но и о формах фронтов нарастания и затухания тока и напряжения.

Благодаря этому вы можете узнать насколько правильно подобран режим работы транзистора или другого компонента и о корректности работы радиоэлектронного устройства в целом.

Итак, при проектировании электроники нужно использовать осциллограф для наладки готового изделия и подбора конечных номиналов компонентов, что повышает его надежность.

Осциллограф в ремонте

Ремонт электроники это процесс поиска вышедшей из строя детали, который без необходимого набора инструментов сводится к поочередной замене элементов и узлов до доведения прибора до работоспособности. Иначе говоря — ремонт методом тыка.

Отдельные элементы, например транзисторы, резисторы, индуктивности и конденсаторы зачастую вы можете проверить с помощью мультиметра или универсального транзистор-тестера. С микросхемами дело обстоит иначе.

При ремонте блоков питания вы можете наглядно проконтролировать работу ШИМ-контролера — сердца импульсных преобразователей. Больше нет способов с помощью которых вы можете достоверно убедится в его исправности. Хотя в этом можно убедиться по косвенным признакам.

При ремонте устройств с микроконтроллерами можно проверить работу тактового генератора, наличие сигналов на всех пинах микроконтроллера.

При диагностике усилителей звука, можно увидеть в каком месте исчезает или искажается сигнал.

Ремонт автомобилей

Большинство неисправностей современных автомобилей типа: «не заводится», «провалы при разгоне», «плохо едет и глохнет», — связаны с проблемами в электрической части. Так как все двигателя, которые сейчас устанавливаются, инжекторные, если речь вести о газе или бензине, а если в двигатель работает на дизельном топливе, то у него наверняка стоят форсунки с электронным управлением. То же самое касается и системы зажигания.

Для функционирования систем впрыска и зажигания топлива, расчета моментов срабатывания форсунок и искрообразования, необходимо знать о положении коленчатого и распределительного валов двигателя. Поэтому автомобили оборудованы множеством датчиков.

Для диагностики всех этих систем используют как встроенные протоколы связи, считывают ошибки, так и мотортестеры — приборы которые могут и связываться с системой управления двигателя и работать в роли осциллографа.

Таким образом вы можете узнать о работе датчиков положения, проследить соответствие положения распределительного и коленчатого вала (фазы ГРМ).

С помощью специальных щупов — исправность работы системы зажигания, а по форме осциллограммы определить неисправность катушки, свечей, высоковольтных проводов и наличие импульса на катушки вообще.

Систему зарядки автомобиля можно проверить с помощью осциллографа. Так вы можете диагностировать неисправности диодного моста генератора, не снимая его с автомобиля.

Заключение

Осциллограф помогает увидеть форму сигнала и есть ли он вообще. Это важно и при разработке устройств и при их ремонте. Следует отметить, что можно обойтись и без него, но тогда вы потратите намного больше времени на диагностику прибора, а ремонт превратится в гадание на кофейной гуще.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Источник

Выбираем осциллограф и паяльное оборудование для дома (Aliexpress)

Статья с подборкой новых моделей и моделей, которые давно зарекомендовали себя, как имеющие хорошее соотношение цены и качества. Данные модели с Aliexpress обходятся несколько дешевле, если вы заказываете их для личного использования. В подборке будут карманные, настольные и сенсорные осциллографы, комбинированные мультиметры-осциллографы, а также паяльные станции и цифровые микроскопы для ремонта электроники. Дополнительно я привожу ссылки на сравнения с другими моделями и ссылки на подробные обзоры ряда моделей.

Новые модели портативных карманных осциллографов и осциллографических пробников

Одни из самых популярных моделей осциллографов в категории «до $100» — это модели от Hantek и FNIRSI. Что касается FNIRSI 1C15 — то на днях вышла модель обновлённого осциллографа с полосой до 110MHZ (обзор предыдущей модели 1C15 по ссылке). Производитель обновил дизайн и эргономику управления, улучшил программное обеспечение, а также есть ряд полезных изменений в схемотехнике. Цена с купоном на скидку $7 (берем на странице товара) получается $60, что вне конкуренции.

Еще одна новая модель — это осциллограф DSO1511E с заявленными 120MHZ.

Планшетные сенсорные осциллографы

В последнее время появились несколько интересных моделей для работы: это портативные, карманные, комбинированные осциллографы с завидными характеристиками. По ссылкам: двухканальный планшетный осциллограф Fnirsi ADS1013D с сенсорным дисплеем и двумя каналами, и планшетный осциллограф Micsig TO1152, также с сенсорным экраном и двумя каналами. Оба характеризуются рабочей полосой 100 МГц, с максимальной частотой дискретизации 1 Gs/s. Другие модели компактных осциллографов для хобби и работы в статье по ссылке.

Бюджетные настольные осциллографы

Для качественной работы, разработки и ремонта рекомендую оборудовать отдельное место с оборудованием дома или в офисе. В качестве настольных моделей осциллографов можно рекомендовать несколько хороших моделей: OWON SDS1102, Hantek DSO4102C (или же предыдущую модель DSO5102P), Rigol DS1104Z. Другие новинки для профессионалов и любителей можно посмотреть по ссылкам (подборка бюджетных моделей, подборка с USB-осциллографами).

Паяльные набор и паяльные станции

Если вы все таки решили оборудовать себе рабочее место по ремонту или по отладке электронике, то рекомендую приобрести качественную паяльную станцию. Обычно выбирают комбинированные модели, сразу с феном (с подставкой и регулировкой температуры). Паяльник оборудован сменными жалами. По ссылкам две паяльные станции JCD и Eruntop (самые большие продажи на Алиэкспресс). Если паяльная станция не нужна, а нужен просто хороший паяльник, то посмотрите в сторону модели CXG E60WT 60 ВТ (ссылка на подборку с этим паяльником), а также ссылка расходные материалы и трафареты.

Цифровые микроскопы для ремонта

Цифровые микроскопы для ремонта будут полезны практически для каждого радиолюбителя и ремонтника. Представляют собой компактные микроскопы со встроенным электронным модулем камерами. Помогают найти проблему и обеспечить ремонт электроники и печатных плат — они умеют снимки и записывать видео, также есть возможность подключения к внешнему монитору (HDMI, AV). Статья по выбору качественных моделей цифровых микроскопов.

Комбинированные мультиметры и мультиметры-осциллографы

Еще один весьма полезный вид приборов — это компактные комбинированные мультиметры типа «все-в-одном». Есть интересные модели от MUSTOOL — модель MT8028 с графическим дисплеем и встроенным осциллографом. Есть и «обратные модели» — осциллограф Hantek 2C42 со встроенным мультиметром. Если вам интересны качественные мультиметры (в том числе с черным контрастным EBTN экраном) — то вот интересная статья по выбору таких моделей.

При оформлении заказов смотрим отзывы на магазин и на товар. Рекомендую добавлять магазин в список «любимых» — тогда есть возможность получить дополнительный купон на скидку или скидку «для фанатов». Также проверяем другие доступные купоны. В любом случае, указанные модели обходятся значительно дешевле аналогов в местных магазинах.

Источник

Выбираем современный осциллограф для работы и хобби: 10 актуальных моделей с Алиэкспресс

А вы знали, что доступны дешевые аналоги современных осциллографов? Клоны Siglent, отличные модели от Rigol и Hantek, достаточно интересные модели OWON, Micsig, FNIRSI. Заказывая с Алиэкспресс, вы экономите на добавочной стоимости, которую обычно берут официальные поставщики. Для того, чтобы не было вопросов у таможни, а также чтобы не оплачивать пошлину за превышение стоимости посылок (свыше 200 евро), выбирайте модели с экспресс-доставкой из наличия в РФ. Что касается популярных моделей Siglent, то не секрет SDS2000XPlus — он называется АКИП-4129.

Новые компактные осциллографы

Буквально недавно стали доступны новые модели осциллографов. Речь идет про новинки от Hantek и FNIRSI. Так, Hantek представил сразу целую линейку компактных моделей: DSO2C10, DSO2C15, DSO2D10 и DSO2D15. Модели 2х10 имеют полосу до 100 МГц, модели 2х15 — до 150 МГц. Максимальная частота семплирования у всей линейки составляет 1 Gs/s. Осциллографы имеют USB, по два рабочих канала, но модели с литерой «D» дополнительно оснащены генератором сигналов (до 25 МГц). Новинка от FNIRSI представляет собой ультракомпактную модель, также с поддержкой USB накопителей и с наличием генератора сигналов (2 МГц). Производитель обещает полосу 100 МГц и 1Gs/s. Еще одна продвинутая модель — CDEK SDS1202X, аналог модели SDS1102X, но с полосой в 200 МГц.

Настольные осциллографы

Для ремонта и хобби на стационарно оборудованном рабочем месте подойдут настольные модели — функциональные цифровые осциллографы. Практически все доступные модели в диапазоне от $200 до $300 отлично зарекомендовали себя. Как правило, из недорогих можно присмотреть двухканальные осциллографы с возможностью сохранения файлов на USB, и с рабочим диапазоном до 100 МГЦ. Модель Hantek DSO5102 — наиболее доступная из всех представленных. Более функциональная — RIGOL DS1102Z. Также есть смысл посмотреть продвинутую модель Owon XDS2102A. На все представленные модели доступны прошивки для апгрейда.

Портативные и карманные осциллографы

Наиболее популярные компактные и носимые модели — это линейка 2C42/2D42 от Hantek. Не так давно появилась в продаже версия для автомобилистов Hantek 2D82 с доработанным программным обеспечением и спец-щупами в комплекте. Более продвинутая и более удобная модель, чем указанные Hantek’и — это портативный осциллограф Owon серии HDS2х2. Фактически, это аналог Hantek с генератором и встроенным мультиметром, но в более удобном исполнении и с корректным управлением. В моделях HDS242(S)/HDS272(S)имеется два канала (40/70 МГц в зависимости от модели) с частотой семплирования 250 Ms/s. Модель FNIRSI 1C15 интересна своим защищенным исполнением (силиконовый мягкий чехол), наличием щупа Р6100 в комплекте (100 МГц). Заявлена полоса в 110 МГц. Обратите внимание, у FNIRSI 1C15 присутствует генератор частоты (меандр 1kHz) для калибровки щупов, очень удобно. Для модели DS0120M заявлена полоса в 120М и один рабочий канал (

Планшетные сенсорные осциллографы

Для ряда работ: быстрой диагностики, проверки оборудования, крайне удобны компактные модели осциллографов с сенсорным экраном. Наиболее популярные примеры подобных осциллографов — FNIRSI 1013D из недорогих моделей (2 канала, 100 МГц), ссылка на который была в самом начале. Еще один пример — это планшетный осциллограф Micsig TO1152. Не бюджетный, но достаточно продвинутый вариант. А вот если нужна четырехканальная модель, то лучший выбор — это осциллограф TAO3074/3104. Поддерживает удаленное управление по сети (RJ-45), полоса пропускания в 70/100 МГц при частоте семплирования 1GS/s, в зависимости от модели. Экран сенсорный, 8″.

В любом случае, подобные модели осциллографов обходятся заметно ниже, чем у официальных поставщиков. При выборе обращайте внимание на возможность обновления версией ПО от старшей модели. Выбираем, добавляем в корзину, сравниваем. Заказывая с экспресс-доставкой с российских складов Алиэкспресс, вы автоматически избавляетесь от налогов на посылки и вопросов с таможней.

Другие обзоры и тесты смартфонов, инструмента и гаджетов вы можете найти в моем профиле и по ссылкам ниже.
Спасибо за внимание!

Источник