Методы тестирования некоторых распространенных схем с помощью осциллографа

Thread Content

Для измерения напряжения постоянного тока необходимо сначала убедиться, что режим связи канала настроен на работу с постоянным током. В случае с напряжением батареи, поскольку оно довольно низкое, коэффициент затухания датчика может составлять 1X; значение для вертикальной шкалы следует установить в 1 В или 500 мВ: https://pic4.zhimg.com/80/v2-67a3e77c6dd710f1eadca6203fdb2f2b_720w.jpg. Также необходимо убедиться, что режим триггера осциллографа настроен на автоматический режим: https://pic4.zhimg.com/80/v2-cd8e271aac61f401172de23bbc724f6b_720w.jpg. Необходимо также убедиться, что батарея заряжена или что есть напряжение на выходе постоянного тока. Датчик следует подключить к положительному полюсу батареи или источника постоянного тока, а его контакты (то есть контакты, предназначенные для заземления) — к отрицательному полюсу батареи или источника постоянного тока. Конечно, если подключить наоборот, это тоже не повлияет; просто при отображении формы волны она будет ниже нулевого уровня осциллографа. Откройте функцию измерения среднего значения на осциллографе, и вы сможете увидеть значение постоянного напряжения. https://pic4.zhimg.com/80/v2-4ebc49b1ff0c31a54d2ac789b978358b_720w.jpg Как видно на изображении, мы тестируем батарею с напряжением 1,6 В. Следует обратить внимание, что у постоянного сигнала нет криволинейной формы; на осциллографе видна прямая линия. Измерение кварцевых генераторов: кварцевые генераторы чувствительны к емкостному нагрузке. При использовании режима ×1 емкость датчика оказывается довольно велика, что эквивалентно сильной нагрузке, подключенной параллельно к схеме кварцевого генератора; это может легко привести к прекращению его колебаний. Поэтому предпочтительнее использовать датчик в режиме 10X. Мы настроили канал осциллографа в режиме переменного тока, на уровне усиления 10X. Убедитесь, что после подачи питания на плату с кварцевым генератором снята оболочка с контактов, чтобы они стали видны. Прикрепите зажим для датчика к земле материнской платы, что соответствует отрицательному полюсу питания; кончик иглы датчика должен соприкасаться с одним из выводов кварцевых генераторов. https://pic3.zhimg.com/80/v2-9e3552f78a6e000e3ce24a279dba130a_720w.jpg Необходимо настроить вертикальный масштаб и временной масштаб осциллографа так, чтобы хотя бы один цикл кривой отображался на экране полностью, как показано на рисунке. Частота этого кварцевого генератора составляет 25 МГц. https://pic1.zhimg.com/80/v2-0881840bb976c68d6344c88043bcd1bc_720w.jpg Кроме того, у выходного сигнала кварцевого генератора края импульсов обычно бывают довольно крутыми, а время их формирования – коротким. Поскольку в выходном сигнале присутствует множество высокочастотных компонентов, его следует рассматривать как высокочастотный сигнал. У режима датчика ×1 существует ограничение по частотному диапазону, тогда как в режиме ×10 частотный диапазон полностью разблокирован, поэтому для измерений необходимо использовать режим ×10. Измерение сигнала, выходящего от генератора сигналов: измеряется форма волны, генерируемая генератором. Обычно уровень выходного напряжения не превышает 20 В пик-пик. Необходимо настроить канал осциллографа на режим 1X; для вертикальной шкалы достаточно установить значение 1 В/деление. Убедитесь, что режим куплирования каналов осциллографа установлен в режиме постоянного тока, а режим запуска — в автоматическом. Подключите выход сигнала генератора к соответствующему входу осциллографа, чтобы обеспечить нормальную работу генератора и вывод сигнала. Затем нажмите кнопку AUTO на осциллографе, чтобы он автоматически отрегулировал форму волны в подходящее положение. Если после автоматической настройки результата недостаточно, можно вручную настроить вертикальный уровень и форму сигнала для коррекции временных параметров. https://pic3.zhimg.com/80/v2-311890c5964b28f59d28efcf0a79388a_720w.jpg При измерении колебаний напряжения рекомендуется использовать режим 1X для датчика, чтобы избежать ненужного снижения уровня шума, что может повлиять на точность измерения колебаний. В то же время не забудьте установить коэффициент усиления канала осциллографа на 1X. Напряженные колебания являются частью переменного тока, поэтому для способа «связи каналов» следует использовать переменночастотную связь, чтобы ограничить вход сигнала постоянного тока. Частота колебаний на выходе обычного источника питания составляет примерно от 0 до 20 МГц. А шум, вызванный высокочастотным синхронным переключением и отражением сигнала, находится в диапазоне 0–1 ГГц. Поэтому следует включить ограничение по частотному диапазону 20 МГц, что позволит отфильтровать ненужный высокочастотный шум. https://pic2.zhimg.com/80/v2-8f1b0cde6db85fbc496df08d97a88f3d_720w.jpg Чтобы избежать помех для сигнала от электромагнитного излучения и т. п., провод для заземления пробойника осциллографа должен быть как можно короче; обычно для заземления используется встроенная в пробойник пружина для заземления. Наконец, с помощью функции FFT можно провести частотный анализ формы качественных колебаний, что позволяет с точностью определить уровень шума на каждой частоте, а также величину качественных колебаний, вызванных переключениями. https://pic2.zhimg.com/80/v2-28922cace24d39baa8fe1f342adb40cd_720w.jpg Для работы от бытовой сети 220 В (110 В) осциллограф должен быть отключен от источника питания; в этом случае он работает от батарей. Используя 2 датчика 10X, установите падение сигнала на канале на уровень 10X, вертикальный масштаб — на 100 В/деление, а способ связи — на переменно-постоянную связь. Убедитесь, что на устройстве, которое необходимо протестировать, есть выходное напряжение от бытовой сети. Подключите два датчика к двум проводам бытовой сети. Затем в осциллографе включите математический канал; результатом вычитания значений с этих двух каналов будет форма волны, соответствующая форме волны бытового напряжения. https://pic3.zhimg.com/80/v2-2f3372bda784ec0c6458f1a82b21c72e_720w.jpg Конечно, самым безопасным и удобным способом измерения формы сигнала в сети электропитания по-прежнему является использование дифференциальных пробоек. Измерение сигналов на шинах связи автомобилей CAN H/L и их декодирование: к каналам 1 и 2 осциллографа подключаются кабели типа BNC-в-розетку-для-проводов https://pic2.zhimg.com/80/v2-d4f9171133e678440713b3c59982380d_720w.jpg. К первому каналу подключается PIN6 диагностического разъема (CAN_H), а ко второму — PIN14 того же разъема (CAN_L). Точки заземления первого и второго каналов подключаются к PIN4 диагностического разъема. Открывается меню декодирования осциллографа для настройки параметров шины CAN https://pic4.zhimg.com/80/v2-a3398e90879512a8dcaa822fc80b2367_720w.jpg. Настраиваются пороговые значения сигнала для получения декодированных данных. Режим трiggера устанавливается на режим декодирования; также настраивается форма сигнала ID данных. Регулируются параметры вертикальной шкалы и временной масштаб для наблюдения за сигналом https://pic4.zhimg.com/80/v2-aa4413f3ab9d3b2a3e0b401fa02f079f_720w.jpg. Для измерения сигналов усилителя и аудиосигналов режим трiggера осциллографа ставится в режим auto, способ копирования сигнала изменяется на AC. Необходимо убедиться, что усилитель работает и выдает аудиосигнал. Зонды подключаются к двум выходным контактам усилителя; не нужно различать положительный и отрицательный полюсы. Настройте вертикальный разрешение, чтобы форма волны полностью отображалась на экране. Регулируя громкость, можно наблюдать изменения амплитуды волны. https://pic1.zhimg.com/80/v2-844bcdfe6dc251305a88f2248f5b7b7c_720w.jpg Сигналы датчиков в схемах усиления обычно бывают довольно слабыми, поэтому их трудно измерить непосредственно с помощью осциллографа. Однако на плате датчика имеется блок усиления сигнала. Если найти выход этого усилителя, то с помощью осциллографа можно будет измерять уже усиленный сигнал. Используйте датчик 1X, установите падение сигнала в канале также на 1X, режим связи — DC, а режим запуска — автоматический. Подключите зажим датчика к отрицательному полюсу питания материнской платы датчика, а сам датчик — к выходу усилителя. Переведите вертикальный разрешение на 50 мВ/дел, установите время сигнала на 200 или 500 мс, чтобы перейти в режим прокрутки. Согласно форме волны можно соответствующим образом настроить вертикальный диапазон, после чего можно наблюдать сигнал, принимаемый датчиком.