Cosa si può fare con un oscilloscopio

Nell'officina di un ingegnere elettronico ed elettricista, se non necessario, è altamente auspicabile almeno la presenza di un oscilloscopio. Viene utilizzato insieme a semplici strumenti di misurazione: un amperometro, un voltmetro, un ohmmetro e infine un multimetro. In questo articolo imparerai a conoscere l'oscilloscopio: cos'è e perché è necessario.

Oscilloscopio: che cos'è?

Tutti coloro che lavorano con l'elettricità sanno che la tensione viene misurata con un voltmetro e la corrente con un amperometro. Ma questi dispositivi mostrano solo il valore corrente che si trova al momento della misurazione. Anche quando si misurano le variabili in base al valore e al segno dei valori, si ottiene un valore medio in base a determinati algoritmi o leggi.

Ma con l'aiuto di un voltmetro, puoi monitorare come viene misurato il valore con errori. Per i quadranti, sono dovuti a funzionalità di progettazione e anche a quelle digitali, ma vengono aggiunti anche la frequenza di campionamento e altri problemi del software.

Ma come rintracciare un segnale in rapida evoluzione, in cui i valori cambiano in millesimi e milionesimi di secondo?

Tali misurazioni sono estremamente importanti in molte aree:

• In tutte le aree dell'elettronica;

• Quando si studiano i parametri delle apparecchiature elettriche;

• Nella diagnosi e messa a punto di sistemi di auto e altri.

Per fare ciò, utilizzare gli oscilloscopi e le sonde dell'oscilloscopio. Un oscilloscopio è lo stesso voltmetro, ma il cui schermo non mostra il valore della tensione del segnale, ma la sua forma e comportamento. La forma d'onda viene visualizzata con riferimento a una scala calibrata in Volt (verticale) e secondi (orizzontale) - per uno studio dettagliato di essi.

Nell'immagine seguente vengono visualizzati esempi di immagini sullo schermo dell'oscilloscopio, il numero di microsecondi in un quadrato in orizzontale è evidenziato in rosso e quanti volt vengono evidenziati in verticale in verde. In altre parole, il prezzo di divisione sull'immagine è 1B / div e 10 μs / div.

Vale subito la pena notare che, principalmente, con l'aiuto degli oscilloscopi, viene studiato un segnale che viene ripetuto periodicamente. I segnali arbitrari vengono studiati casualmente utilizzando un oscilloscopio con una funzione di registratore grafico.

Questa funzione è principalmente fornita dagli oscilloscopi digitali, ma non tutti gli oscilloscopi digitali possono registrare forme d'onda in memoria. La foto sotto mostra un analogo con un tubo a raggi catodici - non è adatto a tali compiti.

E questo è digitale:

Per capire come un segnale misurato con un periodo di una frazione di secondo si blocchi sullo schermo, puoi fare un semplice esempio: uno stroboscopio. Se un oggetto in movimento viene periodicamente illuminato da lampi di luce a breve termine, di conseguenza vedrai la sua posizione specifica, come nelle fotografie.

Inoltre, se illumini un oggetto ruotando ad una certa velocità in modo tale, quindi a condizione che la frequenza dei lampi coincida con la sua velocità di rotazione, vedrai un oggetto stazionario o una certa parte dell'oggetto rotante di fronte a te sullo stesso lato al momento del lampo. Se la frequenza dei lampi non coincide con la velocità di rotazione dell'oggetto, vedrai una sequenza delle sue singole sezioni in ordine casuale.

Ho anche incontrato un confronto sull'esempio di un treno con un numero infinito di macchine identiche:

Se il flash andrà con una frequenza che coincide con la frequenza del cambio di auto davanti a te, allora ti sembrerà che ogni volta che vedi la stessa macchina ferma davanti a te.

L'oscilloscopio funziona allo stesso modo: visualizza la stessa sezione di un segnale periodico, di conseguenza è possibile studiare le caratteristiche del suo cambiamento.

Nell'ambito di questo articolo, non entreremo nei blocchi di cui è costituito, modalità operative, sincronizzazione e così via, diamo un'occhiata a cosa si può fare usando un oscilloscopio.

Oscilloscopio in elettronica

La prima cosa che mi viene in mente è l'elettronica. Non puoi vedere chiaramente se il transistor si è aperto e con che frequenza. Inoltre, quando si progettano moderni dispositivi ad alta velocità, è importante conoscere non solo il fatto del funzionamento degli interruttori a semiconduttore, ma anche le forme dei fronti di salita e discesa di corrente e tensione.

Grazie a questo, puoi scoprire come viene selezionata correttamente la modalità operativa del transistor o di altri componenti e il corretto funzionamento del dispositivo elettronico nel suo insieme.

Pertanto, quando si progetta l'elettronica, è necessario utilizzare un oscilloscopio per impostare il prodotto finito e selezionare i valori nominali finali dei componenti, aumentandone l'affidabilità.

Riparare l'oscilloscopio

La riparazione elettronica è il processo di ricerca di parti guaste, che senza l'insieme necessario di strumenti si riduce alla sostituzione di elementi e componenti a turno per portare il dispositivo alla capacità di lavoro. In altre parole, riparare con la lancia.

Spesso è possibile controllare singoli elementi, come transistor, resistori, induttori e condensatori con un multimetro o un tester a transistor universale. Con i chip, questo è diverso.

Durante la riparazione di alimentatori, è possibile monitorare visivamente il funzionamento del controller PWM, il cuore dei convertitori di impulsi. Non ci sono altri modi per verificarne l'affidabilità in modo affidabile. Anche se questo può essere verificato da segni indiretti.

E anche:

Durante la riparazione dispositivi con microcontrollori È possibile verificare il funzionamento del generatore di clock, la presenza di segnali su tutti i pin del microcontrollore.

Quando si diagnostica l'amplificazione del suono, è possibile vedere dove il segnale scompare o è distorto.

Riparazione auto

La maggior parte dei malfunzionamenti delle auto moderne come "mancato avviamento", "guasti durante l'accelerazione", "guida scorretta e stallo" sono collegati a problemi nella parte elettrica. Poiché tutti i motori attualmente installati sono motori a iniezione, se stiamo parlando di gas o benzina e se il motore funziona a gasolio, probabilmente ha iniettori controllati elettronicamente. Lo stesso vale per il sistema di accensione.

Per il funzionamento dei sistemi di iniezione e accensione del carburante, il calcolo dei momenti di funzionamento degli ugelli e delle scintille, è necessario conoscere la posizione dell'albero motore e degli alberi a camme del motore. Pertanto, le auto sono dotate di molti sensori.

Per diagnosticare tutti questi sistemi, utilizzano sia protocolli di comunicazione integrati, errori di lettura e tester del motore - dispositivi in ​​grado di comunicare con il sistema di controllo del motore e fungere da oscilloscopio.

Pertanto, è possibile conoscere il funzionamento dei sensori di posizione, tenere traccia della corrispondenza della posizione dell'albero a camme e dell'albero motore (fase di fasatura).

Con l'aiuto di sonde speciali, il sistema di accensione funziona correttamente e, dalla forma della forma d'onda, determina il malfunzionamento della bobina, le candele, i cavi ad alta tensione e la presenza di un impulso sulla bobina in generale.

Il sistema di ricarica dell'auto può essere verificato con un oscilloscopio. Quindi è possibile diagnosticare malfunzionamenti del ponte a diodi del generatore senza rimuoverlo dall'auto.

conclusione

L'oscilloscopio aiuta a vedere la forma d'onda e se esiste affatto. Questo è importante quando si sviluppano dispositivi e durante la loro riparazione. Va notato che puoi farne a meno, ma poi passerai molto più tempo sulla diagnosi del dispositivo e la riparazione si trasformerà in cartomanzia per i fondi di caffè.

Vedi anche:Moderni oscilloscopi portatili: tipi, caratteristiche, capacità e caratteristiche d'uso