INSTRUKCJA OBSŁUGI Oscyloskopy analogowe dwukanałowe MODELE CQ5020 CQ5040
Bezpieczeństwo Pomiarów Prosimy o staranne zapoznanie się z poniższymi uwagami dotyczącymi bezpieczeństwa. Zamieszczono je w celu zapewnienia ochrony użytkownika oraz samego oscyloskopu i obowiązują zarówno osoby obsługujące przyrząd jak i serwisujące go. Ostrzeżenia: OSTROŻNIE (CAUTION): Oznacza opis właściwych procedur obsługi UWAGA! (WARNING) : lub serwisu w celu niedopuszczenia do zniszczenia przyrządu lub innych urządzeń Zwraca uwagę na warunki niebezpieczne wymagające właściwych procedur lub zachowań w celu zapewnienia ochrony osobistej i uniknięcia ryzyka wypadku Symbole! UWAGA! Ostrożnie (sprawdź w instrukcji) Uziemienie Wprowadzenie Dziękujemy za zakup naszego produktu. Nasze elektroniczne przyrządy pomiarowe produkowane są pod ścisłą kontrolą jakościową i są konstrukcjami nowoczesnymi. Gwarantujemy ich wyjątkową precyzję i najwyższą niezawodność. Prawidłowe użytkowanie wyrobu może odbywać się po starannym przeczytaniu niniejszej instrukcji. -1-
Uwagi wstępne 1. Aby zachować pełną dokładność i niezawodność wyrobu, należy eksploatować go w standardowych warunkach otoczenia (temperatura od 10ºC do 35ºC, wilgotność względna od 45% do 85%). 2. Przed przystąpieniem do pomiarów włączyć zasilanie i odczekać 15 minut w celu wygrzania oscyloskopu. 3. Przewód zasilający oscyloskop jest trzyżyłowy. Używając przewodu dwużyłowego należy przestrzegać przepisów bezpieczeństwa. 4. Wygląd zewnętrzny i dane techniczne wyrobu mogą ulegać zmianie bez uprzedniego powiadomienia. 5. Z wszelkimi pytaniami odnośnie użytkowania oscyloskopu prosimy zwracać się do dystrybutora. -2-
SPIS TREŚCI 1. OPIS PRODUKTU... 4 1-1. WSTĘP... 4 1-2. DANE TECHNICZNE... 5 1-3. ŚRODKI OSTROŻNOŚCI... 8 1-3-1. WYBÓR NAPIĘCIA ZASILANIA... 8 1-3-2. ŚRODKI OSTROŻNOŚCI PRZY INSTALACJI I OBSŁUDZE... 8 1-4. WYPOSAŻENIE... 9 2. OBSŁUGA... 10 2-1. FUNKCJE ELEMENTÓW REGULACYJNYCH, ZŁĄCZ I WSKAŹNIKÓW... 12 2-1-1. LAMPA OSCYLOSKOPOWA I BLOK ZASILANIA... 12 2-1-2. UKŁAD ODCHYLANIA PIONOWEGO... 12 2-1-2. UKŁAD ODCHYLANIA POZIOMEGO I UKŁAD WYZWALANIA... 14 2-1-4. POZOSTAŁE FUNKCJE... 17 2-1-5. TESTER ELEMENTÓW (TYLKO W 50XXC)... 17 2-2. OBSŁUGA PODSTAWOWYCH FUNKCJI... 18 2-2-1. USTAWIENIA WSTĘPNE... 18 2-2-2. DOPROWADZANIE SYGNAŁÓW... 20 2-2-3. POMIARY JEDNOKANAŁOWE... 22 2-2-4. POMIARY DWUKANAŁOWE.... 24 2-2-5. WYBÓR WYZWALANIA... 27 2-2-6. POMIAR RÓŻNYCH CZĘSTOTLIWOŚCI... 29 2-2-7. POMIARY SUMACYJNE I RÓŻNICOWE... 30 2-2-8. TRYB POMIAROWY X-Y... 31 2-2-9. TEST PODZESPOŁÓW (TYLKO DLA 50XXC)... 32 2-3. ZASTOSOWANIA POMIAROWE... 35 2-3-1. POMIAR AMPLITUDY... 35 2-3-2. POMIAR ODCINKÓW CZASOWYCH... 38 2-3-3. POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI... 40 2-3-4. POMIAR RÓŻNICY FAZ... 41 2-3-5. POMIAR CZASU NARASTANIA... 45 3. CZYSZCZENIE I KONSERWACJA... 48 3.1. CZYSZCZENIE... 48 3.2. KALIBRACJA... 48-3-
1. OPIS PRODUKTU 1-1. WSTĘP Oscyloskop służy do pomiarów przebiegów elektrycznych w paśmie częstotliwości od napięcia stałego DC do 20MHz (CQ5020) lub 40MHz (CQ5040) w dwóch kanałach. Urządzenie oferuje szereg funkcji przydatnych w szerokim zakresie zastosowań np. w produkcji, konserwacji, serwisie sprzętu elektronicznego i elektroniki samochodowej oraz przy prowadzeniu prac badawczych i rozwojowych. Oscyloskop CQ5020 / CQ5040 posiada następujące funkcje: funkcja ADD umożliwiająca obserwację sumy dwóch sygnałów, funkcja X-Y, regulowany poziom wyzwalania oraz osobny układ przeznaczony do synchronizacji sygnałów telewizyjnych, umożliwiający obserwację zarówno całkowitego sygnału telewizyjnego jak i poszczególnych jego składników, zwarta konstrukcja umożliwiająca jego łatwe przenoszenie -4-
1-2. DANE TECHNICZNE LAMPA OSCYLOSKOPOWA 1) Konfiguracja i obszar wyświetlania 2) Napięcie przyspieszające 3) Luminofor P31 4) Ogniskowanie Możliwe 5) Obrót w osi X Tak 6) Regulacja jaskrawości Tak 6 calowy prostokątny ekran z naniesioną siatką 8 x 10dz. (1dz = 1cm), znaczniki do pomiaru czasów narastania i opadania. Oś środkowa skalowana co 2mm. 20MHz: 1.9kV (względem katody) 40MHz: 12kV (względem katody) WEJŚCIE OSI Z (MODULACJA JASKRAWOŚCI) 1) Sygnał wejściowy 2) Szerokość pasma Od DC do 2MHz (-3dB) 3) Typ sygnału wejściowego DC 4) Impedancja wejściowa Od 20kΩ do 30kΩ 5) Maksymalne napięcie wejściowe 30V (DC + ACpeak) Sygnał dodatni obniża jaskrawość. Sygnał o amplitudzie +5Vp-p lub większy powoduje zauważalną modulację przy normalnych nastawieniach jaskrawości. ODCHYLANIE PIONOWE 1) Szerokość pasma (-3dB) Sygnał DC Sygnał AC 2) Tryby pracy 3) Współczynnik odchylania 20MHz: do 20MHz normalne, do 10MHz rozciągnięte (tylko kanał 1) 40MHz: do 40MHz normalne, do 10MHz rozciągnięte (tylko kanał 1) 20MHz: 10Hz - 20MHz norm., 10Hz - 10MHz rozc. (kanał 1) 40MHz: 10Hz - 40MHz norm., 10Hz - 20MHz rozc. (kanał 1) CH1, CH2, ADD, DUAL (CHOP: dla przełącznika TIME/DIV w pozycjach 0,2s 1ms, ALT: dla TIME/DIV 0,5ms 0,2µs) Od 5mV/dz. do 20V/dz. w 12 skalowanych krokach o sekwencji 1:2:5. Możliwa płynna redukcja co najmniej 1 : 2.5. Dla x5 MAG: od 1mV/dz. do 1V/dz. w 10 skalowanych krokach. (tylko dla kanału 1) 4) Dokładność Normalna: ±3%, rozciągnięta: ±5% (tylko dla kanału 1) 5) Impedancja wejściowa Ok. 1MΩ z równoległą pojemnością 30pF 6) Maksymalne napięcie wejściowe 7) Typ sygnału wejściowego DC-GND-AC 8) Czas narastania bezpośrednie: 400V (DC + ACpeak) z sondą: patrz dane techniczne sondy 20MHz: 17.5ns ( 35ns przy x5mag) 40MHz: 8.75ns ( 17.5ns przy x5mag) 9) Wyjście kanału 1 25mV/dz.±20% na 50Ω; 20Hz - 10MHz(-3dB) 10) Odwrócenie polaryzacji Tylko w kanale 2-5-
ODCHYLANIE POZIOME 1) Tryby odchylania NORMAL, X-Y, X10, VARIABLE (regulowany) 2) Podstawa czasu 3) Rozciągnięcie linii podstawy czasu Od 0.2µs/dz. do 0.2s/dz. w 19 skalowanych krokach, o sekwencji 1-2-5 Możliwa płynna redukcja co najmniej 1 : 2.5. 10-krotnie (maksymalna podstawa czasu 20 ns/dz.) Uwaga: przy podstawie czasu 50ns/dz., 20ns/dz. dokładność ±10% 4) Dokładność ±3%, ±5% (od 0ºC do 40ºC), dodatkowy błąd przy rozciągnięciu ±2% WYZWALANIE 1) Tryby AUTO, NORM, TV-V, TV-H 2) Źródła VERT(DUAL, ALT), CH1, EXT (sygnał zewnętrzny), LINE 3) Typ sygnału AC 4) Zbocze + (opadające) lub - (narastające) 5) Czułość i pasmo AUTO, NORM INT(VERT ) 20MHz 40MHz 20Hz-2MHz 2MHz-20MHz 0-20MHz 20MHz-40MHz 0.5dz.(2.0) 1.5dz.(3.0) 0.8dz.(2.0) 1.5dz.(3.0) EXT 0.2Bp-p 0.8Vp-p 0.3Vp-p 0.5Vp-p TV-V, TV-H Przynajmniej 1 dz. lub 1,0 Vp-p 6) Impedancja wejściowa Ok. 1MΩ Maksymalne napięcie wejściowe 400V (DC + ACpeak) TRYB X-Y 1) Oś X Jak dla kanału 1 (CH1) z wyjątkiem: Współczynnik odchylania: jak dla kanału 1 Dokładność: 5% Pasmo: 20MHz: DC do 500kHz (-3dB) 40MHz: 2) Oś Y Jak dla kanału 2 (CH2) 3) X-Y przesunięcie fazowe 3º (od DC do 50kHz) DC: 0Hz do 1MHz AC: 10Hz 1MHz WYJŚCIE KALIBRACJI SONDY Przebieg prostokątny: 1kHz (±5%), napięcie: 0.5V (±5%), współczynnik wypełnienia: 40-60% ZASILANIE bezpiecznik (250V) Zakres napięć UL198G IEC127 1) Zakres napięć 115V AC (98V - 125V) 1.25A 1.25A 230V AC (198V - 250V) 0.63A 0.63A 2) Częstotliwość 50/60Hz 3) Pobór mocy Ok. 45W -6-
WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE 1) Waga 7.8kg 2) Wymiary 316mm (S) x 132mm (W) x 410mm (G) PARAMETRY ŚRODOWISKOWE 1) Zakres temperatury dla znamionowych warunków pracy Od +10ºC do +35ºC (od +50ºF do +95ºF) 2) Maksymalna robocza temperatura otoczenia Od +0ºC do +40ºC (od +32ºF do +104ºF) 3) Maksymalna temperatura składowania Od -20ºC do +70ºC (od +4ºF do +158ºF) 4) Zakres wilgotności dla pracy w warunkach znamionowych Od 45% do 85% (wilgotność względna) 5) Maksymalna wilgotność otoczenia przy pracy Od 35% do 85% (wilgotność względna) 6) Bezpieczeństwo EN61010 ochrona przepięciowa 2, stopień zanieczyszczenia środowiska 2. Certyfikat: TÜV UWAGA! Źródła, takie jak małe radia przenośne, stacjonarne nadajniki radiowotelewizyjne, radia samochodowe i telefony komórkowe, generują promieniowanie elektromagnetyczne, które może indukować napięcie w przewodach elektrycznych sond pomiarowych. W takim wypadku dokładność oscyloskopu nie może być zagwarantowana z powodów oddziaływań fizycznych. -7-
1-3. ŚRODKI OSTROŻNOŚCI 1-3-1. WYBÓR NAPIĘCIA ZASILANIA Aby zapobiec uszkodzeniu, urządzenie pomiarowe musi pracować z odpowiednim ustawieniem przełącznika wyboru napięcia zasilania oraz odpowiednio dobranym bezpiecznikiem. Oscyloskop może być zasilany z sieci 115VAC (98V 125V) lub 230VAC (198V 250V). Przed załączeniem napięcia należy upewnić się, że przełącznik wyboru napięcia zasilania (33) znajduje się w odpowiedniej pozycji. Zmiany wyboru napięcia zasilania dokonuje się w następujący sposób: 1. Upewnić się, że urządzenie jest odłączone od źródła zasilania. 2. Wybrać właściwe położenie przełącznika (33) 115V lub 230V. 1-3-2. ŚRODKI OSTROŻNOŚCI PRZY INSTALACJI I OBSŁUDZE Instalując oscyloskop na stanowisku roboczym należy zachować wszelkie środki ostrożności w celu osiągnięcia jak najbardziej precyzyjnych wyników pomiarów oraz długiego bezawaryjnego czasu pracy. 1. Należy unikać umieszczania urządzenia w warunkach ekstremalnych temperatur. Szczególnie nie należy zostawiać przyrządu w zamkniętym samochodzie wystawionym na działanie promieni słonecznych lub w sąsiedztwie urządzeń grzejnych. 2. Nie należy używać oscyloskopu natychmiast po przeniesieniu go z zimna. Należy poczekać aż urządzenie osiągnie temperaturę pokojową. Analogicznie, nie należy również używać oscyloskopu po przeniesieniu go z temperatury wysokiej do temperatury niskiej. Skroplenie się w ten sposób pary wodnej może pogorszyć działanie urządzenia. 3. Nie należy trzymać urządzenia w zawilgoconych i zakurzonych pomieszczeniach. 4. Nie stawiać na pokrywie oscyloskopu pojemników z płynem (np. kubek z kawą). Rozlanie się płynu mogłoby poważnie uszkodzić przyrząd. -8-
5. Nie używać urządzenia w miejscach, gdzie byłby poddany silnym wibracjom lub podmuchom powietrza. 6. Nie należy stawiać ciężkich przedmiotów na pokrywie urządzenia. Może to spowodować zasłonięcie otworów wentylacyjnych. 7. Nie należy umieszczać oscyloskopu w strefie oddziaływania silnych pól magnetycznych, np. w pobliżu silników elektrycznych. 8. Nie wkładać narzędzi, przewodów itp. w otwory wentylacyjne. 9. Nie odkładać gorącej lutownicy blisko urządzenia. 10. Nie stawiać oscyloskopu w pozycji pionowej płytą czołową do dołu, ponieważ może to spowodować uszkodzenie pokręteł regulacji. 11. Nie stawiać oscyloskopu w pozycji pionowej płytą czołową do góry w czasie gdy do gniazd wejściowych na panelu tylnym urządzenia podłączone są przewody, ponieważ może to spowodować ich zniszczenie. 12. Do gniazd wejściowych lub sond nie przykładać napięć większych niż maksymalne dopuszczalne. 13. Do tego oscyloskopu można używać tylko sond podwójnie izolowanych znajdujących się w specyfikacji UL. 1-4. WYPOSAŻENIE Do urządzenia dołączone jest następujące wyposażenie dodatkowe: 1. Instrukcja obsługi : 1 szt. 2. Przewód zasilania sieciowego : 1 szt. 3. Sonda pomiarowa x1/x10 : 2 szt. 4. Bezpiecznik : 1 szt. 5. Sonda DMM (tylko dla 50XXC) : 1 zestaw -9-
2. OBSŁUGA (A) Elementy regulacyjne na płycie czołowej (B) Ścianka tylna -10-
(C) Płyta czołowa (D) Płyta czołowa Rys. 2-1. Widok płyt czołowych i ścianki tylnej. Ten rozdział zawiera informacje potrzebne do obsługi oscyloskopu oraz wykorzystania szeregu dostępnych, podstawowych i zaawansowanych procedur pomiarowych. Dołączone zostały tutaj również opisy działania przełączników, gniazd i wskaźników, procedur uruchomieniowych, podstawowych operacji i wybranych procedur pomiarowych. -11-
2-1. FUNKCJE ELEMENTÓW REGULACYJNYCH, ZŁĄCZ I WSKAŹNIKÓW Przed włączeniem oscyloskopu należy zapoznać się z elementami regulacyjnymi, gniazdami i wskaźnikami oraz innymi elementami opisanymi w tym rozdziale. Poniższe opisy odnoszą się do elementów przedstawionych na rys. 2-1. 2-1-1. LAMPA OSCYLOSKOPOWA I BLOK ZASILANIA Nr Opis Funkcja (16) POWER Przycisk wł./wył. zasilania (16-1) Dioda LED Sygnalizacja świetlna załączenia zasilania. (2) INTEN Potencjometr regulacji jaskrawości lampy oscyloskopowej. Obrót w prawo zwiększa jaskrawość. (1) FOCUS Potencjometr regulacji ostrości obrazu na wyświetlaczu. (29) ROTATION Potencjometr regulacji poziomu przebiegu w stosunku do linii środkowej siatki na ekranie (regulacja wkrętakiem). (33) LINE VOLTAGE Przełącznik zmiany zakresu napięcia zasilania. (34) POWER CONNECTOR Gniazdo podłączenia kabla sieciowego. 2-1-2. UKŁAD ODCHYLANIA PIONOWEGO (24) CH1 lub X Gniazdo podłączenia sygnału wejściowego dla wzmacniacza pionowego kanału 1 (CH1) lub dla osi X (poziomej) w trybie X-Y. <OSTROŻNIE> W celu uniknięcia uszkodzenia oscyloskopu nie należy podawać napięcia większego niż 400V (DC + ACpeak) pomiędzy wejście kanału 1 (CH1) a masę. (22) CH2 lub Y Gniazdo podłączenia sygnału wejściowego dla wzmacniacza pionowego kanału 2 (CH2) lub dla osi Y (pionowej) w trybie X-Y. <OSTROŻNIE> W celu uniknięcia uszkodzenia oscyloskopu nie należy podawać napięcia większego niż 400V (DC + ACpeak) pomiędzy wejście kanału 1 (CH1) a masę. -12-
(25)(21) AC/GND/DC Przełączniki wyboru sprzężenia wejściowego do kanału 1 (CH1) i kanału 2 (CH2) : Pozycja AC: pomiędzy gniazdo wejściowe a wzmacniacz odchylania pionowego włączany jest kondensator filtrujący składową stałą sygnału wejściowego. Pozycja GND: gniazdo wejściowe zostaje połączone z uziemieniem, co umożliwia ustalenie zerowego punktu odniesienia. Pozycja DC: gniazdo wejściowe połączone jest bezpośrednio ze wzmacniaczem odchylania pionowego, do którego dochodzą wszystkie składowe sygnału wejściowego (26)(23) VOLTS/DIV 26 - CH1, 23 - CH2 (27)(20) VARIABLE 27 - CH1, 20 - CH2 Przełącznik wyboru skalowanego współczynnika odchylania sygnału wejściowego doprowadzonego do kanału 1 (CH1) lub 2 (CH2). Potencjometr płynnej regulacji współczynnika odchylania pomiędzy krokami przełączników VOLTS/DIV. Współczynnik odchylania pionowego jest zgodny ze skalą przełączników VOLTS/DIV tylko wtedy, gdy potencjometr VARIABLE jest skręcony maksymalnie w prawo. (3) x1 / x5 Przełącznik czułości wejściowej. Po przełączeniu w pozycję x5 czułość wzrasta 5-krotnie w stosunku do ustawionej przełącznikami VOLTS/DIV. Wartość napięcia mierzonego będzie wynosiła 1/5 wartości wskazywanej. W tym położeniu (x5) maksymalna czułość wejściowa wynosi 1mV/dz.. (4)(7) POSITION 4 - CH1, 7 - CH2 Potencjometr regulacji położenia pionowego przebiegu kanału 1 (CH1) lub 2 (CH2) na wyświetlaczu. Obrót w prawo powoduje przesunięcie obrazu w górę. Obrót w lewo powoduje przesunięcie obrazu w dół. (6) NORM/INV Przełączenie w pozycję INV powoduje odwrócenie sygnału w kanale 2 (CH2). -13-
(5) MODE Przełącznik wyboru trybu pracy odchylania pionowego: Pozycja CH1: na ekranie wyświetlany jest tylko sygnału pochodzący z kanału 1. Pozycja CH2: na ekranie wyświetlany jest tylko sygnału pochodzący z kanału 2. Pozycja DUAL: na ekranie wyświetlane są sygnały z obu kanałów (CH1 i CH2). Jeśli źródłem wyzwalania jest kanał 1 (CH1) to: Tryb CHOP (tzw. siekany ): TIME/DIV 0.2s-1ms Tryb ALT (naprzemienny): TIME/DIV 0.5ms-0.2µs Jeśli przełącznik wyzwalania (18) ustawiony jest w pozycji VERT to: Tryb ALT: TIME/DIV 0.2s-0.2µs Pozycja ADD: na ekranie wyświetlana jest suma algebraiczna sygnałów z kanałów 1 i 2 (CH1 i CH2). (3) CH1 OUTPUT Gniazdo umożliwiające wyprowadzenie wzmocnionego sygnału kanału 1 (CH1) do częstościomierza lub innego przyrządu. 2-1-2. UKŁAD ODCHYLANIA POZIOMEGO I UKŁAD WYZWALANIA (15) TIME/DIV Przełącznik wyboru skalowanej podstawy czasu, wielkości opóźnienia przy pracy z opóźnioną podstawą czasu oraz dla trybu X-Y. (12) VARIABLE Potencjometr płynnej regulacji podstawy czasu pomiędzy krokami przełącznika TIME/DIV. Skalowanie przełączników TIME/DIV jest dokładne tylko wtedy, gdy potencjometr VARIABLE jest skręcony maksymalnie w prawo. (11) x1 / x10 Przełączenie na pozycję x10 powoduje 10-krotne wydłużenie podstawy czasu w stosunku do nastawy tym przypadku wartość podstawy czasu będzie wynosić 1/10 wartości TIME/DIV wskazywanej. (10) POSITION Potencjometr regulacji ustawienia przebiegu w poziomie. Obrót w prawo powoduje przesunięcie przebiegu w prawo, obrót w lewo przesunięcie w lewo. -14-
(14) MODE Przełącznik wyboru trybu wyzwalania: Pozycja AUTO: wyzwalanie następuje automatycznie nawet w przypadku braku sygnału. Oscyloskop automatycznie przechodzi w tryb wyzwalania w chwili, gdy pojawi się odpowiedni sygnał wyzwalający (wymaga ustawienia poziomu wyzwalania) o częstotliwości 25Hz lub wyższej o ile pozostałe nastawy wyzwalania są poprawnie ustawione. Pozycja NORM: przebieg jest wyświetlany na ekranie tylko w obecności sygnału wyzwalającego i przy prawidłowych nastawach wyzwalania. Przy nieprawidłowym ustawieniu jakiejkolwiek regulacji wyzwalania na ekranie nie zostanie wyświetlony żaden przebieg. Jeśli częstotliwość sygnału jest mniejsza niż 25Hz na ekranie nie będzie widoczny żaden przebieg. Pozycja TV-V: umożliwia obserwację zespolonego sygnału wizji z częstotliwością odchylania ramki. Pozycja TV-H: umożliwia obserwację sygnału pojedynczej linii. -15-
(18) TRIGGER SOURCE Przełącznik źródła wyzwalania. Pozycja VERT: źródłem wyzwalania jest sygnał podłączony do kanałów CH1 lub CH2. W przypadku, gdy przełącznik MODE (5) znajduje się w pozycji CH1 sygnał doprowadzony do tego kanału staje się automatycznie źródłem sygnału wyzwalającego. W przypadku, gdy przełącznik MODE (5) znajduje się w pozycji CH2 sygnał doprowadzony do tego kanału staje się automatycznie źródłem sygnału wyzwalającego. W przypadku, gdy przełącznik MODE (5) znajduje się w pozycji DUAL, sygnały są wyświetlane w trybie ALT (naprzemiennie) w całym zakresie TIME/DIV. Pozycja CH1: w chwili, gdy do kanału 1 (CH1) doprowadzony jest sygnał, istnieje możliwość wyboru CH1 jako źródła sygnału wyzwalającego. Pozycja LINE: sygnał wyzwalany jest z linii zasilającej (częstotliwość sieci). Pozwala to na stabilne obserwowanie składowych uzależnionych od sieci nawet, jeśli ich amplituda jest bardzo mała w porównaniu z innymi składowymi sygnału. Pozycja EXT: wyzwalanie sygnałem doprowadzonym do gniazda EXT TRIG IN (9) TRIG LEVEL Potencjometr regulacji poziomu wyzwalania. Służy do określenia amplitudy, dla której nastąpić ma wyzwolenie. Obrót w prawo powoduje przesunięcie punktu wyzwalania w górę sygnału wyzwalającego. Obrót w lewo powoduje przesunięcie punktu wyzwalania w dół sygnału wyzwalającego. (8) SLOPE Przycisk służy do wyboru rodzaju zbocza sygnału wyzwalającego (narastającego lub opadającego). Przycisk w pozycji wyciśniętej powoduje wyzwalanie narastającym zboczem sygnału, natomiast wciśnięcie przycisku powoduje wyzwalanie opadającym zboczem sygnału. (19) EXT TRIG IN Złącze służy do podłączenia zewnętrznego sygnału wyzwalającego do układu wyzwalającego. <OSTROŻNIE> W celu uniknięcia uszkodzenia oscyloskopu nie należy podawać napięcia większego niż 400V (DC + ACpeak) pomiędzy wejście EXT TRIG IN a masę. -16-
2-1-4. POZOSTAŁE FUNKCJE (31) EXT BLANKING Wejście sygnału modulującego jaskrawość przebiegu na ekranie. Sygnał dodatni zmniejsza jaskrawość, sygnał ujemny zwiększa ją. (17) PROBE ADJ Wyjście sygnału prostokątnego o małym czasie narastania i precyzyjnej amplitudzie do regulacji sondy i skalowania wzmacniacza odchylania pionowego. (28) ZŁĄCZE UZIEMIENIA Zacisk do podłączenia osobnego przewodu uziemienia. 2-1-5. TESTER ELEMENTÓW (TYLKO W 50XXC) (35) COMPONENT TEST Przycisk rozpoczęcia próby elementu. Na ekranie zostanie wyświetlony barografu o długości 8 działek. (36) COMPONENT TEST INPUT (Czerwone) (37) COMPONENT TEST GND (Czarne) Używane do połączenia elementu do obwodu testowego poprzez sondę DMM (czerwona). Używane do uziemienia elementu do obwodu testowego poprzez sondę DMM (czarna). -17-
2-2. OBSŁUGA PODSTAWOWYCH FUNKCJI W tym podrozdziale zostanie opisany sposób obsługi oscyloskopu, rozpoczynając od najbardziej elementarnych funkcji, poprzez najczęściej używane, do najbardziej skomplikowanych. 2-2-1. USTAWIENIA WSTĘPNE Przed włączeniem oscyloskopu, należy wykonać następujące kroki: 1. Ustawić wszystkie parametry jak poniżej. POWER (16) wyłączony INTEN (2) w położeniu środkowym FOCUS (1) w położeniu środkowym AC/GND/DIV (25)(21) DC VOLTS/DIV (26)(23) 10mV X1/X5 (3) X1 POSITION (4)(7) w położeniu środkowym NORM/INV (6) Norm VARIABLE (27)(20) skrajna pozycja na lewo MODE (5) CH1 TIME/DIV (15) 1ms VARIABLE (13) POSITION (10) X1/X10 (11) MODE (14) TRIGGER SOURCE (14) TRIG LEVEL (9) SLOPE (8) maksymalnie w prawo w położeniu środkowym X1 AUTO VERT w położeniu środkowym wyciśnięty 2. Upewnić się, że przełącznik wyboru napięcia zasilania (33) znajduje się w odpowiedniej pozycji (230V). Podłączyć do gniazda (34) kabel sieciowy a wtyczkę włożyć do gniazda sieciowego. 3. Wcisnąć przycisk zasilania (16). Dioda sygnalizacyjna (16-1) powinna się natychmiast zaświecić. Po czasie 30 sekund obrócić w prawo potencjometr regulacji jaskrawości INTEN (2) do póki na ekranie wyświetlacza nie pojawi się -18-
przebieg. Ustawić jaskrawość wedle własnego uznania. <OSTROŻNIE> Do budowy lampy oscyloskopowej został użyty materiał odporny na wypalenie. Jednak, jeśli ekran zostanie pozostawiony z silnie rozświetlonym punktem lub przebiegiem na długi okres czasu, może on ulec uszkodzeniu. Dlatego jeśli istnieje potrzeba zwiększenia jaskrawości należy zmniejszyć ją zaraz po dokonaniu pomiaru. Zaleca się również wypracowanie odruchu skręcania do minimum potencjometru regulacji jaskrawości w chwili pozostawiania bez opieki włączonego oscyloskopu na dłuższy okres czasu. 4. Potencjometr FOCUS (1) wyregulować ostrość przebiegu. 5. Potencjometrem POSITION (4) ustawić przebieg CH1 tak aby pokrył się z poziomą, centralną linią siatki ekranowej. 6. Sprawdzić, czy linia jest precyzyjnie równoległa do linii siatki. Jeśli nie należy przy użyciu małego wkrętaka, dokonać korekty położenia potencjometrem TRACE ROTATION (20). 7. Potencjometrem POSITION (10) ustawić lewą krawędź przebiegu równo z lewą skrajną pionową linią siatki. 8. Tłumik jednej z dostarczonych sond ustawić w pozycji X10 i podłączyć ją do gniazda CH1 X (24). Końcówkę pomiarową sondy podłączyć do zacisku PROBE ADJ (17). Na ekranie powinien pojawić się prostokątny przebieg o amplitudzie 2,5 działki. 9. Jeśli krawędzie górna i dolna wyświetlonego przebiegu prostokątnego są pochylone lub z przerzutem, sonda musi zostać skompensowana (dopasowana do pojemności wejściowej oscyloskopu). Dokonuje się tego kondensatorem dostrojczym umieszczonym na sondzie za pomocą małego wkrętaka, patrz rys. 2-2(b) 10. Ustawić przełącznik trybu wyświetlania MODE (5) w pozycji CH2 i wykonać kroki 8 i 9 z dugą sondą podłączoną do kanału 2 (CH2). Nakładka chwytakowa -19- sondy
(A) SONDA PRAWIDŁOWO SKOMPENSOWANA ZBYT SŁABO SKOMPENSOWANA ZBYT MOCNO SKOMPENSOWANA (B) KOMPENSACJA SONDY POPRZEZ KOREKTĘ KSZTAŁTU FALI PROSTOKĄTNEJ RYS. 2-2. KOMPENSACJA SONDY 2-2-2. DOPROWADZANIE SYGNAŁÓW Są trzy sposoby doprowadzania do oscyloskopu sygnałów, które mają być obserwowane. Są to połączenia za pomocą pojedynczych przewodów, kabli koncentrycznych (współosiowych) lub sond oscyloskopowych. Połączenia jednoprzewodowe można stosować w przypadku, gdy poziom sygnału jest wysoki a impedancja źródła niska (np. w układach TTL). Nie są one jednak często używane. Nie ekranowany obwód zbiera przydźwięki i szumy: powoduje to zniekształcenia obserwowanego sygnału o małej amplitudzie. Przy takim połączeniu istnieje również problem z solidnym mechanicznym podłączeniem do gniazd wejściowych. Zalecanym -20-
rozwiązaniem jest w tym przypadku adapter BNC z zaciskiem śrubowym. Przewody koncentryczne są najpopularniejszą metodą podłączania oscyloskopu do obwodów elektronicznych oraz sprzętu posiadającego złącza wyjściowe. Ekran przewodu zapobiega przedostawaniu się do środkowej żyły sygnałowej przydźwięków i szumów. Przewody tego typu są zwykle wyposażone w złącza BNC na obu końcach. Dostępne są również przewody i adaptery specjalne umożliwiające współpracę z dowolnym rodzajem gniazd. Sondy oscyloskopowe są najpopularniejszą z metod łączenia oscyloskopu z obwodami zewnętrznymi. Sondy te są dostępne najczęściej ze współczynnikiem tłumienia X1 (połączenie bezpośrednie) i X10. Sonda ze współczynnikiem tłumienia X10 zwiększa efektywną impedancję wejściową układu sonda-oscyloskop do 10MΩ oraz redukują pojemność wejściową do kilku pf co jest najważniejszym powodem stosowania tych sond przy wielkich częstotliwościach, gdzie pojemność jest najważniejszym czynnikiem obciążającym obwód i zniekształcającym sygnał. Przy użyciu sondy z tłumikiem X10 należy wskazanie skali VOLTS/DIV pomnożyć przez 10. Pomimo wysokiej impedancji wejściowej, sondy oscyloskopowe są odporne na przydźwięki i szumy ponieważ podobnie jak w przypadku przewodów koncentrycznych zewnętrzny przewód ekranuje środkowy przewód sygnałowy. Sondy oscyloskopowe są wygodne również z mechanicznego punktu widzenia. Przewidując pomiary przy użyciu przewodu koncentrycznego należy dokładnie znać impedancję źródła, maksymalną częstotliwość sygnału oraz pojemność przewodu. Jeśli którykolwiek z tych parametrów nie jest znany, należy użyć niskopojemnościowej sondy X10. Alternatywnym sposobem łączenia wejścia oscyloskopu ze źródłem sygnału jest użycie przewodu koncentrycznego zakończonego obciążeniem. Przewód koncentryczny obciąża się wtedy obciążeniem przepustowym o impedancji równej impedancji źródła sygnału, po czym obciążenie przepustowe włącza się do gniazda wejściowego oscyloskopu a drugi koniec przewodu, o odpowiednio dobranej impedancji, dołącza się do źródła sygnału. Sposób ten -21-
umożliwia używanie przewodów o dowolnej długości bez wnoszenia strat sygnału. Jeśli rezystancja uziemienia między oscyloskopem a badanym układem jest zbyt wysoka, na obrazie sygnału wystąpią silne zakłócenia od przydźwięku. Na ogół rolę uziemienia pełni oplot przewodu. Używając pojedynczego przewodu, należy wpierw włączyć jego żyłę uziemiającą między gniazdo (28) uziemienia oscyloskopu a masę lub szynę uziemiającą badanego układu. OSTROŻNIE!!! Obudowa oscyloskopu jest uziemiona poprzez 3-żyłowy przewód sieciowy. Należy się upewnić, że urządzenie z którym jest łączony oscyloskop jest zasilane przez transformator. NIE należy łączyć tego oscyloskopu ani też innych urządzeń pomiarowych z urządzeniami o zasilaniu uniwersalnym ( AC/DC, gorąca obudowa lub beztransformatorowe ). Podobnie też NIE należy łączyć oscyloskopu bezpośrednio z siecią prądu przemiennego ani też z jakimkolwiek układem bezpośrednio połączonym z siecią. Nieprzestrzeganie tych zaleceń może spowodować uszkodzenie oscyloskopu i poważne obrażenia operatora. 2-2-3. POMIARY JEDNOKANAŁOWE Pomiar jednokanałowy z jedną podstawą czasu i wyzwalaniem wewnętrznym jest najprostszą funkcją realizowaną przez oscyloskop. Stosuje się go do pomiarów jednego sygnału, nie zakłócanego przez inne przebiegi na ekranie. Ponieważ oscyloskop ma dwa kanały, wybiera się jeden z nich CH1 lub CH2. Ponieważ kanał CH1 jest wyposażony w wyjście sygnału, w razie potrzeby zmierzenia częstotliwości zewnętrznym miernikiem przy jednoczesnej obserwacji sygnału warto wybierać CH1. Kanał drugi CH2 jest wyposażony w przełącznik polaryzacji. Zwiększa to wprawdzie możliwości oscyloskopu, ale do zwykłej pracy jednokanałowej nie jest szczególnie przydatne. Ustawienie oscyloskopu do pracy jednokanałowej przeprowadza się w sposób następujący: 1. Ustawić elementy regulacyjne jak podano poniżej. Wybrane -22-
źródło wyzwalania (CH1 lub CH2 w TRIGGER SOURCE) musi odpowiadać wybranemu kanałowi (CH1 lub CH2 w MODE). POWER (16) ON (wciśnięty) AC/GND/DC (25), (21) AC POSITION Na środku VARIABLE (27), (20) Do końca w prawo MODE (5) CH1 (CH2) CAL/VAR (13) CAL MODE (14) AUTO TRIGGER SOURCE (18) VERT TRIG LEVEL (9) Na środku 2. Za pomocą pokrętła POSITION (4 lub 7) ustawić linię podstawy czasu na środku ekranu. 3. Doprowadzić obserwowany sygnał do odpowiedniego gniazda CH1 X (24) lub CH2 Y (22) i właściwym pokrętłem VOLTS/DIV (26) lub (23) ustawić obraz tak, aby zajmował całą wysokość ekranu. UWAGA!!! Nie doprowadzać sygnału większego od 400 V (DC + ACpeak). 4. Przełącznikiem TIME/DIV (15) ustawić wymaganą liczbę okresów na ekranie. Dla niektórych pomiarów będą odpowiednie 2-3 okresy, dla innych pomiarów najlepsze może okazać się 50 do 100 okresów wyglądających jak ciągły pas. W razie potrzeby ustabilizować obraz pokrętłem TRIG LEVEL (9). 5. Kiedy pomimo ustawienia przełącznika VOLTS/DIV na 5mV mierzony sygnał nie wyzwala podstawy czasu lub jego amplituda jest za mała, ustawić X1/X5 na X5. Dotychczasowa nastawa przełącznika VOLTS/DIV 5mV staje się wtedy 1mV/dz., ale pasmo zwęża się do 10MHz i rośnie poziom zakłóceń przebiegu. 6. Kiedy podczas obserwowania sygnału wysokich częstotliwości, na osi podstawy czasu pojawia się zbyt wiele okresów nawet w razie ustawienia TIME/DIV w położenie 0,2µs, należy ustawić przełącznik X1/X10 (11) w pozycję X10. Szybkość biegu podstawy czasu wzrasta wtedy 10-krotnie, czyli 0,2µs znaczy teraz 20ns/dz. a 0,5µs znaczy 50 ns/dz. -23-
7. Przy pomiarze napięć stałych lub częstotliwości bardzo niskich, jeżeli włączenie typu dołączonego sygnału przemiennego (AC) albo sygnał eliminuje, albo go zniekształca, to należy przełącznik AC/GND/DC (25) lub (21) ustawić w pozycję DC. UWAGA!!! Przy obserwacji sygnału przemiennego o małej amplitudzie należy upewnić się, że nie jest on nałożony na wysokie napięcie stałe. Przy obserwowaniu przebiegów o częstotliwości poniżej 25Hz przełącznik MODE (14) powinien być ustawiony w pozycji NORM. Może też zajść potrzeba korekcji ustawienia poziomu wyzwalania za pomocą pokrętła TRIG LEVEL (9). 2-2-4. POMIARY DWUKANAŁOWE. Pomiar dwukanałowy jest główną funkcją tego oscyloskopu. Procedura pomiaru jest taka sama jak opisana w rozdziale 2-2-3 (Pomiar jednokanałowy). Jedyne odstępstwa od tego są następujące: 1. Przełącznik MODE (5) ustawić w pozycję DUAL. Pozycję ALT przełącznika używać do sygnałów o większych częstotliwościach (przełącznik TIME/DIV w pozycjach 0,5ms lub odpowiadających szybszym podstawom czasu), nastawy CHOP używać do małych częstotliwości (przełącznik TIME/DIV w pozycji 1ms lub pozycjach odpowiadających wolniejszym podstawom czasu). 2. Jeśli przebiegi w obu kanałach mają tą samą częstotliwość, to przełącznik TRIGGER SOURCE (18) ustawić na kanał wyświetlający przebiegi o krótszych czasach narastania. Jeśli częstotliwości są różne, ale są harmonicznymi, to wyzwalać kanałem o niższej częstotliwości. W razie odłączenia kanału służącego jako źródło sygnału cały obraz będzie wyświetlany przy swobodnym biegu podstawy czasu. -24-
(A) ZESPOLONY SYGNAŁ WIZJI 100 90 10 0% (B) WYZWALANIE CZĘSTOTLIWOŚCIĄ RAMKI -25-
100 90 10 0% (C) WYZWALANIE CZĘSTOTLIWOŚCIĄ LINII 100 90 10 0% (D) WYZWALANIE UJEMNYM IMPULSEM SYNCHRONIZUJĄCYM RYS. 2-3. OPCJE WYZWALANIA -26-
2-2-5. WYBÓR WYZWALANIA Wyzwalanie jest najbardziej złożoną funkcją, jaką oscyloskop wykonuje. Wchodzi tu w grę wiele możliwości oraz konieczność dokładnego ustawienia niektórych sygnałów. Wybór trybu wyzwalania: Przy ustawieniu trybu wyzwalania NORM, podstawa czasu pojawia się dopiero po jej wyzwoleniu przez obserwowany sygnał lub jego harmoniczną. Przy braku sygnału lub nieprawidłowym ustawieniu elementów regulacji wyzwalania linia podstawy czasu nie jest widoczna. Problemu tego nie ma w trybie AUTO nie wyzwalana podstawa czasu biegnie samoczynnie. Na ekranie pojawia się wtedy linia pozioma a przy nieprawidłowo ustawionych regulacjach wyzwalania wyświetla się niezsynchronizowany sygnał. Jedynym problemem w trybie AUTO jest niemożność wyzwolenia podstawy czasu częstotliwościami poniżej 25Hz, również złożone sygnały o dowolnych częstotliwościach nie mogą dać pewnego wyzwalania. Stosowana zwykle praktyka polega na ustawianiu przełącznika MODE (14) w pozycję AUTO, z przełączeniem na NORM, kiedy jakiś sygnał (zwłaszcza poniżej 25Hz) nie daje stabilnego wskazania. W położeniach TV-V, TV-H przełącznika MODE (14) w obwód sygnału wyzwalania wprowadza się separator synchronizacji TV, co umożliwia uzyskanie niezakłóconego sygnału wyzwalającego o częstotliwościach powtarzania równych pionowej lub poziomej częstotliwości odchylania TV z zespolonego sygnału wizji (rys. 2-3A). W celu wyzwolenia oscyloskopu częstotliwością ramki (rys. 2-3B) MODE (14) ustawia się na TV-V, częstotliwością linii (rys. 2-3C) na TV-H. Najlepsze wyniki uzyskuje się przy ujemnych impulsach synchronizujących (rys. 2-3D). Wybór punktu wyzwalania: Przełącznik SLOPE (8) określa zbocze wyzwalające, tzn. czy odchylanie powinno zastartować przy narastaniu, czy też przy opadaniu sygnału -27-
wyzwalającego (patrz rys. 2-4). Zawsze należy wybierać zbocze najszybciej narastające i najbardziej stabilne. Np. małe zmiany amplitudy przebiegu piłokształtnego rys. 2-4A mogą spowodować drgania obrazu przy wyzwalaniu zboczem narastającym (rampą), ale nie będą miały wpływu jeśli wybierzemy wyzwalanie zboczem opadającym (ostro spadającym). W przykładzie z rys. 2-4B, gdzie oba zbocza są bardzo strome i drgające, obserwowanie krzywych może być trudne. Wyzwalanie stabilnym zboczem opadającym powoduje wyświetlenie przebiegu, gdzie drga tylko zbocze narastające. W razie wątpliwości lub niezadowalającego przebiegu zaleca się próbować obu sposobów wyzwalania. (B) PRZEBIEG PIŁOKSZTAŁTNY (B) PRZEBIEG PROSTOKĄTNY RYS. 2-4 WYBÓR RODZAJU ZBOCZA WYZWALAJĄCEGO -28-
Regulacja poziomu wyzwalania: Za pomocą pokrętła TRIG LEVEL (9) określa się punkt na wybranym zboczu sygnału, w którym następuje wyzwolenie głównej podstawy czasu. Wpływ regulacji TRIG LEVEL na wyświetlany przebieg jest pokazany na rys. 2-5. Oznaczenia -, 0 i + na płycie czołowej obok tego pokrętła określają punkt wyzwalania względem zera przebiegu jako bardziej dodatni (+) lub bardziej ujemny (-). Przy bardzo stromych zboczach wyzwalających, np. podczas oglądania impulsów prostokątnych na układach cyfrowych, brak widocznej zmiany na ekranie dopóki regulator TRIG LEVEL nie zostanie obrócony poza najbardziej dodatni czy najbardziej ujemny punkt przebiegu. Poza tymi punktami oscyloskop przejdzie w tryb AUTO kiedy podstawa czasu biegnie swobodnie, lub też przebieg zaniknie (w trybie NORM). Przy oglądaniu przebiegów narastających powoli (sinus, trójkąt) trzeba próbować wyzwalania w środku, gdzie znajduje się na ogół najmniej zakłócony punkt. RYS. 2-5. REGULACJA POZIOMU WYZWALANIA 2-2-6. POMIAR RÓŻNYCH CZĘSTOTLIWOŚCI 1. Jeśli sygnały w obu kanałach CH1 i CH2 mają tę samą częstotliwość, jedna jest harmoniczną drugiej lub są przesunięte względem siebie o określony czas, to dla jednego z kanałów wybiera się wyzwalanie wewnętrzne CH1 lub CH2 za pomocą przełącznika TRIGGER -29-
SOURCE (18). Sygnał jest wtedy wyzwalany z kanału pierwszego lub drugiego (CH1 lub CH2). 2. Wyzwalając dwa sygnały o różnych częstotliwościach, przełącznik źródeł wyzwalania TRIGGER SOURCE (18) ustawia się na VERT. Na ekranie pojawiają się wtedy naprzemiennie dwa zsynchronizowane przebiegi z poszczególnych kanałów. 2-2-7. POMIARY SUMACYJNE I RÓŻNICOWE Pomiary sumacyjne i różnicowe stanowią formę pomiaru dwukanałowego, polegającą na kombinacji dwóch sygnałów w celu uzyskania jednego przebiegu. Przy pracy sumacyjnej przebieg wypadkowy jest sumą algebraiczną sygnałów z kanałów 1 i 2 (CH1 i CH2), przy pracy różnicowej jest on algebraiczną różnicą sygnałów z kanałów 1 i 2 (CH1 i CH2). Procedura pomiaru sumacyjnego oscyloskopem jest następująca: 1. Ustawić elementy regulacyjne oscyloskopu jak w p. 2-3-4, Pomiary dwukanałowe. 2. Przełączniki VOLTS/DIV (26) i (23) ustawić w takich samych położeniach, pokrętła VARIABLE (27) i (20) obrócić w prawo do końca. Przy dużych różnicach amplitud sygnałów w kanałach ustawić oba przełączniki VOLTS/DIV jednocześnie tak, aby na ekranie mieścił się większy sygnał. 3. Wybrać pozycję przełącznika TRIGGER SOURCE (18) w kanale z większym sygnałem. 4. Ustawić przełącznik MODE (5) w pozycję ADD. Na ekranie pojawia się przebieg, stanowiący sumę algebraiczną przebiegów z kanałów CH1 i CH2. Do przesuwania przebiegu wynikowego po ekranie można użyć jednego pokrętła lub obu pokręteł POSITION (4), (7). UWAGA!!! Jeśli sygnały wejściowe mają tę samą fazę, oba sygnały tworzą sumę algebraiczną (np. 4,2 dz. + 1,2 dz. = 5,4 dz). Jeśli fazy obu przebiegów są przeciwne, na ekranie wyświetla się ich różnica (np. 4,2 dz. 1,2 dz. = 3,0 dz.) -30-
5. Jeśli amplituda międzyszczytowa przebiegu wypadkowego jest bardzo mała, przełącznikami VOLTS/DIV przestawianymi jednocześnie ustawić odpowiednią wysokość przebiegu. Oba przełączniki powinny stać w takich samych położeniach. Istnieje jeszcze jeden sposób pomiaru algebraicznej sumy dwóch sygnałów przy pomocy tego oscyloskopu. Wykorzystuje się tu przełącznik NORM/INV ustawiony w pozycji INV. Dla obu przebiegów znajdujących się w tej same fazie włączenie INV spowoduje wyświetlenie różnicy obu sygnałów (np. 4,2 dz. 1,2 dz. = 3,0 dz.), a dla przebiegów w przeciwnych fazach wyświetlenie sumy obu przebiegów. 2-2-8. TRYB POMIAROWY X-Y Przy pomiarach w trybie X-Y, wewnętrzne podstawy czasu oscyloskopu nie są wykorzystywane a ich rolę przejmują sygnały zewnętrzne. Kanał 1 służy tu jako oś X, a kanał 2 jako oś Y, czyli osie pionowa i pozioma spełniają identyczne funkcje. Wszystkie przełączniki i pokrętła trybu MODE i wyzwalania oraz związane z nimi gniazda w tym trybie nie działają. W celu ustawienia oscyloskopu na pomiar w trybie X-Y postępuje się w sposób następujący. 1. Przełącznik TIME/DIV (15) ustawić w pozycji X-Y (przekręcić w prawo do oporu). UWAGA!!! Nie odchylana plamka może wypalić luminofor ekranu. Obniżyć jaskrawość świecenia. 2. Do gniazda CH2 Y (22) doprowadzić sygnał odchylania pionowego, a do gniazda CH1 X (24) doprowadzić sygnał odchylania poziomego. Po pojawieniu się przebiegu na ekranie ustawić właściwą jaskrawość. 3. Przełącznikiem VOLTS/DIV (23) dla CH2 ustawić wysokość przebiegu, a przełącznikiem VOLTS/DIV (26) dla CH1 ustawić szerokość przebiegu. W razie potrzeby ustawić przełącznik X1/X5 (3) w pozycji X5. Pokrętło VARIABLE (26) ustawić w pozycji skalowanej skręcone maksymalnie w -31-
prawo. 4. Aby przesunąć przebieg w kierunku pionowym (oś Y), użyć pokrętła POSITION (7) zaś, aby przesunąć go w poziomie (oś X) pokrętła POSITION (1). Regulacja POSITION (4) w trybie X-Y nie działa. 5. Włączając przełącznik NORM/INV (6) można odwrócić fazę przebiegu w osi pionowej. 2-2-9. TEST PODZESPOŁÓW (TYLKO DLA 50XXC) Gniazdo testu podzespołów dostarcza napięcie sinusoidalne (60Hz), które podaje się na testowany element. Spadek napięcia na elemencie steruje odchylaniem poziomym (V), a spadek napięcia (prąd płynący przez testowany element) steruje odchylaniem pionowym. Za pomocą takiej charakterystyki napięciowo-prądowej określa się sprawność danego elementu. W celu ustawienia oscyloskopu w tryb próby elementów należy: 1. Wcisnąć przycisk testu elementu. Na ekranie zostanie wyświetlony poziomy barograf o długości 8 działek. Położenie przebiegu jest regulowane poprzez CH2 POSITION (7) oraz POSITION (10). 2. Podłączyć wejście próby elementu (36) oraz uziemienie GND (37) do obydwóch zacisków elementu poprzez sondę DMM. Następnie na ekranie zostanie wyświetlona charakterystyka napięciowo-prądowa (patrz rys. 2-6). UWAGA!!! Używając funkcji próby elementu nie należy podłączać sygnału do wejść CH1 i CH2, ponieważ oscyloskop nie działa w trybie próby elementu. Nie należy naciskać przycisku X10, ponieważ spowoduje to pogrubienie barografu. Nie należy testować uruchomionych elementów (podłączonych do napięcia zasilania). -32-
a. Zwarcie b. Rezystor 600Ω c. Rezystor 1.3kΩ d. Kondensator 1µF e. Kondensator 4.7µF f. Kondensator 100µF -33-
g. Dioda Zenera + kondensator 1µF h. Opornik + dioda Zenera (kier. przewodzenia) i. Opornik + dioda Zenera (kier. zaporowy) j. Dioda Zenera poniżej 7V k. Dioda Zenera powyżej 7V l. Dioda silikonowa RYS. 2-6 CHARAKTERYSTYKI NAPIĘCIOWO-PRĄDOWE ELEMENTÓW -34-
2-3. ZASTOSOWANIA POMIAROWE W rozdziale tym omówiono procedury wykorzystania oscyloskopu do różnych typów pomiarów. Jest to tylko próbka spośród wielu możliwości pomiarowych tych oscyloskopów zastosowań, wybrana tak, aby zademonstrować działanie elementów regulacyjnych oraz funkcje nieopisane w pełni w rozdziale PODSTAWOWE PROCESY POMIAROWE, czy też objaśnić niektóre operacje na przykładach ze względu na ich ważność i uniwersalność. 2-3-1. POMIAR AMPLITUDY Oscyloskop wyposażony w synchronizowane odchylanie spełnia dwie funkcje podstawowe. Pierwsza z nich to pomiar amplitudy. W odróżnieniu od większości innych metod pomiaru amplitudy możliwy jest pomiar zarówno przebiegów prostych jak i złożonych, dający o nich pełną informację. Oscyloskop mierzy dwa rodzaje napięcia: międzyszczytowe i chwilowe międzyszczytowe (p-p), czyli amplitudy między dwoma skrajnymi wartościami bez uwzględniania biegunowości. Pomiar napięcia chwilowego to pomiar w dowolnym punkcie przebiegu, wykonywany względem masy. Podczas tych pomiarów potencjometry VARIABLE powinny być obrócone w prawo do zatrzaśnięcia. Pomiar napięcia międzyszczytowego (p-p) 1. Przełączniki określające pracę odchylania pionowego ustawić jak podano w p. 2.2 PODSTAWOWE PROCEDURY POMIAROWE. 2. Przełącznik TIME/DIV (15) ustawić tak, aby na ekranie były widoczne 2-3 okresy przebiegu. Przełącznikiem VOLTS/DIV ustawić przebieg tak, aby był możliwie duży, ale jednocześnie mieścił się na ekranie lampy. 3. Ustawić pokrętła POSITION (4) lub (7) tak, aby ujemne szczyty przebiegu znalazły się na najbliższej im linii skali ekranowej (patrz rys. 2-7). 4. Regulatorem POSITION (1) ustawić jeden z dodatnich szczytów przebiegu na środkowej linii pionowej skali ekranowej (linia ta jest skalowana dodatkowo co 0,2 działki). -35-
5. Policzyć liczbę działek między linią skali ekranowej, która dotyka ujemnych szczytów przebiegu a punktem przecięcia dodatniego szczytu sygnału ze środkowa linią pionową skali. Uzyskany wynik pomnożyć przez nastawę przełącznika VOLTS/DIV, uzyskując napięcie międzyszczytowe przebiegu, np. jeśli przełącznik VOLTS/DIV był ustawiony na 2 V, wynikiem pomiaru na rys. 2-7 jest 8 Vp-p. (4,0 dz. x 2,0 V = 8,0 V) 6. Jeśli włączone jest rozciąganie w pionie (X5), wartość uzyskaną w p. 5 podzielić przez 5. Jeśli była używana sonda 10:1, pomnożyć tę wartość przez 10. 7. Mierząc przebieg sinusoidalny o częstotliwości mniejszej od 100Hz lub przebieg prostokątny o częstotliwości mniejszej od 1kHz należy przełącznik AC/GND/DC ustawić w pozycję DC. UWAGA!!! Upewnić się, czy mierzony przebieg nie jest nałożony na napięcie stałe o wyższej amplitudzie. 100 90 10 0% RYS. 2-7. POMIAR NAPIĘCIA MIĘDZYSZCZYTOWEGO -36-
100 90 10 0% RYS. 2-8. POMIAR NAPIĘCIA CHWILOWEGO Pomiar napięcia chwilowego: W celu zmierzenia napięcia chwilowego postępuje się w sposób następujący: 1. Przełączniki określające pracę odchylania pionowego ustawić jak podano w rozdziale 2.3 PODSTAWOWE PROCEDURY POMIAROWE. 2. Przełącznik TIME/DIV (15) ustawić tak aby uzyskać jeden pełen okres przebiegu a pokrętło VOLTS/DIV ustawić tak, aby przebieg miał wysokość 4 do 6 działek. Patrz rys. 2-8. 3. Przełącznik AC/GND/DC (25) lub (21) ustawić na GND. 4. Pokrętłem POSITION (4) lub (7) ustawić linię podstawy na środkowej poziomej linii skali. Jeśli wiadomo, że sygnał jest wyłącznie ujemny, użyć najwyższej linii skali. 5. Ustawić przełącznik AC/GND/DC w pozycję DC. Wszystkie punkty przebiegu położone powyżej linii odniesienia (masy) są dodatnie, wszystkie punkty położone poniżej niej są ujemne. UWAGA!!! Przed użyciem przełącznika AC/GND/DC upewnić się, czy przebieg nie jest nałożony na wysokie napięcie stałe. -37-
6. Za pomocą pokrętła POSITION (1) ustawić mierzony punkt na środkowej pionowej linii skali, wyskalowanej co 0,2 działki. Napięcie wybranego punktu względem masy jest równe liczbie działek między tym punktem a linią odniesienia (masy), pomnożonej przez nastawę VOLTS/DIV. W przykładzie z rys. 2-8 przy przełączniku VOLTS/DIV ustawionym w pozycji 0,5V/dz. wynik pomiaru wyniesie 2,5V (5,0dz. x 0,5V = 2,5V). 7. Przy włączonym rozciąganiu w pionie (X5) napięcie zmierzone wg punktu 6 trzeba podzielić przez 5. Jeśli jest stosowana sonda X10 napięcie pomnożyć przez 10. 2-3-2. POMIAR ODCINKÓW CZASOWYCH Drugim podstawowym pomiarem wykonywanym oscyloskopem z wyzwalanym odchylaniem jest pomiar odcinka czasowego. Dzięki wyskalowanej podstawie czasu każda podziałka skali ekranowej przedstawia znany odcinek czasowy. Technika podstawowa W tej części opisano podstawową technikę pomiaru odcinka czasowego. Podane tu informacje będą przydatne przy innych zastosowaniach tej techniki. 1. Ustawić przełączniki jak podano w p. 2-2-3, Pomiary jednokanałowe. 2. Przełącznik TIME/DIV (15) ustawić tak, aby na ekranie uzyskać możliwie duży przebieg. Przełącznik (13) ustawić w pozycję skręconą maksymalnie w prawo. W razie nieprzestrzegania tej instrukcji wynik pomiaru będzie niedokładny. 3. Pokrętłem POSITION (4) lub (7) ustawić mierzony przebieg tak, aby środkowa linia pozioma skali przechodziła przez te punkty przebiegu, między którymi jest wykonywany pomiar. 4. Pokrętłem POSITION (10) ustawić lewy mierzony punkt przebiegu na najbliższej mu pionowej linii skali. 5. Policzyć działki skali między linią jak w punkcie 4 a drugim mierzonym punktem. Mierzyć z dokładnością do 1/10 działki głównej. Działki główne są podzielone na odcinki po 0,2 działki. -38-
6. Odcinek czasowy między dwoma punktami pomiaru otrzymuje się, mnożąc liczbę działek poziomych obliczoną w p. 5 przez nastawienie przełącznika TIME/DIV. Przy przełączniku X1/X10 (11) włączonym na X10 (rozciągnięcie 10 krotne), podzielić nastawienie przełącznika TIME/DIV przez 10. Pomiar okresu, szerokości impulsu i współczynnika wypełnienia Do pomiaru okresu, szerokości impulsu, współczynnika wypełnienia itp. Można wykorzystać technikę podstawową opisaną w poprzednim punkcie. Okresem impulsu lub dowolnego innego przebiegu jest czas, potrzebny na realizację jednego, pełnego cyklu zmian przebiegu. Odległość pomiędzy punktami (A) i (C) na rys. 2-9a stanowi jeden okres. Skala tymczasowa wskazania jak na rys. 2-9a wynosi 10 ms/dz., więc dla tego przykładu okres wynosi 70ms. Szerokość impulsu jest to odległość między punktami (A) i (B). W naszym przykładzie jest to 1,5 działki, a zatem szerokość impulsu wynosi 15ms. Ponieważ 1,5 działki to za mało dla dokładnego pomiaru, po przestawieniu przełącznika TIME/DIV na 2ms obraz powiększy się do postaci pokazanej na rys. 2-9b, co umożliwi dokładniejszy pomiar. Jeśli pomimo rozciągania przełącznikiem TIME/DIV impuls jest ciągle za wąski należy, włączając przełącznik X1/X10, wykonać pomiar przy rozciągnięciu X10. Współczynnik wypełnienia oblicza się na podstawie znanej szerokości impulsu i zmierzonego okresu. Odległość między punktami (b) i (c) zwana jest czasem przerwy i mierzy się ją tak samo, jak szerokość impulsu. Znając szerokość impulsu i okres można obliczyć współczynnik wypełnienia. Jest to procentowa zawartość czasu trwania impulsu w całym okresie, równym sumie czasu impulsu i przerwy między impulsami. WSP. Wypełnienia (%) = Szerokość impulsu Okres X 100 = A B A C X 100-39-
przykładowo: WSP. Wypełnienia = 15 ms 70 ms X 100 = 21,4% 2-3-3. POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI Do dokładnych pomiarów należy oczywiście używać częstościomierza, dołączanego do gniazda CH1 OUTPUT (30). Wygodę stanowi tu możliwość jednoczesnego używania oscyloskopu i częstościomierza. W razie braku częstościomierza do pomiaru częstotliwości można jednak użyć samego oscyloskopu. Oscyloskop może też zmierzyć bezpośrednio przebiegi modulowane, których nie daje się pomierzyć częstościomierzem, mierzy też przebiegi silnie zaszumione. Częstotliwość i okres przebiegu są wzajemnymi odwrotnościami. Wyrażając okres w sekundach uzyskuje się częstotliwość w hercach (Hz), w milisekundach (ms) częstotliwość jest w kilohercach (khz), w mikrosekundach częstotliwość jest w megahercach (MHz). Dokładność pomiaru częstotliwości jest ograniczona dokładnością skalowania podstawy czasu (patrz tablica z danymi technicznymi). A B C 100 90 10 0% (A) 1 działka = 10 ms -40-
A B 100 90 10 0% (A) 1 działka = 2 ms RYS. 2-9. POMIAR ODCINKÓW CZASU 2-3-4. POMIAR RÓŻNICY FAZ Różnicę faz dwóch sygnałów mierzy się metodą dwukanałową lub w trybie X-Y. Metoda dwukanałowa Metodę dwukanałową można stosować do dowolnych kształtów przebiegu. Pomiary w paśmie do 20MHz są możliwe nawet przy różnych przebiegach lub przy dużych różnicach faz. Pomiar przeprowadza się w sposób następujący. 1. Przełączniki oscyloskopu ustawić jak podano w rozdziale 2-3-3, POMIARY DWUKANAŁOWE. Jeden sygnał doprowadzić do gniazda wejścia kanału pierwszego CH1 X (24), a drugi do gniazda wejścia kanału drugiego CH2 Y (22). UWAGA!!! Przy wyższych częstotliwościach w obu kanałach stosować takie same i prawidłowo skompensowane sondy oraz kable tego samego typu o jednakowych długościach. Zapewni to jednakowe czasy opóźnienia. -41-
2. Przełącznik TRIGGER SOURCE (18) ustawić na kanał z najmniej zakłóconym i najbardziej stabilnym przebiegiem. Jeden z przebiegów należy teraz pokrętłem POSITION przesunąć w kierunku pionowym poza ekran tak, aby stał się czasowo niewidoczny. 3. Pokrętłem POSITION przesunąć widoczny, stabilny (wyzwalany) przebieg do środka, po czym przełącznikiem VOLTS/DIV i pokrętłem VARIABLE ustawić jego amplitudę na dokładnie 6 działek pionowych. 4. Ustawić pokrętło TRIG LEVEL (9) upewniając się, że przebieg przecina poziomą linię środkową w swym punkcie początkowym lub blisko niego (patrz rys. 2-10). 5. Pokrętła TIME/DIV (15), VARIABLE (12) i POSITION (1) ustawić tak, aby jeden cykl przebiegu zajmował 7,2 działki. Każda duża działka skali poziomej przedstawia teraz różnicę faz 50º a każda mała działka 10º. 6. Drugi przebieg uprzednio usunięty poza ekran sprowadzić na niego pokrętłem VERTICAL POSITION, ustawiając go dokładnie na środek, po czym przełącznikiem VOLTS/DIV i pokrętłem VARIABLE ustawić jego amplitudę na dokładnie 6 działek pionowych. 7. Różnicą faz jest odległość pozioma między punktami początkowymi obu przebiegów. Np. różnica faz dla przykładu z rys. 2-10 wynosi 6 małych działek, czyli 60º. 8. Jeśli różnica faz jest mniejsza od 50º (jedna duża działka), można zastosować tryb rozciągnięcia linii podstawy czasu X10. W razie potrzeby pokrętłem POSITION sprowadzić strefę pomiaru ponownie na ekran. Jedna duża działka odpowiada wtedy 5º, jedna mała działka - 1º. -42-