Oszilloskop-How To

10 Schritt:Schritt 1: Steuert Übersicht Schritt 2: Setup Schritt 3: Verbinden Sie Oszillationssignal Schritt 4: Trigger- Schritt 5: Maßstab Schritt 6: Messen Sie Amplitude Schritt 7: Measure Frequency Schritt 8: Erweiterte Oszilloskop: AC / DC / Massekopplungs Schritt 9: Erweiterte Oszilloskop: Dual Channel-Messungen Schritt 10: Erweiterte Oszilloskop: XY-Modus

Oszilloskop-How To

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Dieses Tutorial führt Sie durch die Grundlagen der Verwendung eines Oszilloskops zu führen, ist es für jemanden mit sehr wenig oder keine Erfahrung mit der Elektronik oder Oszilloskopen gedacht. Es gibt viele Arten von Oszilloskopen da draußen, und jeder ist ein wenig anders, so werde ich auf die wesentlichen Komponenten, die in allen Oszilloskopen zu finden sind und sind die am nützlichsten, wenn Sie beginnen zu konzentrieren.

Oszilloskope sind für die Blick auf sehr schnelle Spannungsänderungen im Laufe der Zeit, Dinge, die wir nicht mit einem Multimeter messen konnte. Normalerweise, wenn Sie eine Messung mit einem Oszilloskop zu machen, werden Sie sehen, eine Linie, die sich von einer Seite des Bildschirms zur anderen erstreckt; Diese Leitung ist tatsächlich ein Diagramm der Spannung gegen die Zeit (2), wo die Spannung entlang der y-Achse und die Zeit entlang der x gemessen.

Oszilloskope in zwei Varianten: analog und digital (Ich werde mit einer Digital Umfang in diesem Tutorial). Die Steuerelemente auf beide Typen sind grundsätzlich die gleichen; beachten Sie, dass die digitalen Oszilloskope können einige der dort Steuerelemente in einem Menü auf dem LCD-Display statt mit Knopf oder button.Step 1 verbergen: Steuert Übersicht



Oszilloskop-How To

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Alle Oszilloskope haben einige grundlegende Kontrollen gemeinsam ist, lesen Sie diese Steuerelemente auf dem Oszilloskop zu ermitteln:

- Zumindest einen Eingang, wo ein Oszilloskop-Sonde (auch als ein Koaxialkabel) angeschlossen werden können (achten Sie eines dieser Kabel haben)
- Bildschirm mit einem Raster Overlay- diesem Raster ist nützlich, wenn Sie Messungen mit dem Rahmen machen wollen
- Volt / DIV diesen Regler können Sie, wie viele Volt werden durch jede vertikale Schrittweite Gitterüberlagerung auf dem Bildschirm dargestellt ändern. Grundsätzlich ermöglicht es Ihnen, in und entlang der y-Achse zu vergrößern.
- Zeit / DIV diese Steuerung können Sie ändern, wie viel Zeit wird durch jede horizontale Schrittweite der Gitterüberlagerung auf dem Bildschirm dargestellt. Es erlaubt Ihnen, in und entlang der x-Achse zu vergrößern.
- Vertikale Position / Offset- können Sie nach oben und unten in der y-Richtung zu bewegen
- Horizontale Position / Offset- nach links und rechts
- Trigger-Pegel- dies ist ein Tool, das Sie auf dem Bildschirm zu stabilisieren Ihre Wellenform erlaubt, werde ich in die Details später in diesem Tutorial erhalten

Sehen Sie die Bilder oben für examples.Step 2: Setup

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Schalten Sie Ihr Oszilloskop. Wenn nichts in das Oszilloskop eingesteckt ist, sollten Sie, um eine flache Linie zu sehen, bedeutet dies, dass die Spannung der Eingang ist nicht im Laufe der Zeit ändert. Wenn Sie eine Linie, die nicht flach ist zu sehen, trennen Sie die Sonde aus dem Oszilloskop. Wenn der Bildschirm leer versuchen Sie die folgende (nicht vergessen, alle Oszilloskope sind ein wenig anders, nicht über den Tasten Sorge, wenn Sie nicht sicher sind, werden Sie nichts kaputt sind):

- My-Oszilloskop ist ein Dual-Channel-Rahmen das heißt, es hat zwei Eingänge. Wie in Abbildung 2 dargestellt ist, mit der Taste "Kanal 1" bewirkt, dass die Eingabe auf dem Bildschirm in gelb angezeigt. Durch erneutes Drücken wird dazu führen, zu verschwinden. Durch Drücken von Kanal 2 wird, dass die Eingabe in blau anzuzeigen. Das Oszilloskop kann nur eine Eingabe (keine Kanaltasten), oder es kann mehr als 2 Analog Bereiche nicht getrennte Kanäle als unterschiedliche Farben dargestellt werden, es ist alles grün.
- Sie können in engen auf einige Leerzeichen gezoomt werden, versuchen Sie, das Volt / div Knopf gegen den Uhrzeigersinn, um zu verkleinern, versuchen auch Drehen der vertikalen Positionssteuerung, bis Sie eine gerade Linie in Ihrem Bildschirm zentriert zu bekommen.
- Sicherstellen, dass Sie nicht im Umfang xy-Modus

Verwenden Sie die Volt / div und vertikale Position steuert, um Ihren horizontale Linie zentriert auf dem Bildschirm und legen Sie den Volt / div bis 1 V ~ und Zeit / div bis ~ 1ms zu starten.
Schritt 3: Verbinden Sie Oszillationssignal

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Aus diesem nächsten Schritt müssen Sie einen stetigen Signal konstanter Frequenz. Wenn Sie eine Wellenform-Generator können Sie das verwenden, stellen Sie ihn auf einen Impuls oder aquare Welle mit 2,5 V-Amplitude bei 500 Hz. Wenn Sie nicht über einen Wellenformgenerator, sollten Sie eine der folgenden Möglichkeiten:

arduino- wenn Sie ein Arduino zur Hand haben, legen Sie den Code unten auf sie, wird es eine Rechteckwelle von der Digitalstift 8, die zwischen 0 und 5 V schwingt mit der Frequenz = 500 Hz (Ich wählte diese Option) zu erzeugen,

555 Timer-Draht bis ein 555-Timer, um bei ~ 500 Hz Puls

Schließen Sie Ihren Koaxialkabel in das Oszilloskop. Schließen Sie den Center (axial) Teil des Kabels auf das Signal und die Seite (in der Regel ein Krokodilklemme) an Masse.

Stellen Sie das Oszilloskop an AC-Kopplung für jetzt (Ich werde ein wenig mehr über diese am Ende des Tutorials erklären)
  // Einfache 500 Hz Rechteckwelle
 // Von Amanda Ghassaei 2012

 / *
  * Dieses Programm ist freie Software;  es darf weitergegeben und / oder zu modifizieren
  * Es unter den Bedingungen der GNU General Public License, wie von veröffentlicht
  * Die Free Software Foundation;  entweder gemäß Version 3 der Lizenz oder
  * (Nach Ihrer Option) jeder späteren Version.
  *
  * Dieses Programm wird in der Hoffnung, daß es Ihnen von Nutzen sein,
  * Aber OHNE IRGENDEINE GARANTIE,  sogar ohne die implizite Garantie der
  * Marktfähigkeit oder Eignung für einen bestimmten Zweck.  Siehe
  * GNU General Public License für weitere Details.
 * /

 // Sendet 500Hz Impulswelle aus arduino D8

 Leere setup () {
   // Setze digitalen Stift 8 als Ausgang
   pinMode (8, Ausgang);
 }

 Leere Schleife () {
   digital (8, HIGH); // gesetzt Pin 8 bis + 5V
   Verzögerung (1); // warten 1ms
   digital (8, LOW); // gesetzt Pin 8 auf 0V
   Verzögerung (1); // warten 1ms
 }
Schritt 4: Trigger-

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Sobald Sie Ihr Signal zu verbinden, sollten Sie die flache Linie in eine Wellenform von einer Art zu machen. Passen Sie Ihre Zeit / div, so dass Sie Trennung zwischen den Schwingungen kann sehen, passen Sie die V / div und vertikale Position, so dass die Wellenform schwingt innerhalb der Grenzen des Bildschirms. Ihre Welle kann hart sein, um zu sehen und scheinen etwas instabil, wie in Abbildung 2 gezeigt, wenn es nicht ist, schalten Sie den Triggerpegel-Dial, bis dies der Fall ist (wenn Ihr Oszilloskop verfügt über mehr, dass ein Kanal, stellen Sie sicher, dass der Auslöser in die entsprechende gesetzt Kanal, auf meinem Rahmen kann dies, indem Sie den Auslöser Menütaste und folgen Sie den Anweisungen auf dem LCD-Menü eingestellt werden, suchen Sie nach den Worten "Triggerquelle").

Während Sie den Triggerpegel Wahl, werden Sie (in den Bildern die kleinen gelben Dreieck auf der rechten Seite des Bildschirms oben) finden Sie eine Triggerpegel-Anzeige nach oben und unten im Bildschirm. Beachten Sie, dass, wenn der Triggerpegel die Höhe der Wellenform überschreitet, instabil wird das Signal. Der Triggerpegel ist im Wesentlichen ein Spannungspegel, die das Oszilloskop das eingehende Signal mit, die sie auf dem Bildschirm zu stabilisieren, eine sich wiederholende Wellenform oder Capture-Spannungsspitzen ermöglicht vergleicht. Auslösen kann ziemlich komplex bekommen, gibt es Gelegenheiten, wenn Menschen nutzen externe Triggerquellen und geben spezielle Trigger-Modi. Doch für die meisten Anwendungen, die Sie werden feststellen, dass dies nicht notwendig ist, und nur die Einstellung der Triggerpegel bis zu einem gewissen Spannung innerhalb der Grenzen des eingehenden Signals wird ausreichen.

Bevor Sie fortfahren auf die mit dem nächsten Schritt, stellen Sie Ihren Triggerpegel auf die Mitte des Bildschirms, wie in Abb 3.Schritt 5 gezeigt: Maßstab

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Passen Volt / div, Zeit / div und vertikale Position, bis Sie die Welle auf dem Bildschirm des Oszilloskops Rahmen, wie oben in der ersten Abbildung dargestellt.

Früher habe ich die folgenden Parameter (für den eingehenden arduino-Signal)
Volts / div = 1V
Zeit / div = 1ms
Stellt die vertikale Position, bis Welle oszilliert um die Mitte des Bildschirms

Spielen Sie mit diesen drei Kontrollen, damit Sie ein Gefühl dafür, wie sie arbeiten. Diese Bilder auch eine gewisse näher.

Versuchen Sie auch Anpassung der horizontalen Position, so dass Sie eine Vorstellung davon, wie das funktioniert.

Wenn Sie mit großen Problemen bei der Suche Ihrer Welle oder Zentrierung auf dem Bildschirm, stellen Sie sich die folgenden:
-Sie sind in AC-Kopplung-Modus?
-Ist die Sonde verbunden die an das Oszilloskop?
-Ist die Sonde geerdet ist (ist die Seitenkrokodilklemme an Masse angeschlossen ist)?
-ist die Wellengenerator / arduino / 555-Timer auf?
-sind Sie suchen den richtigen Kanal?

Einige Dinge zu versuchen:
-zoom ganzen Weg entlang der y-Achs- Satz Volt / div auf den Höchstwert
-set vertikale Position auf Null
Toggle den Kanal
Schritt 6: Messen Sie Amplitude

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Die Amplitude der Welle ist der Unterschied zwischen der Höhe der Spitzen einer Welle und das Gleichgewicht der Welle (der Wert, der die Welle um oszillierende). In diesem Fall habe ich die Welle um den Mittelpunkt horizontalen Gitterlinie schwingen zentriert. Der Abstand zwischen dem Gleichgewichtslinie und entweder die hohe oder niedrige Spitze der Welle 2.5 vertikalen Gitterteilungen (siehe rote Pfeile). Seit Volt / div bis 1 V gesetzt ist, gleich 2,5 Rastereinheiten 2,5 V, so dass die Amplitude der Welle ist 2.5V.

Dies macht Sinn, da ich weiß, dass in der Arduino-Code (meine Eingabe in diesem Fall) ich Stift 8 auf 0 bis 5 V oszillieren. Diese Schwingung hat ein Mittelpunkt (Gleichgewicht) von 2,5 V und einer Amplitude von 2.5.Step 7: Frequenz messen,

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Die Frequenz einer Welle ist die Anzahl von Malen pro Sekunde, die eine Welle wiederholt seine Form. Wir können nicht direkt die Frequenz auf dem Oszilloskop, aber wir können eine eng verwandte Parameter aufgerufen Zeitraum zu messen; die Periode einer Welle ist die Zeit, die es braucht, um einen vollen Zyklus abzuschließen.

Wie im Bild oben angegeben, ist ein Zyklus in 2 horizontalen Gitterteilungen abgeschlossen. Als int er unten auf dem Bildschirm angezeigt wird, habe ich Zeit / div bis 1 ms eingestellt, so 2 Divisionen equlas 2 ms (0,002 Sekunden).

Unter Verwendung der Beziehung Frequenz = 1 / Periode, ich die Periode des Signals berechnet, um 500cycles / Sekunde (oder 500 Hz) sein. Schritt 8: Erweiterte Oszilloskop: AC / DC / Massekopplungs

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Sie dürfen die Kupplung Option AC und DC auf Ihrem Oszilloskop mittlerweile bemerkt haben. Im Allgemeinen werden Sie die AC-Kopplung verwenden, wenn Sie bei einem Wechselstromsignal und DC-Kopplung für DC-Signale suchen.

Wechselstromkopplung entfernt die Gleichstromkomponente des Signals, so daß er um Null oszilliert. Für viele Oszilloskope ist dies von Vorteil, da es Ihnen erlaubt, in fester auf der Wellenform zu vergrößern, so dass Sie kleine AC Störungen zu messen. Wenn Sie nicht über die Messung Pflege der DC-Offset des Signals, und wollen nur die Wechselstromkomponente zu sehen, verwenden Sie die AC-Kopplung. Wenn Sie möchten, um sowohl auf AC- und DC-Komponenten eines Wellenform sehen, oder sind nur interessiert an der DC-Komponente, verwenden Sie DC-Kopplung.

Das Oszilloskop kann auch geben Ihnen die Möglichkeit der Kopplung mit Masse. Der Wechsel zu Boden Kopplung wird Ihnen eine flache Linie, die die Position 0 V repräsentiert. Verwenden Sie die vertikale Positionssteuerung, um diese Linie mit einem der Gitter Linien- dies Ihre Bodenmarkierung sein. Sie können, indem Sie es im DC-Betrieb, einen Sinn für sie die Entfernung von der Erde zurück zu Ihrem Signal umzuschalten (Sie mess with Volt / div müssen Sie Ihre Signal zu bekommen, um in Rahmen zu bleiben). Umschalten auf Netzbetrieb wird die DC-Komponente des Signals zu entfernen und zeigen Schwingungen um den Boden-Marker.

In die Bilder oben Ich habe alle drei Kupplungsarten, um ein impulsartiges Signal oszillierende zwischen 0 und 5 V zu messen. Ich zuerst die ocilloscope in Boden Kopplungsmodus, um mit der Mittellinie über den Umfang antreten Boden. Durch Zurückschalten auf DC-Kopplung (Bild 3) können Sie meine Signal oszillierend zwischen 0-5 V (jede vertikale Teilung stellt 2V) sehen. In AC-Kopplung-Modus (Bild 5) der DC-Offset von ~ 2,5 V wird entfernt, und das Signal wird um Boden schwing mit einer Amplitude von 2.5VStep 9: Erweiterte Oszilloskop: Dual Channel-Messungen

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Wenn Ihr Oszilloskop über mehrere Kanäle, können Sie auf mehrere Eingänge gleichzeitig zu suchen. Dies ist besonders nützlich für den Blick auf Änderungen in einem Signal, wie es durch Ihre Kreis bewegt.

Ich eine impulsartige Wellenform und legen Sie sie durch eine einfache Spannungsfolger / Puffer Schaltung, um die Messung der Anstiegsgeschwindigkeit eines Operationsverstärkers . Im Idealfall sollte eine Welle geht durch einen Spannungsfolger überhaupt nicht ändern. Ich maß die ankommenden Welle auf Kanal 1 (gelb) und den Ausgang auf Kanal 2 (blau). Wie Sie in Abbildung 1 sehen können, sind die Wellen etwa auf der jeweils anderen. Zoomen in meiner Zeit / div (Bild 2) können Sie sehen, das der Signalausgang hat eine leichte Verzögerung von etwa einem halben Teilung. Jede Division stellt 25US, so dass es eine Verzögerung von etwa 12US.

Einige andere Beispiele von Verwendungen für Dual-Channel-Messungen, die den Sinn kommen, sind:

Messung der Reaktionszeit eines Sensor- Vergleichen eines Impulssignals an das Signal außerhalb des Sensors
messen Phasenänderungen
Analyse zu den Auswirkungen einer filterStep 10: Erweiterte Oszilloskop: XY-Modus

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In der Einleitung erwähnt, daß ich in der Regel Oszilloskop Kurven zeigen die Beziehung zwischen Spannung und Zeit. Es gibt Gelegenheiten, bei denen es sinnvoll ist, um die Spannung eines Signals Verse einem anderen zu vergleichen. Dies ist besonders nützlich für das Plotten IV-Kurven für Dioden und andere Komponenten.

Abbildung 2 zeigt ein xy-Darstellung der beiden Kanäle in Figur 3 dargestellt ist Kanal 1 (gelb in Figur 3) ist entlang der x-Achse und der Kanal 2 (blau in Figur 3) aufgetragen ist auf der y-Achse aufgetragen.