اکثر محصولات شامل مدارها یا قطعات الکترونیکی هستند و یک اسیلوسکوپ در طول فرآیند طراحی محصول برای آزمایش آن قطعات استفاده می شود. اما اسیلوسکوپ چیست؟ و اسیلوسکوپ چه چیزی را اندازه گیری می کند؟
فهرست مطالب
اسیلوسکوپ یا نوسان نما چیست؟
اسیلوسکوپ (Oscilloscope)، ابزاری است که سیگنال های الکتریکی را به صورت گرافیکی نمایش می دهد و نشان می دهد که چگونه این سیگنال ها در طول زمان تغییر می کنند. مهندسان الکترونیک از اسیلوسکوپ‌ها برای اندازه‌گیری پدیده‌های الکتریکی استفاده می‌کنند و به سرعت طرح‌های مدار خود را آزمایش، تأیید و عیب یابی می‌کنند.
وظیفه اصلی یک اسیلوسکوپ اندازه گیری امواج ولتاژ است. این امواج بر روی یک نمودار نمایش داده می شوند که می تواند چیزهای زیادی در مورد یک سیگنال به شما بگوید، مانند:
- مقادیر زمان و ولتاژ یک سیگنال
- فرکانس یک سیگنال نوسانی
- “قطعات متحرک” یک مدار که توسط سیگنال نشان داده می شود
- فرکانسی که با آن بخش خاصی از سیگنال نسبت به بخش های دیگر رخ می دهد
- اینکه آیا یک قطعه معیوب، سیگنال را مخدوش می کند یا نه
- چه مقدار از یک سیگنال جریان مستقیم (DC) یا جریان متناوب (AC) است
- چه مقدار از سیگنال نویز است و آیا نویز با گذشت زمان تغییر می کند
کاربرد اسیلوسکوپ چیست؟
در حالی که اسیلوسکوپ ها در درجه اول برای اندازه گیری ولتاژ طراحی شده اند، می توانند سیگنال های مختلفی را شناسایی و اندازه گیری کنند، از جمله:
جریان
چند راه برای استفاده از نوسان نما برای اندازه گیری جریان وجود دارد. یکی اندازه گیری افت ولتاژ در یک مقاومت شنت است. مورد دیگر این است که به سادگی از یک پراب جریان استفاده کنید.
صدا
اندازه گیری صدا از طریق اسیلوسکوپ امکان پذیر است. شما به یک مبدل نیاز دارید (برای «تبدیل» سیگنال صوتی به ولتاژ)، که سپس آن را به یک کانال در محدوده متصل می‌کنید. سپس سیگنال را به صورت ولتاژ متناظر در مقابل زمان نمایش می دهید.
ظرفیت خازنی
در حالی که یک اسیلوسکوپ اندازه گیری مستقیم ظرفیت خازن را نمی دهد، می توان آن را برای اندازه گیری ثابت زمانی به منظور یافتن ظرفیت واقعی یک سیستم الکتریکی یا قطعه با یک ژنراتور تابع دلخواه(Arbitrary Function Generator) استفاده کرد.
ولتاژ DC
اکثر نوسان نماهای مدرن امکان اندازه گیری ولتاژ DC را به صورت خودکار فراهم می کنند. با این حال، می توانید آن را به صورت دستی با “شمارش” شبکه های عمودی و ضرب در ولت در هر تقسیم اندازه گیری کنید.
فرکانس
بیشتر اسیلوسکوپ های مدرن مانند ولتاژ DC، فرکانس را به صورت خودکار اندازه گیری می کنند. با این حال، می توان فرکانس را به صورت دستی با محاسبه دوره تناوب سیگنال (با استفاده از مکان نما یا شبکه های افقی) و تقسیم 1 بر دوره تناوبی که فرکانس را به شما می دهد، محاسبه کرد.
اندوکتانس
اگر LCR متر ندارید، می توانید اندوکتانس را با یک نوسان نما و یک ژنراتور تابع اندازه گیری کنید. این یک اندازه گیری ساده با مقدار عدم قطعیت 3 تا 5 درصد خواهد بود.
همچنین شایان ذکر است که یکی از کاربردهای مهم این دستگاه، تست خازن با اسیلوسکوپ است که حتی از تست خازن با مولتی متر هم بهتر است.
اسیلوسکوپ چگونه کار میکند؟
یک اسیلوسکوپ به شما اجازه می دهد مشاهده کنید که چگونه ولتاژ بین دو نقطه در مدار در طول زمان تغییر می کند. به عنوان مثال، اگر بخواهید یک ولتاژ سینوسی را بررسی کنید، نوسان نمای شما ممکن است چیزی شبیه به شکل زیر را نشان دهد.
با مشاهده چنین شکل موج هایی می توانید ایده ای از نحوه عملکرد یک مدار بدست آورید. این می تواند به شما کمک کند تا مشکلات احتمالی مدار را شناسایی کنید، عملکرد آن را مشخص کنید، یا یکپارچگی سیگنال را در یک خط انتقال مشاهده کنید.
انواع اسیلوسکوپ
انواع مختلفی از اسیلوسکوپ ها، چه آنالوگ و چه دیجیتال، با قیمت های متفاوت در دسترس هستند. از آنجایی که اسیلوسکوپ‌های دیجیتال می‌توانند برخی از سیگنال‌های گذرا را از دست بدهند، اسیلوسکوپ‌های آنالوگ هنوز برای برنامه‌های عیب‌یابی گذرا ارزشمند هستند. با این حال، اسیلوسکوپ‌های فسفری دیجیتال پیشرفته می‌توانند قابلیت‌های مشابهی را ارائه دهند.
اسیلوسکوپ آنالوگ چیست؟
اسیلوسکوپ های آنالوگ از آمپلی فایر های با بهره(گِین) بالا برای نمایش شکل موج بر روی صفحه نمایش لوله پرتو کاتدی سبز (CRT) استفاده می کنند. به بیان ساده، اسیلوسکوپ های آنالوگ نسخه قدیمی تر اسیلوسکوپ هستند که برای اولین بار در دهه 1940 ساخته شدند.
یک اسیلوسکوپ آنالوگ مجهز به یکی از چندین کانال عمودی، یک کانال افقی، یک سیستم تریگر، یک پایه زمانی و یک ماژول CRT است.
یک کانال عمودی شامل یک اتنیتور یا تضعیف کننده، یک پیش تقویت کننده، یک خط تاخیر آنالوگ و یک آپلی فایر یا تقویت کننده عمودی است که سیگنال را تا سطح مورد نیاز برای مدل CRT تقویت می کند.
کانال های افقی در دو حالت کاری داخلی و خارجی ارائه می شوند. سیستم های تریگر دارای تنظیمات سطح هستند که بین سطوح افزایش و کاهش تغییر می کند.
اسیلوسکوپ دیجیتال چیست؟
یک اسیلوسکوپ دیجیتال از یک صفحه نمایش LCD مدرن استفاده می کند. تقریباً تمام نوسان نماهای جدیدی که امروزه تولید می شوند، دیجیتال هستند.
در یک اسیلوسکوپ دیجیتال یک مرحله اضافی قبل از نمایش سیگنال روی صفحه استفاده می شود. مرحله اضافی سیگنال را به یک جریان دیجیتال با مبدل آنالوگ به دیجیتال تبدیل می کند که نیاز به صفحه نمایش های نوع CRT را از بین می برد. این امر پیچیدگی طراحی را کاهش می دهد و فضای بیشتری را برای ویژگی های بیشتر فراهم می کند.
یک مثال، اضافه کردن دستکاری سیگنال و عملیات پیچیده ریاضی است که در حال حاضر ویژگی های استاندارد برای اکثر اسیلوسکوپ های دیجیتال است. اسیلوسکوپ دیجیتال DS0138، یکی از محبوب ترین اسیلوسکوپ هاست که به عنوان یک کیت نوسان نمای آموزشی طراحی شده است. سادگی در ساختار و سهولت در مونتاژ/عملیات از اهداف اصلی طراحی آن است؛ جهت خرید این محصول به فروشگاه اینترنتی دیجی قطعه مراجعه کنید.
تریگر اسیلوسکوپ چیست؟
عملکرد تریگر اسیلوسکوپ، حرکت افقی را در نقطه صحیح سیگنال همگام می کند. این برای مشخص کردن سیگنال واضح ضروری است. کنترل های تریگر به شما اجازه می دهد شکل موج های تکراری را تثبیت کنید و شکل موج های تک شات را ثبت کنید.
ماشه با نمایش مکرر همان بخش از سیگنال ورودی، شکل موج های تکراری را بر روی صفحه نمایش نوسان نمای ایستا نشان می دهد. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، درهم ریختگی روی صفحه را تصور کنید که اگر هر رفت و برگست در مکان دیگری از سیگنال شروع شود، به وجود می آید.
خرید اسیلوسکوپ
پیش از خرید اسیلوسکوپ لازم است تا نوسان نمای مناسب برای کاربرد مد نظرتان را پیدا کنید. همه نوسان نماها یکسان ساخته نمی شوند. بنابراین، قبل از تصمیم گیری در مورد اینکه در کدام نوع آن سرمایه گذاری کنید، مهم است که نیازهای پروژه خود و نوع اسیلوسکوپی را که ممکن است برای اندازه گیری کارآمدترین و دقیق نیاز داشته باشید، درک کنید.
هنگام تصمیم گیری برای خرید اسیلوسکوپ، مواردی وجود دارد که باید در نظر بگیرید، از جمله پهنای باند، زمان افزایش، نرخ نمونه، چگالی کانال و پراب های سازگار. جهت خرید انواع اسیلوسکوپ با قیمت مناسب عبارت “خرید اسیلوسکوپ از دیجی قطعه” را در گوگل جستجو کنید تا وارد سایت فروشگاه اینترنتی دیجی قطعه شوید و بهترین تجربه خرید آنلاین قطعات الکترونیکی خود را با ما تجربه کنید.
