نمای ظاهری اسیلوسکوپ
نمای ظاهری اسیلوسکوپ:
آشنایی با اسیلوسکوپ (نمای ظاهری)
اسیلوسکوپ یک دستگاه اندازه گیری است که می توان از آن برای مشاهده و اندازه گیری ولتاژً,فرکانس , زمان تناوب , اختلاف فاز و همچنین مشخصه های ولت و آمپر عناصر نیمه هادی ( مانند دیودها ,ترانزیستورها ,و…) استفاده کرد.
صفحه نمایشگر: هر اسیلوسکوپ دارای یک صفحه نمایشگر است که دو قسمت اصلی تشکیل شده است:
الف) محور زمان
ب ) محور ولتاژ
در اسیلوسکوپ درجه بندی بر حسب سانتیمتر و میلیمتر می باشد (خانه های بزگ ۱ سانتی متری وخانه های کوچک ۲میلیمتری میباشد.)
کانال : ورودی هر اسیلوسکوپ کانال نامیده می شود که هر اسیلوسکوپ بر اساس تعداد کاتالهایی که می توان به آن اعمال کرد تقسیم بندی می شود : یک کاناله , دو کاناله , سه کاناله و چهار کاناله که اسیلوسکوپهای ۳و۴ کاناله دیجیتال می باشند.
کلیدهای روی اسیلوسکوپ در سه دسته تقسیم بندی می شود.
اگرچه کلیدهای کنترلی اسکوپ های مختلف کمی با هم فرق می کنه ولی در مجموع در اسکوپ های آنالوگ یک سری کلید های اساسی وجود داره که اگرچه در ظاهر تفاوت هایی وجود داره ولی در نهایت وظیفه ی آنها در مدل های مختلف یکی می باشد و در شکل زیر یکی از ساده ترین مدل ها رو می بینید.
۱- قسمت vertical :
: CH1 1-1ورودی شماره یک اسیلوسکوپ
: CH2 1-2ورودی شماره دو اسیلوسکوپ
۱-۳ کلید (AC-GND-DC )
۱-۳-۱مد AC : اگر کلید روی این قسمت قرار گیرد فقط سیگنال جریان متناوب وارد اسیلوسکوپ می شود واز نمایش ولتا ژ DC جلوگیری می شود.
۱-۳-۲مد DC : اگر کلید روی این حالت تنظیم شود سیگنال ورودی هر چه باشد ( اعم از DC یا AC یا ترکیبی از هر دو)روی صفحه نمایش داده می شود .
۱-۳-۳مد GND : اگر این حالت انتخاب شود , ورودی اسیلوسکوپ به زمین وصل می شود و ارتباط الکتریکی بین پروپ و اسیلوسکوپ قطع می شود. این حالت برای تنظیم صفر اسیلوسکوپ کاربرد دارد.
۱-۴ ولوم VARIABLE : که بر روی سلکتور VOLT/DIV قرار دارد و برای کالیبره کردن دستگاه بکار می رود که باید همیشه در منتها علیه سمت راست قرار گیرد(جهت عقربه های ساعت بچرخونیم) تا ضریب ۱ داشته باشد.(برای صفر کردن خطای ولتاژ)
۱- ۵ولوم POSITION : بااین ولوم می توان شکل موج روی صفحه نمایش را عمودی حرکت داد. ۱-۶ ) کلید mode : این کلید چهار وضعیت دارد: الف)CH1 ب)CH2 ج) DUAL د ADD
بسته به این که بخواهیم از کدوم یک از ورودی های اسکوپ استفاده کنیم می تونیم کلید MODE رو تنظیم کنیم که به ترتیب از بالا به پایین اسکوپ، روی صفحه نمایش، کانال یک، کانال دو، دو موج راهمزمان و در وضعیت ADD، جمع ریاضی دو موج را نشان خواهد داد
۱-۷ ولوم VOLT/DIV : با تغییر این پتانسیومتر دامنه ی موجی که در صفحه نمایش ظاهر می شود , تغییر میکند
نکته: با تغییر مقیاس(مقدار VOLT/DIV ) میتوان هر شکل موجی رابر روی صفحه نمایش نشان داد .اسیلوسکوپ هیچ نوع دخل وتصرفی در(مقدار دامنه یا پریود) موج نمی کند وتنها مقیاس را تغییر می دهد.(صحیح ترین انتخاب مقیاس برای نشان دادن موج این است که شکل موج در ماکزیمم دامنه قابل دید(بزرگترین حالت پیک تو پیک)وداشتن ۱یا۲ پریود میباشد.(
۱-۸ دکمه فشاری ALT :با فشار دادن این دکمه هر دو کانال با هم موج به اسیلوسکوپ داده وموج هر دو کانال با هم رسم می شود ولی شکل موج های ان در تمام لحظات با هم در صفحه اسیلوسکوپ دیده نمی شود . بلکه یک در میان روی صفحه حساس ظاحر می شوند.
۱-۹ دکمه فشاری CHOP :با فشار دادن این دکمه کنال ۱و۲ هر دو روشن شده وموان دو موج جداگانه را توسط ورودی های این دو کانال به طور مجزا در صفحه سیلوسکوپ مشاهده نمود.
نکته:یک دوره تناوب از یک موج رو به طور کامل و بسیار سریع نمایش میده و بعد موج کانال دیگه رو. اما این تغییر انقدر سریع انجام میشه که ما اون رو حس نمی کنیم. اما وضعیت CHOP به صورت انتخابی بریده هایی از یک موج و بریده هایی ازیک موج دیگه رو هم زمان نشون میده که ممکنه شکل موج در فرکانس های پایین با نقطه هایی خالی نشون داده بشه.
۲- قسمت TRIGER :
SOURSE 2-1: برای نمایش یک شکل موج پایدار در صفحه اسیلوسکوپ لازم است شکل موج جاروب کننده (SWEEPR)با شکل موج ورودی سنکرون(همزمانی) داسته باشد لذا برای سنکرون کردن لازم است یک شکل موج به ان اعمال شود که نوع این سیکنال سنکرون کننده در محل SOURSE بصورت زیر تعیین می شود.
CH1 2-1-1وCH2 : اگر در یکی از این دو وضعیت باشد , باید برای پایدار بودن موج هر کانال در قسمت vertical در وضعیت مشابه sourse باشد یعنی اگر CH1 بود,SOURSE هم CH1 و اگر CH2 بود, SOURSE هم باید CH2باشد (در این صورت اگر موج ثابت نشد از کلید LEVEL برای نگه داشتن موج استفاده می کنیم).
EXT 2-1-2 : اگر در این وضعیت قرار گیرد می توان سیگنال جاروب کنده را از خارج توسط ترمینال (EXT-TRIG)راه انداز خارجی موج با فرکانس لازم را به صفحات افقی داد.
۲-۱-۳ اگر فرکانس سیگنال همان فرکانس برق شهر باشد از دکمه ی INE برای تامین سیگنال جاروب کننده استفاده می کنیم.
HEVEL 2-2 : برای نگه داشتن موج به کار می رود .
SLOP 2-3 : نمودار را نسبت به محور V قرینه می کند.
TRIC 2-4: تحریک کننده مدار می باشد.
۳- قسمت HORIZONTAL :
۳-۱ولوم POSITION : با این ولوم می توان شکل موج روی صفحه نمایش گر را در جهت افقی حرکت داد.
۳-۲سلکتور TIME/DIV : با تغییر این کلید پریود موج تغییر میکند . در نتیجه واحد زمان بر روی محور Tها عوض می شود .برای خواندن مقدار پریودواقعی یک موج تعداد واحدهای دیده شده را در عدد TIM/DIV می کنیم. ذ۰۶۳۳در روی این سلکتور سه دسته تنظیمات بر حسب ثانیه (S) میلی ثانیه(MS) و میکرو ثانیه (us) وجود دارد که در موقع تبدیل باید به این واحدها توجه نمود
۳-۳ولوم SWP VAR : با این ولوم می توان تعداد بیشتری شکل موج را روی صفحه منعکس کرد.(برای صفرکردن خطای فرکانس)
۳-۴کلید فشاریMAG10: با فشار دادن این کلید موج ۱۰ برابر می شود.
پروب(PROBE) : برای مشاهده ی شکل موج اعمال به اسیلوسکوپ در ابتدا با پروب سیگنال الکتیریکی را به ورودی اسیلوسکوپ وصل میکنیم.
سیم رابط اسیلوسکوپ از سه قسمت تشکیل شده است ۱)مغزی فلزی که به کانال اسیلوسکوپ وصل می شود وB.N.C نامیده می شود ۲)پروب که به مدار متصل می شود ۳) وسیم shild که پروب را به b.n.c متصل کرده است.
در روی پروب کلید (۱*) و(۱۰*) وجود دارد .چنانچه دامنه سیگنال ورودی کم باشد از حالت ۱* وچنانچه دامنه سیگنال ورودی بزرگ باشد از حالت ۱۰* استفاده می شود .(در حالت ورودی ۱۰* سیگنال ورودی ۱۰ برابر تضعیف می شود).
مدار داخلی پروب:
نحوه ی اندازه گیری با اسیلوسکوپ:
قبل از شروع کار با اسیلوسکوپ باید دو کار انجام دهیم:
الف)تنظیمات اولیه: کلید های Gain Variable Control رو که به صورت کلیدی کوچکتر بر روی کلیدهایVolt/DiV و Time/Div(طوسی رنگ) وجود داره تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخونید.
در اسیلوسکوپهای انالوگ کلیدهای کشویی رو به بالا وکلیدهای فشاری همه بیرون باید باشد.
ب) کلید سه حالته ی AC GND DC رو برای هر دو کانال در حالت GND قراربدید و با دستگیره ی Position محور عمودی رو روی صفر قرار بدید. بوسیله ی کلیدهای Intensity و Focus به ترتیب شدت نور و نازکی موج رو تنظیم کنید و بعد از تنظیم زمین کلیدها رو در وضعیت DC قرار بدید.
۱- انداره گیری ولتاژ(دامنه):
تعداد خونه های عمودی محصور شده رو از قله تا پایین ترین نقطه ی موج بشمارید و در Volt/Div اون کانال ضرب کنید. عدد به دست اومده اندازه ی دامنه ی P-P موج خواهد بود. به عنوان مثال اگر در حالتی که VOLT/DIV روی عدد ۲ وتعداد خانه های محصور شده توسط موج در راستای عمودی برابر ۳٫۴ باشد انگاه برای بدست اوردن مقدار ولتاژاز ضرب این دو عدد
داریم: دامنه(ولتاژ) = عدد volt/div × تعداد خانه های عمودی
۳٫۴ × ۲ = ۶٫۸ V
۱- اندازه گیری پریود یا فرکانس:
الف )تعداد خانه های افقی رو که در امتداد یک دوره ی تناوب قرار گرفته اند در واحد Time/Div ضرب کنید و عدد به دست اومده رو معکوس کنید تا فرکانس موج بدست بیاد.مثلا عدد time/div روی ms50 وتعداد خانه های افقی در یک دوره برابر ۵٫۲
پریود) T = عدد time/div × تعداد خونه های افقی)
۵٫۲ × ۵۰ms =۲۶۰ms
F=1/T=1/260ms=3.8hz <=فرکانس
ب)روش تطبیق:
در این روش تطبیق موجی را که فرکانسش را می خواهیم بدست اوریم را با موجی که می توانیم فرکانسش را اندازه بگیریم مقایسه می کنیم , فرکانس معلوم را انقدر تغییر می دهیم تا با فرکانس مجهول برابر شود به این ترتیب می توانیم مقدار فرکانس مجهول را بخوانیم .
۳- اندازه گیری جریان:
همانطور که می دانیم از اسیلوسکوپ فقط برای اندازه گیری ولتاژ می توان استفاده کرد و نمی توانیم جریان را با ان اندازه بگیریم , برای این کار یک مقامت ۱ اهمی در مدار سری می کنیم وطبق قانون اهم در این حالت داریم V=RI و R=1? پس داریم V=1×I (یعنی V با I برابر خواهد بود ) وبا اندازهگیری ولتاژ در واقع جریان را هم اندازه گرفته ایم.
۴- اندازه گیری اختلاف پتانسیل:
کلید INV :این کلید سیگنال را معکوس می کند وبرای محاسبه اختلاف پتانسیل استفاده می شود.به این صورت که اگر V1 ورودی CH1 وV2 ورودی CH2 باشد برای اختلاف پتانسیل V2-V1 به صورت زیر عمل می کنیم:
CH1 را با معکوس CH2 جمع می کنیم(یعنی روی مد ADD قرار میدهیم وبرای کانال دو دکمه INV زده می شود).
CH1 [ADD] ([INV] CH2) =CH2-CH1=V2-V1
۵- اندازه گیری اختلاف فاز:
الف) روش حوزه ی زمانی : در این روش اسیلوسکوپ را در مد DUAL قرار داده وسیگنال های کانال ۱و۲ رابا هم نمایش میدهیم سپس از روی نمودار و با توجه به مقادیر T و T0 و از روابط زیر اختلاف فاز را محاسبه می کنیم.
ب) روش لیساژور : در روش لیساژور برای محاسبه اختلاف فاز , اسیلوسکوپ را در مد X-Y قرار می دهیم و بعد از ظاهر شدن شکل موج لیساجوس پایدار با توجه به شکل ظاهر شده و رابطه زیر اختلاف فاز را محاسبه می کنیم .(بعد از وصل دو سیگنال به کانال ها ابتدا هر دو کانال را روی مد GND قرار می دهیم تا نقطه نورانی ایجاد شده را در وسط محور مختصات تنظیم کنیم.وسپس روی مد DC قرار دادده تا اختلاف فاز را به دست آوریم.
