Как работает осциллограф?

Если вам необходимо измерить сигналы в электрической цепи, пронаблюдать за ними, понять, как проходит сигнал от входа и до выхода, с какой амплитудой происходит его колебания, то, безусловно, требуется для этого приобрести такой важный измерительный и диагностический радиотехнический прибор как осциллограф.

Это устройство относится к разряду электронных, работает в основном от сети напряжения 220 вольт, является стационарным прибором. Хотя в последнее время все чаще в каталогах интернет-магазинов и специализированных маркетов можно встретить модели с ЮСБ-разъемами, которые используют вместо собственного матричного монитора экран смартфона. Такие осциллографы бюджетные, однако подойдут только для проведения поверхностной диагностики неисправной платы, схемы, радиоэлемента или всего прибора в целом. Все же лучше купить полноценное устройство с несколькими каналами связи.

Принцип работы

Работать осциллограф не может без монитора, на который выводится лямбда сигнальных импульсов, лучевой трубки, которая принимает электроимпульсы, блока питания, каналов отклонения (вертикаль/горизонталь), канала лучевой модуляции и синхронизатора развертки.

Что все это означает? Прибор при запуске выдает вертикаль по каналу отклонения, что по принципу работы схоже с вольтметром, однако без определения напряжения в каждый момент времени. Этот канал обладает высоким сопротивлением, что отображается на экране в вертикальном графике. Если усилить этот сигнал, то можно получить более крупное или мелкое изображение.

Лучевая трубка отвечает за частоту приема электрических импульсов и количество лучей, которых может быть, как один, так и 16, в зависимости от модели. То, как движется луч (лучи) по горизонтали, называется разверткой и может быть записано в память цифрового устройства. Это временная ось.

Развертки могут быть однократными (для одиночного сигнала), ожидающей (для нечастых колебаний) и автоматическими (для частых колебаний).

Блоки питания работают в основном от сети 220 вольт, однако есть в продаже и модели с аккумуляторными батареями, более компактные и автономные. Однако срок их эксплуатации ограничен емкостью батарей. В целом у осциллографа принцип работы базируется на тщательном анализе сигналов с частотой до миллиона точек в секунду.

Основные характеристики осциллографа

Осциллограф может определить временные параметры скачков напряжения, исследовать колебания и их характеристики, определить, на какой участке происходит искривление сигнала, где наблюдается сдвиг фаз, какова частота сигнала в режиме реального времени, какие процессы происходят в цепи на протяжении определенного времени от подачи входного напряжения и до его выхода.

Чтобы выбрать подходящий вам прибор такого типа, требуется знать несколько основных характеристик:

• Каков тип питания устройства (стационарный или аккумуляторный);
• Величина дискретизации и ее частота;
• Какова звуковая частота или полоса пропускания;
• Сколько каналов связи имеет устройство.

От частоты дискретизации зависит то, насколько точной будет передача изменения сигнала, особенно в переходных процессах. Чем выше дискретизация, тем этот параметр лучше. Полоса пропускания – это высота звуковых колебаний. Оптимальная – от 25 и до 500 мегагерц. Минимальное количество каналов связи – один, максимальный на сегодня – 4. Чем их больше, тем больше параметров измерения удастся получить при исследовании сигнала.