Как пользоваться осциллографом с1

Две пары пластин ЭЛТ отклоняют электронный луч в двух взаимно перпендикулярных направлениях, которые можно рассматривать как координатные оси. Поэтому для наблюдения на экране ЭЛТ исследуемого напряжения необходимо, чтобы луч отклонялся по горизонтальной оси пропорционально времени, а по вертикальной оси — пропорционально исследуемому напряжению.

Используя двухканальный осциллограф можно одновременно наблюдать и напряжение, и ток в цепи. И таким образом измерять сдвиг фаз между током и напряжением. Схема подключения осциллографа в этом случае показана на рис. Канал I измеряет напряжение, а канал II измеряет ток. Такое включение наиболее оптимально, так как напряжение, падающее на резисторе Rт и подаваемое в канал II, в 30… раз меньше, чем в канале I, следовательно, оно больше подвержено помехам и синхронизация от низкого напряжения не такая хорошая.

Частоту скорость развертки можно регулировать в широких пределах. Но изображение будет стабильным только в том случае, если частоты развертки и сигнала точь-в-точь совпадают. При малейшем несовпадении частот, каждое начало движения луча по экрану будет соответствовать новой точке функции входного сигнала, и ее график каждый раз будет рисоваться в новом положении. При несовпадении частот в несколько герц и более, осциллограмма становится нечитаемой рис.

Таким образом, подключение канала I к напряжению обеспечивает более стабильное изображение осциллограммы. Ошибка подключения на рис. В результате резистор Rт оказывается замкнут накоротко через корпус осциллографа. Самое неприятное, что при этом напряжение на резисторе Rт не равно нулю — из-за того, что сопротивление проводов входных кабелей через которые этот резистор замыкается не нулевое. Поэтому при таком подключении можно не заметить эту ошибку ведь осциллограф что-то показывает , а результат измерения тока при этом будет неверным.

Поскольку напряжение измеряется между двумя точками, то вход осциллографа имеет две клеммы. Причем они не равнозначны. Она называется так потому, что электрически соединена с корпусом прибора это общая точка всех его электронных схем. Осциллограф показывает напряжение фазы по отношению к земле. Очень важно знать, какой из входных проводников является фазой. В этом случае перепутать фазу и корпус в принципе невозможно. В этом случае оба штекера одинаковы, и для того, чтобы их различать используются дополнительные признаки.

Этот процесс называется разверткой, а горизонтальная линия, которую луч прочерчивает по экрану, называется линией развертки иногда при измерениях ее называют нулевой линией.

На самом деле кроме линейной существует еще круговая и спиральная развертки, а также фигуры Лиссажу, когда один из сигналов является разверткой для второго. Но это уже совсем другая история…. Важным моментом является соотношение частот развертки и сигнала. Если эти частоты в точности равны, то на экране отображается ровно один период исследуемого сигнала.

Кроме того, они имеют встроенный высокоскоростной коммутатор, очень быстро переключающий ЭЛТ пластины вертикального отклонения от одного канала к другому. Изображения сигналов при этом не являются непрерывными линиями, а состоят из множества штрихов. Но на экране штрихи сливаются, и в результате получается два графика входных сигналов. Лишь при наблюдении высокочастотных сигналов и неудачной частоте развертки изображение может стать пунктирным.

Двухканальный и двухлучевой осциллограф может показывать осциллограммы двух сигналов одновременно. Для этого у него имеется два входа канала , обычно обозначаемых I и II. Поэтому эти клеммы должны подключаться к одной и той же точке цепи, иначе в цепи произойдет замыкание рис. В результате конфигурация цепи изменилась. Возможность наблюдать не любые два напряжения, а только имеющие общую точку, является недостатком, но небольшим — в электронике один из полюсов источника питания всегда является общим проводом, и все напряжения измеряются относительно него.

Она играет роль оси времени t графика. Частота повторения пилообразных импульсов называется частотой развертки, но она для измерений не используется. Для измерений нужно знать скорость развертки, про которую будет сказано ниже. Если при этом на пластины вертикального отклонения расположенные горизонтально подать исследуемое напряжение, то луч начнет отклоняться и по вертикали: Получившееся изображение называется осциллограммой.

На пластины горизонтального отклонения луча расположенные вертикально подается напряжение развертки. Оно имеет пилообразную форму: Отрицательное напряжение отклоняет луч влево, а положительное — вправо если смотреть со стороны экрана. В результате луч движется по экрану слева направо с определенной постоянной скоростью, после чего очень быстро возвращается к левой границе экрана и повторяет свое движение. Расстояние, которое проходит луч вдоль горизонтальной оси, пропорционально времени.

Если этот проводник — корпус, то на экране будет только лишь горизонтальная линия развертки. Если этот проводник — фаза, то на экране возникнут довольно значительные помехи, представляющие собой сильно искаженную синусоиду частотой 50 Гц рис.

В этом случае луч начинает движение и рисование осциллограммы каждый раз с одной и той же точки графика входного сигнала. В результате каждое следующее движение луча рисует картинку в одном и том же положении, даже если частоты сигнала и развертки заметно не совпадают. Изображение получается стабильным и устойчивым. Напряжение сигнала, при котором происходит синхронизация уровень синхронизации , задается органами управления осциллографа. Визуально изменение этого напряжения вызывает смещение начала изображаемого графика относительно начала периода сигнала, рис.

Невыполнение этого правила может привести к значительным погрешностям измерений иногда настолько большим, что измерениям и вовсе нельзя доверять. По своей сути осциллограф является вольтметром, показывающим график напряжения.

Если частота сигнала вдвое больше частоты развертки, то мы увидим два периода, если втрое — то три. Если частота сигнала вдвое меньше частоты развертки, то мы увидим только половину периода сигнала.

Эти помехи возникают из-за того, что существует емкость между телом человека и проводами сети, проложенной в помещении. И возникает ток, протекающий по такой цепи: Цепь замкнута, ток течет. Синусоида выглядит искаженной оттого, что емкостное сопротивление участка сеть — тело человека зависит от частоты: Поэтому высокочастотные составляющие гармоники сети и проникшие в нее помехи создают больший ток и большее напряжение на входе осциллографа.

Определив фазу и корпус входного кабеля, можно подключать осциллограф к исследуемой цепи. Если в ней нет четко выраженного общего провода, то корпус подключается к любой из точек, напряжение между которыми требуется исследовать. Если в цепи присутствует общий провод — точка, условно принимаемая за нулевой потенциал, соединенная с корпусом устройства или реально заземленная, то корпус осциллографа лучше подключать к этой точке.

В этом случае напряжение содержит как постоянную, так и переменную составляющие, причем форма переменной составляющей далека от синусоидальной. На таком сигнале вольтметры дают большую ошибку: Вольтметр постоянного тока показал 4,8 вольт. Правильное действующее значение напряжения показал осциллограф — 5,58 вольт цифровые осциллографы измеряют напряжение и позволяют сохранять результаты в компьютерном формате.

Этих признаков несколько, и они могут встречаться в любом сочетании:. Однако, к сожалению, эти правила выполняются не всегда. Особенно это относится к кабелям, прошедшим ремонт: Поэтому есть еще один способ определения фазы и корпуса, дающий стопроцентную гарантию. Для определения какой из проводников является фазой, а какой корпусом, надо при никуда не подключенном осциллографе взяться рукой за контакт одного из входных проводников, при этом другой рукой ни до чего не дотрагиваться.

Для того чтобы можно было наблюдать несколько сигналов одновременно, выпускают многолучевые и многоканальные осциллографы. Обычно число каналов равно двум иначе получается очень сложно и дорого. ЭЛТ двухлучевых осциллографов работает одновременно с двумя лучами на общем экране, которые позволяют наблюдать два сигнала абсолютно независимо. Но такие приборы сложны и дороги. Поэтому больше распространены двухканальные осциллографы. Их ЭЛТ самая обычная, но они имеют два отдельных входа и два независимых усилителя вертикального отклонения, которые обслуживают входные сигналы.

А ведь добиться абсолютно точного совпадения частот особенно в десятки-сотни килогерц практически невозможно. Поэтому разверткой в осциллографе управляет специальная схема синхронизации. Она задерживает начало движения луча по экрану так, чтобы луч начинал двигаться в тот момент, когда входное напряжение достигло определенного значения.

Осциллограф — прибор, показывающий форму напряжения во времени. Также он позволяет измерять ряд параметров сигнала, такие как напряжение, ток, частота, угол сдвига фаз. Но главная польза от осциллографа — возможность наблюдения формы сигнала. Во многих случаях именно форма сигнала позволяет определить, что именно происходит в цепи.

Однако с его помощью можно наблюдать и форму тока. Сопротивление резистора Rт выбирают намного меньшим, чем сопротивление цепи, тогда резистор не влияет на ее работу и его включение не приводит к изменениям режима работы цепи. На резисторе по закону Ома возникает напряжение:. Это напряжение и измеряется осциллографом. А зная величину Rт можно перевести напряжение, показываемое осциллографом в ток.

Кроме того, осциллограмма позволяет увидеть некоторые свойства сигнала:. В подавляющем большинстве случаев исследуются периодические сигналы, именно про них мы и будем говорить. Катод излучает электроны, а система фокусировки формирует из них тонкий луч. Этот электронный луч попадает на экран, покрытый люминофором, который под воздействием электронной бомбардировки светится, и в центре экрана возникает светящаяся точка.

Включение, показанное на рис. Напряжение на Rт хоть и небольшое по величине, но все равно вносит погрешность в измерение напряжения.