سبد خرید شما خالی است!

آموزش جامع نحوه کار با اسیلوسکوپ (راهنمای گام به گام)

 ۱۴۰۱/۰۵/۲۶
آموزش جامع نحوه کار با اسیلوسکوپ (راهنمای گام به گام)
نحوه کار با اسیلوسکوپ
برای عیب‌یابی یک مدار ممکن است به اطلاعاتی بیش از آنچه یک مولتی متر برایتان فراهم می‌کند احتیاج داشته باشید. اگر این اتفاق برای شما هم پیش آمده است و به اطلاعاتی همانند فرکانس، نویز، دامنه یا هر مشخصه­‌ی دیگری که ممکن است با زمان تغییر پیدا کند، نیاز پیدا کرده‌اید، باید کار با اسیلوسکوپ را حتما یاد بگیرید. در ادامه این محتوا داده‌های جامعی را درباره نحوه کار با اسیلوسکوپ ذکر می‌‌کنیم.

اصول اولیه در اسیلوسکوپ ­‌ها

هدف اصلی یک اسیلوسکوپ رسم یک سیگنال الکتریکی است که در طول زمان تغییر می­‌کند. درواقع تنها چیزی که شما از یادگیری نحوه کار با اسیلوسکوپ می‌خواهید همین است. بیشتر آن‌ها یک نمودار دو بعدی تولید می­‌کنند که محور x آن بر حسب زمان و محور y آن بر حسب ولتاژ است. کلیدهای کنترلی اطراف صفحه نمایش اسیلوسکوپ به شما امکان تنظیم مقیاس نمودار را هم به‌صورت افقی و هم به صورت عمودی می­‌دهند و امکان بزرگ‌­نمایی و کوچک­‌نمایی سیگنال را برای شما فراهم می نمایند. علاوه بر این، کنترل­‌هایی برای تنظیم تریگر بر روی این ابزار قرار دارند که به تثبیت و تنظیم صفحه نمایش کمک می­‌کنند.

مشخصات کلیدی اسیلوسکوپ‌ها

بعضی از نوسان نما‌ها بهتر از بقیه هستند. به همین خاطر نحوه کار با اسیلوسکوپ نیز در آنها متفاوت است.به عبارتی دیگر نظم، عملکرد سریع، و داده های اطلاعاتی دقیق در آنها بیشتر دیده می شود. آنها معمولا دارای ویژگی‌های فنی خاصی هستند.
مشخصات پایین به شما کمک می‌کند که بفهمید تا چه مقدار باید از این ابزار اندازه‌گیری، انتظار عملکرد خوبی را داشته باشید.

تعداد کانال­‌ها 

بسیاری از اسیلوسکوپ‌ها می‌توانند بیش از یک سیگنال را در یک زمان بخوانند و آن‌ها را به شکل هم‌زمان روی صفحه نمایش نشان دهند. هر سیگنالی که توسط این ابزار خوانده می‌شود، در یک کانال مجزا جا می‌گیرد. نمونه‌های دو یا چهار کاناله بسیار متداول هستند. نحوه کار با اسیلوسکوپ می‌تواند با توجه به کانال‌های آن متفاوت باشد.

پهنای باند 

اسیلوسکوپ‌ها معمولا و در بیشتر اوقات برای اندازه‌ گیری شکل موج‌هایی استفاده می‌شوند که یک فرکانس مشخص دارند. هیچ کدام از آن‌ها کامل نیستند. تمامی آن‌ها در مورد اینکه چه قدر سریع می‌توانند تغییرات سیگنال را ببینند، دارای محدودیت‌هایی می باشند. پهنای باند، محدوده فرکانس‌هایی را که می‌تواند به‌دقت اندازه‌­گیری کند، مشخص می نماید. برای یادگیری نحوه کار با اسیلوسکوپ، بهتر است برای شروع سازه‌هایی را انتخاب کنید که دارای پهنای باند اندکی هستند.

 

نحوه کار با اسیلوسکوپ


نرخ نمونه‌ برداری 

این ویژگی مختص نمونه‌ های دیجیتال می باشد و نشان می‌ دهد که چند بار در ثانیه سیگنال خوانده می‌ شود. در نمونه‌هایی که بیش از یک کانال را دارند، این مقدار ممکن است در صورت استفاده هم‌زمان از چند کانال کاهش پیدا کند. لازم به ذکر است که نحوه کار با اسیلوسکوپ در نمونه‌های دیجیتال آسان‌تر است.

زمان صعود 

زمان صعود تعیین شده برای یک اسیلوسکوپ، سریع‌­ترین زمانی است که یک پالسِ در حال صعود می­‌تواند اندازه گیری نماید. زمان صعود به پهنای باند وابسته است و به‌صورت زیر قابل محاسبه است:
Rise Time = 0.35 / Bandwidth

حداکثر ولتاژ ورودی 

هر قطعه‌ی الکترونیکی وقتی با ولتاژ بالایی مواجه می‌شود، محدودیت‌های خود را دارد. همه­‌ی اسیلوسکوپ­‌ها باید متناسب با حداکثر ولتاژ ورودی بررسی و ارزیابی شوند. اگر سیگنال شما از آن ولتاژ فراتر رود، به احتمال زیاد اسیلوسکوپ دچار آسیب خواهد شد. اگر شما پروسه نحوه کار با اسیلوسکوپ را با دقت بالایی دنبال کنید، احتمال آنکه نوسان نمای شما دچار آسیب شود کاهش پیدا می‌کند.

رزولوشن 

رزولوشن گزینه‌ای در اسیلوسکوپ است که می‌توان آن را با کم یا زیاد کردن مقیاس عمودی تغییر داد. برای آشنایی با نحوه کار با اسیلوسکوپ باید کارایی این گزینه را بدانید. رزولوشن به شما نشان می‌دهد که دقت عملکردی نوسان نمای در دسترس شما چقدر است.

حساسیت عمودی 

این مقدار حداقل و حداکثر مقادیر عمودی و مقیاس ولتاژ را در اسیلوسکوپ‌‌ها نشان می‌دهد، به عبارتی دیگر، نشان می‌دهد حداقل و حداکثر مقدار هر واحد عمودی چند ولت است. این مقدار بر حسب volts/div ذکر شده است. شما باید با توجه به این مقادیر، داده‌های اسیلوسکوپ‌تان را بررسی کنید.

سایر مشخصات کلیدی در اسیلوسکوپ‌ها

پس از بررسی مقادیر فوق، نوبت به آنالیز گزینه‌هایی مثل مبنای زمان و امپدانس ورودی می‌رسد. شاید برایتان سوال شود که دانستن این مفاهیم در نحوه کار با اسیلوسکوپ چه تاثیری دارد؟ بدیهی است که شما با شناخت کامل‌تر از یک دستگاه، به شکل آسان‌تری می‌توانید با آن کار کنید.  مبنای زمان معمولاً محدوده حساسیت محور افقی یا زمان را نشان می‌دهد. این مقدار بر حسب seconds/div ذکر شده است.
اما امپدانس ورودی ساختار پیچیده‌تری دارد. وقتی فرکانس سیگنال خیلی بالا رود، اضافه کردن حتی یک امپدانس کوچک (مقاومت، خازن یا سلف) به مدار می‌تواند روی سیگنال تاثیر بگذارد. همه‌ی اسیلوسکوپ‌ها یک امپدانس مشخصی به مداری که می‌خواند، اضافه می‌کنند که امپدانس ورودی نام دارد. 
امپدانس ورودی به صورت کلی به شکل یک امپدانس مقاومتی بزرگ (بیشتر از یک مگا اهم)، موازی با یک خازن کوچک (در محدوده پیکوفاراد) است. اثر این امپدانس ورودی زمانی آشکار تر می‌ شود که از سیگنال‌ هایی با فرکانس به شدت بالا استفاده شود و پرابی که استفاده می‌ نمایید، کمک می‌ کند که این اثر جبران شود.

نحوه کار با اسیلوسکوپ

سیگنال‌ها بی‌نهایت مختلف و متنوع هستند و این یعنی هیچ‌گاه شما دوبار با یک اسیلوسکوپ به یک شکل کار نخواهید کرد. اما با این حال مراحلی وجود دارند که تقریباً هر بار که یک مدار را مورد آزمایش قرار می دهید، می‌توانید روی آن‌ها برای اندازه‌گیری حساب کنید. در این بخش، یک سیگنال نمونه و مراحل مورد نیاز برای اندازه­‌گیری آن را به شما نشان خواهیم داد. برای یادگیری نحوه کار با اسیلوسکوپ،‌ این مراحل را یک به یک اجرا کنید.

انتخاب و راه ­اندازی پراب

در اولین مرحله برای نحوه کار با اسیلوسکوپ و اندازه‌گیری یک سیگنال، باید یک پراب را  انتخاب نمایید. برای بسیاری از سیگنال­‌ها، پراب passive ساده‌­ای که همراه اسیلوسکوپ­تان است، مناسب است و به خوبی کار خواهد کرد. پس از انتخاب پراب و قبل از اینکه آن را وصل کنید، میزان تضعیف را روی پراب­تان تنظیم نمایید. 10x که متداول ترین ضریب تضعیف است، اغلب بهترین گزینه می‌باشد. اگر قصد دارید ولتاژ بسیار پایینی را اندازه‌گیری کنید، ممکن است نیاز به استفاده از 1x داشته باشید.

 

نحوه کار با اسیلوسکوپ

 

متصل کردن پراب و روشن کردن اسیلوسکوپ

در دومین مرحله نحوه کار با اسیلوسکوپ، پراب خود را به کانال اول اسیلوسکوپ تان وصل و آن را روشن کنید. در اینجا کمی صبر کنید، راه اندازی برخی از اسکوپ‌ها ممکن است به اندازه‌ی یک کامپیوتر شخصی قدیمی طول می­‌کشد. بعد از راه اندازی، شما باید تقسیمات، مقیاس و یک خط مستقیم و نویزدار از شکل موج را در صفحه نمایش مشاهده کنید. علاوه بر آن، صفحه نمایش نیز باید مقادیر تنظیم شده قبلی برای زمان و volts/div را نشان دهد. با نادیده گرفتن این مقیاس‌ ­ها، این تنظیمات را انجام دهید تا اسیلوسکوپ را در یک تنظیم استاندارد قرار بگیرد.
  • کانال 1 را روشن کرده  و کانال 2 را خاموش کنید.
  • کانال 1 را روی اتصال DC بگذارید.
  • منبع تریگر را روی کانال یک قرار دهید
 
پس از انجام این مراحل نوع تریگر را روی لبه بالارونده تنظیم نمایید و مد تریگر را روی automatic (اتوماتیک) قرار دهید (خلاف مد single). اطمینان پیدا کنید تضعیف پراب روی اسیلوسکوپ متناسب با تنظیمات روی پراب باشد (بعنوان مثال 1x و 10x). برای اینکه بتوانید این تنظیمات را به‌راحتی انجام دهید، به دفترچه راهنمای کاربر اسیلوسکوپ خود مراجعه نمایید(به طور مثال، ما باید در اینجا به دفترچه راهنمای GA1102CAL مراجعه کنیم).

تست کردن پراب

در مرحله بعدی نحوه کار با اسیلوسکوپ، بیایید کانال را به یک سیگنال معنادار وصل کنیم. بیشتر اسیلوسکوپ‌ها دارای یک مولد فرکانس داخلی هستند که یک موج قابل اطمینان و با فرکانس مشخص را منتشر می‌کند. در GA1102CAL یک موج مربعی یک کیلوهرتزی در سمت راست و پایین پنل جلویی قرار دارد. 
خروجی این مولد فرکانس، دو فلز جدا دارد، یکی برای سیگنال و یکی برای زمین. گیره زمین پراب خود را به زمین و نوک پراب را به خروجی سیگنال متصل کنید. به محض اینکه دو قسمت پراب را به هم وصل کنید، سیگنالی را مشاهده می کنید که اطراف صفحه نمایش شما شروع به نوسان می‌کند. 
سعی کنید ولوم­‌های افقی و عمودی سیستم را دست‌کاری کنید تا بتوانید شکل موج را در اطراف صفحه نمایش کنترل کنید. چرخش ساعتگرد ولوم‌­های مقیاس، موجب بزرگ‌نمایی شکل موج و چرخش پادساعتگرد آن، باعث کوچک‌ نمایی شکل موج می­‌شود. 
علاوه‌ بر این، شما می‌­توانید از ولوم position برای تعیین موقعیت شکل موج­تان نیز استفاده نمایید. اگر موج همچنان ناپایدار می باشد، ولوم position تریگر را بچرخانید.
مطمئن شوید تریگر از بلندترین قله شکل موج بالاتر نباشد. نوع تریگر باید به شکل پیش‌فرض روی لبه تنظیم شود.
سعی کنید آنقدر ولوم‌ها را دست‌کاری کنید تا یک دوره از موج خود را روی صفحه نمایش، نشان دهید یا اینکه سعی کنید در مقیاس زمانی کوچک‌نمایی کنید تا ده‌ها مربع را نمایش دهید.
هنگامی که کمیت مورد نظر خود را اندازه‌گیری نمودید، می‌توانید تنظیمات را شروع و کمیت­‌های دیگری را اندازه‌گیری کنید. 
در هنگام نحوه کار با اسیلوسکوپ بعضی دستگاه‌ها از نگهداری، چاپ یا ذخیره شکل موج هم پشتیبانی می‌کنند، بنابراین می‌توانید تجربه‌های خوبی را که از اندازه‌گیری سیگنال داشته‌اید، مرور کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره ی عملکرد اسیلوسکوپ خود، دفترچه راهنمای کاربر آن را مطالعه کنید.

تمدید پراپ ضعیف

برای دانستن نحوه کار با اسیلوسکوپ در این مرحله، به شکل پراپ خود دقت کنید. اگر مربع نباشد اما بر روی معیار 10 ایکس تنظیم شده باشد، احتمالا باید آن را تقویت یا به اصطلاح تمدید ‌کنید. عمده پراپ های موجود در بازار یک سرپیچ را در ساختار خود جای داده اند. اگر آن را در راستای صحیح بچرخانید می توانید خازن را به حالت موازی درآورید. بهتر است برای تسهیل نحوه کار با اسیلوسکوپ از یک پیچ گوشتی کوچک کمک بگیرید و در حین پیچاندن قطعه به شکل موج تشکیل شده دقت کنید. 
زمانی که اشکال مشخصی از موج تشکیل شد، درپوش را بر روی دسته پراپ منسجم کنید. این کار به شما کمک می کند که لبه موج مربعی شما به صورت مستقیم تشکیل شود. لازم به ذکر است که انجام این پروسه تنها در صورتی ضروری است که پراپ شما دچار ضعف عملکردی شده باشد. معیار عددی 10X نشانه واضحی از ضف پراپ های شماست. 

 

نحوه کار با اسیلوسکوپ

 

نکات تکمیلی مقیاس گذاری، تریگر و پراپ ها

پس از تمدید پراپ ها بهتر است قدرت حقیقی سیگنال ها را اندازه گیری کنید. پیش از هر کاری، لازم است به منبعی از سیگنال دسترسی پیدا کنید. اسباب بازی ترور و مولد فرکانس نمونه های بارزی از این منابع هستند. برای انجام این کار باید نقطه یا محدوده از زمین را شناسایی کنید که قابل اطمینان باشد. پس از آن گیره را به محدوده انتخاب شده متصل کنید. در برخی مواقع ممکن است به یک سیم کوچک برای وصل کردن زمین مدار به گیره و همین طور برعکس نیاز داشته باشید. 
زمانی که اقدامات اولیه به پایان رسید قسمت سری پراپ را به منبع سیگنال آزمایشی وصل کنید. لازم به ذکر است که قسمت سری پراپ ها ممکن است دارای شکل های مختلفی باشد. بهتر است گزینه ای را انتخاب کنید که نیازی به نگهداری مداوم آن در محفظه نباشد. امیدواریم این مرحله از نحوه کار با اسیلوسکوپ را با دقت دنبال کنید. چرا که از اهمیت بالایی برخوردار است.

تنظیم تریگر

برای آنکه تریگر را در اسیلوسکوپ تنظیم کنید باید برخی مراحل را به صورت گام به گام طی کنید. زمانی که اسیلوسکوپ را وصل کنید، احتمالا شاهد حضور یک خط راست در صفحه خواهید بود. در این موقعیت باید گزینه هایی را فعال کنید تا این خط به شکل منحنی در بیاید. برای شروع بهتر است گزینه time یا div را انتخاب کنید. دقت کنید که این گزینه باید به شیوه ای تنظیم شود که اپراتور بتواند به راحتی نوسانات وارد شده بر دستگاه را تفکیک کند. این قاعده درباره تنظیم بخش هایی مثل volts و div نیز صدق می کند. کارشناسان بر این باورند که در این موقعیت نوسانات باید در قسمت مرزی مدار قابل مشاهده باشند و به اصطلاح تکه تکه نشوند.
اگر در حین انجام این عملیات متوجه وجود اشکالی شدید، باید ابزار trigger level را تا زمانی که مشکل رفع نشده بچرخانید. نکته قابل تامل آن است که در صورت دو کاناله بودن نوسان نما، باید دستگاه را بر روی یک کانال تنظیم کنید. عمده اسیلوسکوپ های موجود در بازار به گونه ای ساخته شده اند که این کار (تنظیم سازه بر روی یک کانال) با فشردن گزینه تریگر یا همان کنترل خروجی انجام شود. 

تنظیمات Scale یا مقیاس 

در هنگام بررسی نحوه کار با اسیلوسکوپ، تنظیم مقیاس یا Scale یکی از مهم ترین چیزهایی است که باید بدانید. در این حالت شما باید موج ها را به گونه ای تنظیم کنید که یک مدار مارپیچ بدست بیاید. برای ورود به بخش آردوینو از گزینه Volts یا 1V بهره ببرید.  در این موقعیت پوزیشن سیگنال باید به شکل یک خط عمودی باشد که در قسمت مرکزی قرار گرفته است. این آخرین مرحله از نحوه کار با اسیلوسکوپ است.

سوالات متداول

1- چرا یادگیری نحوه کار با اسیلوسکوپ مهم است؟ 

اسیلوسکوپ سازه‌ای پیچیده است که هرگونه اشتباه در استفاده از آن می‌تواند سبب خراب شدن دستگاه یا بدست آوردن اطلاعات اشتباه شود. پس مهم است که این پروسه را با دقت یاد بگیرید.

2- آیا تمام اسیلوسکوپ‌ها به یک شکل کار می‌کنند؟

 خیر. نحوه کار اسیلوسکوپ آنالوگ و دیجیتال با هم متفاوت است.

3- نحوه کار با اسیلوسکوپ دیجیتال راحت تر است یا آنالوگ؟ 

اسیلوسکوپ دیجیتال
 
۱۵۱۲
ایمیل را وارد کنید
تعداد کاراکتر باقیمانده: 500
نظر خود را وارد کنید