Порядок работы с прибором

 

В следующем абзаце данного раздела описывается как работать с осциллографами серии OS-5020, начиная с самых элементарных режимов работы и переходя постепенно к более сложным и редко используемым.

 

2-2-1. Предварительные установки и настройки

1. Перед работой с инструментом установите регулировки в следующее положение:

 

переключатель POWER (16)	выключен (отжат)
ручка INTEN (яркость) (2)	в среднем положении
ручка FOCUS (1)	в среднем положении
переключатели AC/GND/DC (25) (21)	в положении DC (открытый вход)
переключатели VOLTS/DIV (26) (23)	10 mV
переключатель X5 MAG (3)	в положении X1
ручки VERTICAL POSITION (4) (7)	в среднем положении
переключатель INV (6)	в положении NORM
ручки VARIABLE (27) (20)	по часовой стрелке до упора
переключатель VERTICAL MODE (5)	в положении CH1
переключатель TIME/DIV (15)	в положении 1 ms
ручка VARIABLE CONTROL (13)	в положении CAL
ручка HORISONTAL POSITION (10)	в среднем положении
переключатель X10 MAG (11)	в положении X1
переключатель синхронизации MODE (14)	в положении AUTO
переключатель SOURCE (18)	в положении VERT
ручка LEVEL синхронизации (9)	в среднем положении
переключатель SLOPE (8)	отжат

 

2. Установите шнур питания в разъем шнура питания (34) и подключите шнур к розетке с сетевым напряжением.

3. Нажмите выключатель питания POWER (16). Загорится лампочка (16-1). Спустя 30 секунд поверните ручку INTEN по часовой стрелке до появления луча на экране. Установите яркость по своему усмотрению.

 

 

2-2-3. Работа в однолучевом режиме.

Работа с использованием одного луча и одной развертки с внутренней синхронизацией является наиболее элементарным использованием осциллографа серии OS-5020. Используйте этот режим при необходимости наблюдения одного лишь входа или если мешает другой луч на экране. Поскольку осциллограф двухканальный, можно выбрать требуемый канал. Вход 1 имеет выходной разъем; используйте вход 1 если Вы хотите наблюдать сигнал и одновременно измерять его частоту. Вход 2 имеет переключатель, инвертирующий полярность сигнала. Но при работе с одним лучом этот режим не слишком полезен.

Для работы с использованием только одного луча проделайте следующее:

1. Установите переключатели, как показано ниже. Заметьте, что переключатель входа синхронизации (CH1 или CH2 SOURCE) должен соответствовать выбранному входу.

 

переключатель POWER (16)	включен
переключатели AC/GND/DC (25) (21)	в положении AC (вход по переменной составляющей)
ручки POSITION блока VERTICAL (4) (7)	в среднем положении
регулировки VARIABLE (27) (20)	по часовой стрелке до упора
переключатель VERTICAL MODE (5)	в положении CH1 (CH2)
ручка VARIABLE (13)	в положении CAL
переключатель синхронизации MODE (14)	в положении AUTO
переключатель синхронизации SOURCE (18)	в положении VERT
ручка синхронизации LEVEL (9)	в среднем положении

 

2. Используйте ручки VERTICAL POSITION (4) или (7) для установки луча в средней части экрана.

3. Подключите источник сигнала к соответствующему входу (24) или (22) и отрегулируйте амплитуду сигнала переключателем (26) или (23), так, чтобы сигнал занимал всю высоту экрана.

 

4. Установите переключатель A TIME/DIV (15) так, чтобы на экране наблюдалось требуемое количество периодов исследуемого переменного сигнала. Для одних измерений оптимальным будет 2-3 периода, для других это 50-100 циклов. При необходимости, вращением ручки синхронизации LEVEL (9) добейтесь стабильной картинки на дисплее.

5. Если наблюдаемый сигнал настолько мал, что даже в положении регулятора VOLT/DIV на 5мВ невозможно получить устойчивую синхронизацию и качественные наблюдения, установите переключатель X5MAG в положение X5 для повышения чувствительности канала в 5 раз. Это дает чувствительность в 1мВ/деление при переключателе VOLT/DIV установленном на 5мВ/деление. Однако, полоса пропускания при этом уменьшается до 10МГц, и возможно появление заметных шумов.

6. Если наблюдаемый сигнал имеет такую высокую частоту, что даже в положении регулятора TIME/DIV на 0,2 мксек/деление сигнал на экране слишком сжат, установите переключатель X10 MAG (11) в положение X10. При этом скорость развертки луча возрастет в 10 раз, так что в положении развертки 0,2мксек/дел. развертка станет равной 20нсек/деление, 0,5мксек/деление превратятся в 50нсек/деление и т.д.

7. Если исследуемый сигнал имеет низкую частоту или является постоянным, так что подключение его через "закрытый" вход (только по переменной составляющей) приводит к искажению формы, переключите тумблеры входов AC/GND/DC (25) или (21) на режим DC (с постоянной составляющей).

 

2-2-4. Работа в двухлучевом режиме

Режим работы с двумя лучами является основным режимом работы для осциллографов серии OS-5020.

Установки для этого режима идентичны установкам для работы с одним лучом за исключением:

1. Установите переключатель VERTICAL MODE (5) в положение DUAL. Выберите режим ALT для относительно высокочастотных сигналов (TIME/DIV установлен на 0,5 мсек. или быстрее). Выберите режим CHOP для относительно низкочастотных сигналов (TIME/DIV установлен на 1 мсек. или медленнее).

2. Если оба канала показывают сигналы одной частоты, установите переключатель синхронизации SOURCE (18) на канал с сигналом с большей крутизной фронтов. Если сигналы разные, но кратны друг другу, установите переключатель SOURCE на канал с сигналом с меньшей частотой повторения. Помните также, что, отсоединив сигнал, синхронизирующий развертку, Вы потеряете стабильное изображение другого сигнала.

 

2-2-5. Синхронизация

Получение устойчивой синхронизации изображения является наиболее трудной операцией при работе с осциллографом, т.к. существует множество вариантов сигналов и задач их визуализации.

Выбор режима синхронизации. Если переключатель синхронизации стоит в положении NORM, луч на экране не будет разворачиваться, пока не поступит синхронизирующий сигнал. Однако этот режим неудобен, т.к. на экране нет луча в отсутствии сигнала или при неправильно установленном уровне синхронизации. Поскольку отсутствие луча может быть связано с неправильными установками регулировок вертикального положения или чувствительности VOLT/DIV, на установление причины может быть потрачено много времени. Режим AUTO решает эту проблему, разворачивая луч на экране при отсутствии синхронизации. При этом на экране видна горизонтальная полоса при отсутствии сигнала или несинхронизированное изображение сигнала при отсутствии синхронизации развертки. Это сразу указывает на причину ошибки настройки. Единственная проблема с AUTO состоит в том, что сигналы с частотой менее 25 Гц и сложные сигналы с разными частотами не могут синхронизироваться или синхронизируются нестабильно. Поэтому обычно переключатель MODE устанавливают на AUTO, но переключают на NORM, если при входном сигнале (особенно ниже 25 Гц) осциллограф не способен обеспечить стабильную синхронизацию.

Положения TV-V и TV-H переключателя MODE служат для подключения селектирующих узлов в цепь синхронизации с тем, чтобы выделить синхроимпульсы вертикальной (кадровой) и горизонтальной (строчной) развертки в телевизионном сигнале. Чтобы наблюдать кадры изображения, установите переключатель в положение TV-V, если хотите наблюдать строки, установите переключатель в положение TV-H. Для достижения лучших результатов выделяются синхроимпульсы отрицательной полярности .

 

Проведение измерений

Измерение пикового значения напряжения.

Для измерения пиковых значений напряжения сигнала выполните следующие действия:

1. Установите предварительно регулировки вертикального отклонения, как показано в разделе 2-2.

2. Поворотом ручки TIME/DIV (15) установите длительность развертки так, чтобы на экране помещалось два-три периода переменного сигнала, а переключателем VOLT/DIV добейтесь размаха сигнала на весь экран.

3. Соответствующими ручками VERTICAL POSITION (4) или (7) совместите отрицательный пик сигнала с ближайшей снизу горизонтальной градуировочной линией дисплея, как показано на рис. 2-7.

4. Ручкой Horizontal POSITION (10) добейтесь совмещения положительного пика сигнала с центральной вертикальной градуировочной линией. Эта линия имеет дополнительную разметку с шагом в 0,2 клетки.

5. Сосчитайте количество клеток по вертикали между отрицательным пиком сигнала (градуировочной линией) и точкой пересечения положительного пика с центральной вертикальной градуировочной линией. Умножьте это число на масштаб переключателя VOLT/DIV для получения истинного значения амплитудного размаха сигнала. Например, если переключатель VOLT/DIV установлен на 2 вольта, то для осциллограммы рис. 2-7 размах будет составлять 8,0 вольт (4,0 деления х 2В).

6. При использовании умножителя Х5 в канале вертикального отклонения луча, для получения истинного значения разделите полученное в п. 5 значение на 5. При использовании аттенюатора пробника 10Х умножьте полученное значение на 10.

7. При измерении синусоидальных сигналов с частотой повторения менее 100 Гц или сигналов прямоугольной формы с частотой повторения менее 1000 Гц установите переключатель AC/GND/DC в положение DC.

 

 

Пример. Предположим, что величина изображения по вертикали Н   равна 4,8 деления и при измерении используется внешний делитель напряжения 1:10. Переключатель "V/дел." находится в положении "0,5".

 

 

 

 

Размах напряжения сигнала составит

4,8 дел. · 0,5 В/дел. · 10 = 24 В.

Амплитудное значение гармонического напряжения составляет половину размаха.

 

Измерение временных интервалов

Другой важной измерительной функцией осциллографа является измерение временных интервалов. Это возможно, поскольку развертка калибрована и цена деления клетки градуировочной сетки известна.

Основной режим. Основной режим измерения временных интервалов описан ниже. Те же действия используются при проведении других измерений.

1. Установить переключатели, как описано в разделе 2-2-3 для однолучевого режима работы.

2. Установить переключатель TIME/DIV (15) так, чтобы временной интервал, подлежащий измерению, занимал весь экран и был целиком виден. Убедитесь, что кнопка VAR (13) установлена в положение CAL. В противном случае измерения будут неточными.

3. Вращением ручки VERTICAL POSITION (4) или (7) расположите луч так, чтобы центральная горизонтальная линия сетки проходила через точки осциллограммы, между которыми производятся измерения.

4. Ручкой Horizontal POSITION (10) совместите левую измеряемую точку осциллограммы сигнала с ближайшей вертикальной градуировочной линией.

5. Сосчитайте количество клеток по горизонтали между левой точкой в п.4 и следующей измеряемой точкой. Учтите, что дополнительная разметка выполнена с шагом в 0,2 клетки.

6. Для определения интервала между двумя измеряемыми точками умножьте количество клеток, сосчитанных в п.5 на масштаб переключателя TIME/DIV. Если при измерениях была нажата кнопка растяжки в 10 раз X10MAG (11), полученное значение необходимо разделить на 10.

 

Пример. Допустим, что расстояние между точками составляет 6 делений, а переключатель "ms/дел." установлен в положение "0,2 mS/дел." (рис. П.6).

Интервал времени между двумя значениями сигнала рассчитывается по формуле:

Т  = 4 дел · 0,2 ms / дел. = 0,8 мс.

 

 

 

 

Измерение частоты

Для измерения частоты периодических сигналов проделай­те следующие операции:

а) измерьте длительность времени одного периода сигнала

б) рассчитайте частоту сигнала F_c по формуле

 

                      F_c = 1 / T ,                                     

 

где F _с – частота, Гц,

Т – длительность периода, с.

Пример. Частота сигнала с периодом 0,8 мс будет равна

 

                            F_c = 1 / 0,8 мс = 1,2 кГц .                            

Измерение разности фаз

Разность фаз или фазовый сдвиг между двумя сигналами может быть измерен с использованием обоих лучей осциллографа или при работе осциллографа в режиме X-Y.

Метод с использованием двух лучей. Этот метод применим при сигналах любой формы, фактически он часто работает, даже если используются сигналы разной формы. Этот метод эффективен при измерении больших и малых разностях фаз и на любых частотах вплоть до 20 МГц.

Для проведения измерения разности фаз двухлучевым методом проделайте следующее:

1. Установите настройки осциллографа, как описано в разделе 2-2-4 Работа в двухлучевом режиме, подключив один сигнал к входу CH1 (24), а другой сигнал к входу CH2 (22).

2. Установите переключатель SOURCE синхронизации (18) на канал с наиболее чистым и стабильным сигналом. Временно сдвиньте луч другого канала с экрана по вертикали ручкой Vertical POSITION.

3. Поместите луч стабильного сигнала в центр экрана по вертикали и установите его амплитуду равной точно 6 клеткам, используя переключатель VOLT/DIV и регулировку VARIABLE.

4. Ручкой TRIGGER (9) блока синхронизации установите луч так, чтобы он пересекал центральную горизонтальную градуировочную линию в начале или недалеко от начала развертки (рис. 2-11).

5. Регулировками TIME/DIV (15), VARIABLE (12), и Horizontal POSITION (10) установить длительность одного периода повторения сигнала равной 7,2 деления сетки. После этого каждая клетка градуировочной сетки будет равна 50°, а каждое маленькое деление будет равно 10°.

6. Ручкой Vertical POSITION верните выведенный с экрана луч второго канала, точно выставив его по центру экрана. При помощи переключателя VOLT/DIV и связанной с ним ручки VARIABLE установите амплитуду сигнала равной ровно 6 клеток.

7. Расстояние по горизонтали между соответствующими точками осциллограмм и будет разностью фаз. Например, на рисунке разность фаз равна 6 малым делениям, что составляет 60°.

8. Если разность фаз меньше 50°, нажмите кнопку X10 для включения режима X10 MAG - растяжки изображения сигнала в 10 раз, и, при необходимости используя ручку Horizontal POSITION, сместите в требуемое положение область измерения. При десятикратной растяжке изображения каждая клетка будет равна 5°, а каждое маленькое деление 1°.