Осциллограф с1-68

Настройка

Современные осциллографы не требуют какой-либо настройки перед использованием, но тем не менее в большинстве осциллографов встроен прибор калибровки (Калибратор). Назначение этого прибора — формировать контрольный сигнал с заведомо известными и стабильными параметрами

Обычно такой сигнал имеет форму прямоугольных импульсов с амплитудой 1 Вольт, частотой 1кГц и скважностью 50% (параметры обычно указаны рядом с выходом сигнала калибратора). В любой момент пользователь осциллографа может подключить измерительный щуп прибора к выходу калибратора, и убедиться, что на экране осциллографа виден сигнал с указанными параметрами

В случае, если сигнал отличается от указанного на калибраторе, что скорее характерно для аналоговых осциллографов, то с помощью подстроечной отвертки пользователь может скорректировать входные характеристики щупа или усилители осциллографа таким образом, чтобы сигнал соответствовал данным калибратора. Стоит отметить, что современные цифровые осциллографы не имеют подстроечных элементов по причине использования цифровой обработки сигнала, но имеют автоматическую настройку по калибратору, когда через меню осциллографа вызывается специальная утилита, которая вносит поправочные коэффициенты в математический блок осциллографа и тем самым настраивает осциллограф на корректное отображение сигналов.

Сравнение аналоговых и цифровых осциллографов

Как цифровые так и аналоговые осциллографы имеют свои достоинства и недостатки. Постоянное совершенствование цифровых технологий позволяет создавать цифровые приборы более мощными и производительными по сравнению с аналоговыми. В то же время, имея в виду наиболее простые модели цифровых приборов, разница в стоимости постоянно сокращается.

Ниже перечислены достоинства и недостатки цифровых и аналоговых осциллографов.

Достоинства аналоговых осциллографов:

• возможность непрерывного наблюдения аналогового сигнала в реальном масштабе времени;
• привычные и понятные органы управления для часто используемых настроек (чувствительность, скорость развертки, смещение сигнала, уровень запуска и т. д.);
• невысокая стоимость.

Недостатки аналоговых осциллографов:

• низкая точность;
• мерцание и/или малая яркость экрана в зависимости от частоты сигнала и скорости развертки;
• невозможность отображения и изучения сигнала до момента запуска (это не позволяет, например, анализировать процессы, предшествовавшие выходу оборудования из строя);
• полоса пропускания ограничена полосой аналогового тракта;
• ограниченные средства измерения параметров сигналов.

Достоинства цифровых осциллографов:

• высокая точность измерений;
• яркий, хорошо сфокусированный экран на любой скорости развертки;
• возможность отображения сигнала до момента запуска (в «отрицательном» времени);
• возможность детектирования импульсных помех между выборками сигнала;
• автоматические средства измерения параметров сигналов (что, в частности, позволяет автоматизировать настройку прибора в условиях неизвестного сигнала);
• возможность подключения к внешним регистрирующим устройствам (компьютеру, принтеру, плоттеру и т. д.);
• широкие возможности математической и статистической обработки сигнала;
• средства автодиагностики и автокалибровки.

Недостатки цифровых осциллографов:

• более высокая стоимость;
• более сложные в управлении;
• в отдельных случаях отображение несуществующих сигналов.

Интерфейс

Программное обеспечение AKTAKOM Oscilloscope Pro имеет понятный и удобный интерфейс, который может настраиваться пользователем. Приложение позволяет пользователю вручную настроить цвета элементов графика и толщину линий осциллограмм или загрузить эти настройки из ранее сохранённых файлов цветовых схем, выбрать язык интерфейса (русский или английский), записать свой вариант звукового сопровождения событий и др.
Размер, расположение и прозрачность всех окон приложения также могут настраиваться пользователем. К услугам пользователя — всплывающие подсказки, «прилипающие» панели (прилипшие панели располагаются вплотную друг к другу и перемещаются совместно, как одно окно).
Каждый режим работы осциллографа выполнен в виде отдельного окна, которые пользователь может располагать в удобном для себя участке экрана монитора.
Главное окно осциллографа — масштабируемое и может работать в полноэкранном режиме. В этом окне можно изменить масштаб, установить масштаб по области графика, ограниченной курсорами. Для того, чтобы пользователь мог иметь общее представление о характере информации полного буфера и выбрать нужную часть для подробного отображения, служит дополнительный обзорный отключаемый график в нижней части панели, индицирующий всегда полный буфер собранных данных.

Панель масштабирования внизу главного окна программы служит для быстрого и наглядного управления графиком и отображения информации о нем. Управление разверткой в обычном режиме осуществляется из панели Управление. В панели Измерения отображаются заданные параметры управления разверткой и результаты курсорных измерений параметров сигнала по времени и значению.
Все настройки прибора можно сохранить в специальном конфигурационном файле, который при необходимости можно загрузить при следующем сеансе работы.

Цифровой или аналоговый, что лучше

Оба вида имеют свои достоинства и недостатки.

Плюсы аналоговых осциллографов:

• Удобство интерфейса;
• Отображение сигналов в реальном времени;
• Простота в управлении;
• Невысокая цена.

Недостатки:

• Точность данного прибора очень низкая;
• Ограниченность полосы пропускания;
• Неудобства в эксплуатации;
• Средства изменения сигналов ограниченны.

Теперь перейдем к цифровым осциллографам.

Их преимущества:

• изображение можно «заморозить» на нужное время;
• высокоточные приборы;
• широта полосы пропускания;
• высокая яркость экрана;
• можно обнаружить импульсные помехи;
• возможность подключения к гаджетам: смартфону, компьютеру или принтеру;
• запуск сигнала в “отрицательном времени”;
• математическая и статистическая обработка сигнала.

Недостатки:

• Сложность в управлении;
• высокая стоимость.

Длина осциллограммы

AKTAKOM Oscilloscope Pro может отображать сигнал как после момента срабатывания схемы запуска (послезапись), так и непосредственно до него (предзапись).
Предзапись, т. е. задержка запуска относительно начала отображения сигнала — количество выборок, собираемых прибором перед переходом в режим ожидания события запуска. Допустимые значения: от 0 до 131071 (у АСК-3102 1М до 512К). Длина послезаписи — количество выборок, собираемых прибором после возникновения события запуска. Допустимые значения: от 0 до 131071 (у АСК-3102 1М до 512К).
Сумма значений задержки запуска и длины послезаписи (длина осциллограммы) дают общий размер буфера данных, который будет прочитан программой из прибора по окончании цикла измерений. При этом общий размер буфера данных не может превышать 131071 выборок на канал (у АСК-3102 1М до 512К).
ПО AKTAKOM Oscilloscope Pro позволяет пользователю произвольным образом устанавливать размеры предзаписи/послезаписи. Это очень удобно, т. к. позволяет не только видеть предысторию сигнала (до момента наступления условия синхронизации), но и в ряде случаев, не требующих подробной картинки, — экономить ресурсы компьютера и увеличивать частоту обновления картинки на мониторе осциллографа путем снижения размеров задействованной памяти.

Применение и интересные факты

Являясь одним из важнейших аппаратов в радиоэлектронике и радиотехнике, он широко используется в лабораторных, прикладных и научно-исследовательских целях. Позволяет изучать, контролировать и измерять параметры электрических сигналов и радиоволн при воздействии разнообразных датчиков. Прибор позволяет:

1. Определять частоту сигнала по измерению его временных характеристик.
2. Измерять временные параметры для получения значения амплитуды напряжения.
3. Выяснить постоянную и переменную классического сигнала.
4. Изучать сдвиги фаз, происходящие при прохождении различных участков цепи.
5. Исследовать внутренние механизмы, происходящие в электрической цепи.
6. Наблюдать частоту колебания и особенности искажения сигнала.
7. Вычислить соотношение шума и сигнала, стационарность шума и возможные изменения по временным параметрам.
8. Наладить оперативный и периодический контроль качественных характеристик телевизионного тракта в системе телевещания.

Широко применение осциллографа в диагностике и ремонте автотранспорта. Благодаря своим характеристикам он способен выявить неисправные катализаторы, проверить функционирование исполнительных механизмов, кратко указать основные идентификационные сведения системы, считать код неисправностей, который сохраняет система, отследить изменения сигналов датчиков системы.

Учёными выделено несколько занимательных фактов работы и создания фиксирующего прибора, популярного в электромеханической сфере любого производства. К ним относят:

• Именно экран одного из осциллографов был использован как дисплей первой видеоигры, визуализирующей игру в теннис. Игра Tennis For Two создавалась на работе аналоговых вычислительных машин. Управление основано на специальном игровом контроллере — Paddle.
• Радиолюбителями используется тракт записи звука, установленный на звуковой карте компьютера в качестве прибора ввода измерения низких частот.
• Часто встречается ошибочное написание прибора «осцелограф».
• Квалифицированные любители радиоэлектроники, не являющиеся чайниками в мире электроники, занялись самостоятельным изготовлением приборов для процесса осциллографирования в качестве приставки к ПК или телевизору. Сейчас эта потребность не так актуальна. Освоенные технологии массового производства подобных товаров имеют низкую себестоимость.

Режим (безбумажного) самописца

Режим самописца качественно отличается от обычных режимов осциллографа тем, что чтение данных из прибора и их отображение производится в реальном времени, без остановки процесса измерений. При этом изменяются доступные скорости разверток. Регистрируемые данные отображаются на основном графике главной панели, а не на панели самописца.

Обработка данных самописца ничем не отличается от измерений в обычных режимах. Так же в режиме самописца доступна функция аварийной сигнализации. Режим аварийной сигнализации можно настроить и включить при прокрутке записанного в режиме самописца файла. В панели Сигнализация модуля анализа можно выбрать условия срабатывания аварийной сигнализации и способ сообщения о ней системе (выполнить операционную команду, послать системное сообщение). Ниже проиллюстрировано срабатывание сигнализации при выходе сигнала, считываемого из файла в режиме самописца, за предел заданного максимального уровня. Помимо визуальной индикации (в виде мигающего сигнала) аварийная ситуация сопровождается звуковым сигналом. При необходимости в операционную систему может быть послано системное сообщение, содержащее код обнаруженной аварийной ситуации.

Спектральный анализ

Программа позволяет провести спектральный анализ выделенного участка сигнала. Для этого используются алгоритмы прямого и обратного быстрого преобразования Фурье (БПФ). Пользователь может установить число первых коэффициентов разложения, отображаемых на графике спектра. Это число не может быть больше половины базы. График БПФ отображает спектр выбранного сигнала в логарифмической шкале «частота-амплитуда». По желанию пользователя может также отображаться фазо-частотная зависимость. Для измерений используется вертикальный курсор.

В панели Результаты вкладки БПФ окна модуля анализа пользователь может видеть:
• Число точек дискретизации сигнала, по которым проводится преобразование.
• Число точек для преобразования после передискретизации (ближайшее сверху число — степень двойки).
• Осн. частота — основная частота сигнала. Определяется по максимальному модулю коэффициентов разложения.
• Коэфф. н. и. (%) — коэффициент нелинейных искажений в процентном выражении.
• Частота — частота, соответствующая точке спектра, отмеченной курсором.
• Уровень — уровень в точке спектра, отмеченной курсором, относительно максимума (принимается за 0 дБ).
• Мощ. фильтра (%) — мощность фильтра в процентном выражении. Отношение мощности пропускаемых фильтром гармоник к полной мощности сигнала.
Дополнительно перед преобразованием можно наложить на исследуемый участок оконную (весовую) функцию. При этом величина сигнала для каждой из N исследуемых выборок умножается на соответствующий весовой коэффициент. На иллюстрации ниже приведен результат БПФ сигнала синусоидальной формы с применением функции Хемминга.

При включенном режиме преобразования Фурье Вы можете использовать возможность спектральной фильтрации сигнала. Суть его в том, что перед обратным преобразованием анализируемого сигнала Вы можете оставить в нем только те частоты, которые Вам нужны, и подавить нежелательные. Спектральный фильтр реализуется с помощью графического эквалайзера в нижней части вкладки БПФ окна модуля анализа. Для каждой составляющей спектра можно установить желаемый коэффициент усиления (ослабления) в диапазоне ±50 дБ, которые используются в обратном преобразовании Фурье. Результатом обратного преобразования Фурье является отфильтрованный сигнал, воспроизводимый на графике основного окна программы. Ниже приведена иллюстрация результата обратного преобразования Фурье синусоидального сигнала с ослаблением и усилением ряда частот, выполненного через эквалайзер настройки спектрального фильтра.

По желанию пользователя на графике возможно отображение фазо-частотной зависимости.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Hantek iDSO1070A

Правильно выставляйте аттенюатор на щупе при проведении измерения напряжения! Если измеряемое напряжение будет слишком большим, оно может вывести прибор из строя, а также навредить вам и вашему компьютеру. Не измеряйте напряжение более 35В в режиме щупа 1Х!

Что такое осциллограф С1-67

Любой осциллограф — это специализированный аппарат, предназначенный для измерения параметров электрического сигнала с точки зрения амплитудных и временных характеристик. Новые модели этих приборов также могут заниматься вычислениями величин сигналов тока частоты в пару гигагерц.

Лицевая часть приспособления С1-67 со всеми тумблерами

Обратите внимание! Достаточно подключить прибор к любому электрическому проблемному девайсу и начать отслеживание важнейших его параметров. Если говорить в общем случае, для чего предназначен этот аппарат, то выделяют такие моменты, подсчитываемые осциллографом:

Если говорить в общем случае, для чего предназначен этот аппарат, то выделяют такие моменты, подсчитываемые осциллографом:

• временные параметры и величина электрических сигналов напряжения;
• частота сигнала;
• фиксация сдвига по фазе;
• постоянные и переменные составляющие сигнала;
• искажение сигнала, которое создается в некоторой точке сети;
• отношение шума и сигнала;
• виды присутствующих шумов и их изменение во времени.

Прибор очень просто расположить в разобранном состоянии для ознакомления с его основными элементами

Именно по форме электросигнала, который и определяет осциллограф, исследователь может точно установить все процессы, которые происходят в данной цепи. С помощью такого аппарата без особых проблем можно отследить характеристики электричества, протекающего в проводнике на конкретном его промежутке, а затем сравнить их с другими участками.

Обратите внимание! Помимо этого, можно изучить данные сигнала на входной и выходной точках цепи, а также определить форму и тип искажений, которые привносятся в схему усилителями. Не стоит забывать о возможности определения изменения амплитудных колебаний и временную задержку

Развертка импульсов, фиксируемых осциллографом во времени

История

Ондограф Госпиталье

Электрический колебательный процесс изначально фиксировался вручную на бумаге. Первые попытки автоматизировать запись были предприняты Жюлем Франсуа Жубером в 1880 году, который предложил пошаговый полуавтоматический метод регистрации сигнала. Развитием метода Жубера стал полностью автоматический ондограф Госпиталье. В 1885 году русский физик Роберт Колли создал осциллометр, а в 1893 году французский физик Андре Блондель изобрел магнитоэлектрический осциллоскоп с бифилярным подвесом.

Подвижные регистрирующие части первых осциллографов обладали большой инерцией и не позволяли фиксировать быстротечные процессы. Этот недостаток был устранён в 1897 годуУильямом Дадделлом, который создал светолучевой осциллограф, использовав в качестве измерительного элемента небольшое лёгкое зеркальце. Запись производилась на светочувствительную пластину. Вершиной развития этого метода стали в середине XX века многоканальные ленточные осциллографы.

Практически одновременно с Дадделлом Карл Фердинанд Браун использовал для отображения сигнала изобретённый им кинескоп. В 1899 году устройство было доработано Йонатаном Зеннеком, добавившим горизонтальную развертку, что сделало его похожим на современные осциллографы. Кинескоп Брауна в 1930-е годы заменил кинескоп Зворыкина, что сделало устройства на его основе более надёжными.

В конце XX века на смену аналоговым устройствам пришли цифровые. Благодаря развитию электроники и появлению быстрых аналого-цифровых преобразователей, к 1990-м годам они заняли доминирующую позицию среди осциллографов.

Конструкция

Для понимания строения прибора ниже приведена простейшая блок-схема, описывающая принцип взаимодействия с сигналом. Электросигнал подается на вход устройства (вход вертикального отклонения) и принимается аттенюатором, представляющим собой переключатель со множеством позиций выбора. Он регулирует чувствительность осциллографа.

С выхода аттенюатора сигнал попадает на предварительный усилитель для разветвления и последующего поступления на линии задержки и синхронизационный переключатель. Линия нужна для компенсации временного интервала срабатывания развертывающего генератора с поступлением сигнала на усилитель вертикального отклонения.

Оконченный усилитель преобразует напряжение, которое подается с «Y», и отклоняет луч по вертикали. Генератор развертки предназначен для формирования пилообразного напряжения, подающегося на усилитель горизонтального отклонения и на вывод «X» электронно-лучевой трубки.

К сведению! Благодаря синхронизирующему устройству начинается запуск генератора развертки, и сигнал возникает в начальной точке дисплея. Именно благодаря этому можно наблюдать импульсное появление линии, зависящее от времени.

Блок-схема основных элементов управления и анализа осциллографа С1-67

Фотографии разборки осциллографа С1-117

• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный
• С1-117 Осциллограф универсальный двухканальный

Характеристики прибора

Технические характеристики осциллографа С1-67 таковы:

• один луч электронно-лучевой труби (одноканальность);
• охват напряжений от 28 мВ до 200 В;
• охват временных интервалов от 2 мс до 0,2 сек.;
• пропускающая полоса 0-10 МГц;
• время нарастания переходной характеристики 35 нс;
• погрешность при измерении амплитуды меньше или равно 5 %;
• погрешность при измерении временного интервала меньше или равно 5 %;
• выброс переходной характеристики меньше или равно 10 %;
• характеристика ширины лучевой линии — 0,6 мм;
• рабочая площадь экрана 60×42 мм;
• напряжение питания 200 В при 50 Гц и 115 В при 400 Гц;
• потребление 45 Вт;
• рабочие температуры от −30 °С до 50 °С;
• размеры — 274×206×440 мм;
• масса 10 кг.

Рассматриваемая модель со щупами и проводами для подключения в питающую сеть