Условные обозначения на электрических схемах — Изобретатели России
Провод — эффективный проводник тока.
Провод без соединения обозначается «методом горба».
Провод с соединением — указывает на физическую связь проводов, которая позволяет проходить току.
Постоянный ток (DC) — электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению.
Переменный ток (AC) — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению.
Батарея — поставка электроэнергии от одной или нескольких батарей.
Ячейка — ограниченная поставка электроэнергии.
Заземление — 0 вт или заземление в зависимости от схемы.
Диод — ограничивает направление тока, чтобы он тёк только в одном направлении.
Светодиод (LED) — полупроводниковый диод, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока.
Фотодиод — полупроводниковый диод, обладающий свойством односторонней фотопроводимости при воздействии на него оптического излучения.
Стабилитрон (диод Зенера) — полупроводниковый прибор, предназначенный для стабилизации напряжения.
Резистор — пассивный элемент электрической цепи, предназначенный для сопротивления электрическому току.
Переменный резистор — переменный резистор в реостатном включении.
Переменный резистор с тремя выводами, используется с целью ограничения тока в электрической цепи.
Подстроечный резистор — подстроечный резистор в реостатном включении.
Термистор — полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводникового материала от температуры.
Свето-зависимый Резистор — резистор, сопротивление которого уменьшается или увеличивается в зависимости от интенсивности падающего на него света.
Нагреватель — конвертированная электроэнергия в высокую температуру.
Плавкий предохранитель — простейшее устройство для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания.
Лампа световая — электроэнергия конвертированная в свет.
Лампа, Индикатор — электроэнергия конвертированная в свет с целью предупреждения.
Мотор — электроэнергия конвертированная в механическую энергию.
Катушка индуктивности (Катушка, Соленоид) — катушка из свёрнутого изолированного проводника, который создает магнитное поле, когда ток проходит через него.
Осциллограф — прибор, который показывает форму напряжения в течение времени.
Гальванометр — прибор, который замеряет очень маленькие переменные и постоянные токи (меньше чем 1mA).
Вольтметр — прибор для измерения эдс или напряжений в электрических цепях.
Омметр — прибор непосредственного отсчета. Его главная функция – определение активных сопротивлений электрического тока.
Амперметр — прибор для измерения силы тока в амперах.
И — логическая цепь, которой требуется два входа, если оба высоки, тогда и выход высок, во всех остальных случаях производит низкое. (00=0 01=0 10=0 11=1)
Или — логическая цепь, которой требуется два входа, если любой или оба высоки, тогда и выход высок, во всех остальных случаях производит низкое. (00=0 01=1 10=1 11=1)
НЕ-И — логическая цепь, которой требуется два входа и приводит к противоположным результатам И. (00=1 01=1 10=1 11=0). Интересное примечание, на Вашем компьютере центральный процессор (CPU) построен полностью из ворот.
Не-ИЛИ — логическая цепь, которой требуется два входа и приводит к противоположным результатам ИЛИ. (00=1 01=0 10=0 11=0).
Не — логическая цепь, которой требуется один вход, если он высок, тогда выход низок. (0=1 1=0).
Xor — логическая цепь, которой требуется два входа, если любой, но не оба высоки, тогда и выход высокий, во всех остальных случаях производит низкое. (00=0 01=1 10=1 11=0)
NXOr — логическая цепь, которой требуется два входа и приводит к противоположным результатам XOR. (00=1 01=0 10=0 11=1)
Выключатель (SPST) — электрический коммутационный аппарат, служащий для замыкания и размыкания электрической цепи.
Переключатель Двух Путей (SPDT) — электрический коммутационный аппарат, который позволяет току течь по одному из двух путей.
Выключатель (нажать, чтобы соединить) — выключатель, который позволяет току течь только в замкнутом положении. Возвратится к разомкнутому положению.
Выключатель (нажать, чтобы разорвать) — выключатель, который позволяет току течь только в замкнутом положении. Возвратится к замкнутому положению.
Выключатель, Двойной вкл\выкл (DPST) — двухполюсный выключатель.
Выключатель, Реверсивный (DPDT) — выключатель, который позволяет току течь от двух проводов по двум различным путям.
Диск — выключатель, который позволяет току течь по многократным путям от одного источника.
Реле — устройство, предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величин.
Транзистор NPN — биполярный транзистор. Состоит из трёх различным образом легированных полупроводниковых слоёв (эмиттера E, базы B и коллектора C). В данном случае NPN-транзистор пропускает ток от коллектора к эмиттеру.
Транзистор PNP — биполярный транзистор. Состоит из трёх различным образом легированных полупроводниковых слоёв (эмиттера E, базы B и коллектора C). В данном случае PNP-транзистор пропускает ток от эмиттера к коллектору.
Фото Транзистор — используется, как усилитель тока или выключатель, который задействуется светом.
Конденсатор, Постоянный — устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.
Конденсатор, Полярный — электролитический конденсатор, у которого имеется полярность подключения.
Конденсатор, Подстроечный — конденсатор переменной ёмкости. По сути, он является переменным конденсатором, не рассчитанным на частое вращение.
Конденсатор, Переменный — его ёмкость может изменяться в заданных пределах.
Преобразователь Пьезо (Piezo) — устройство, которое преобразовывает электроэнергию в звук.
Трансформатор — две или более индуктивных обмотки, предназначенных для преобразования системы (напряжений) постоянного или переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.
Громкоговоритель — аппарат, который преобразовывает электроэнергию в звук.
Наушник(и) — аппарат, который преобразовывает электроэнергию в звук.
Микрофон — аппарат, который преобразовывает электроэнергию в звук.
Усилитель — усилитель электрических сигналов.
Звонок — аппарат, который преобразовывает электроэнергию в звук.
Гудок — аппарат, который преобразовывает электроэнергию в звук.
Антенна — передает или получает радио-сигналы.
Осциллограф. Устройство и принцип работы. Органы управления.
Назначение, устройство и описание осциллографа
Если спросить профессионального регулировщика электронной аппаратуры или радиоинженера: «Какой самый главный прибор на вашем рабочем месте?» Ответ будет однозначным: «Конечно, осциллограф!». И это действительно так.
Конечно, невозможно обойтись без мультиметра. Измерить напряжение в контрольных точках схемы, замерить сопротивление и ток, «прозвонить» диод или проверить транзистор все это важно и нужно.
Но когда речь заходит о регулировке и настройке любого электронного устройства от простого телевизора до многоканального передатчика орбитальной станции, то без осциллографа обойтись невозможно.
Осциллограф предназначен для визуального наблюдения и контроля периодических сигналов любой формы: синусоидальной, прямоугольной и треугольной. Благодаря широкому диапазону развёртки он позволяет так развернуть импульс, что можно контролировать даже наносекундные интервалы. Например, измерить время нарастания импульса, а в цифровой аппаратуре это очень важный параметр.
Осциллограф – это своего рода телевизор, который показывает электрические сигналы.
Как работает осциллограф?
Чтобы понять, как работает осциллограф, рассмотрим блок-схему усреднённого прибора. Практически все осциллографы устроены именно так.
На схеме не показаны только два блока питания: высоковольтный источник, который используется для вырабатывания высокого напряжения поступающего на ЭЛТ (
Исследуемый сигнал подаётся на вход «Y» канала вертикального отклонения и попадает на аттенюатор, который представляет собой многопозиционный переключатель, регулирующий чувствительность. Его шкала отградуирована в V/см или V/дел. Имеется в виду одно деление координатной сетки нанесённой на экран ЭЛТ. Там же нанесены сами величины: 0,1 В,10 В, 100 В. Если амплитуда исследуемого сигнала неизвестна, мы устанавливаем минимальную чувствительность, например 100 вольт на деление. Тогда даже сигнал амплитудой 300 вольт не выведет прибор из строя.
В комплект любого осциллографа входят делители 1 : 10 и 1 : 100 они представляют собой цилиндрические или прямоугольные насадки с разъёмами с двух сторон. Выполняют те же функции, что и аттенюатор. Кроме того при работе с короткими импульсами они компенсируют ёмкость коаксиального кабеля. Вот так выглядит внешний делитель от осциллографа С1-94. Как видим, коэффициент деления его составляет 1 : 10.
Благодаря внешнему делителю удаётся расширить возможности прибора, так как при его использовании становится возможным исследование электрических сигналов с амплитудой в сотни вольт.
С выхода входного делителя сигнал поступает на предварительный усилитель. Здесь он разветвляется и поступает на линию задержки и на переключатель синхронизации. Линия задержки предназначена для компенсации времени срабатывания генератора развёртки с поступлением исследуемого сигнала на усилитель вертикального отклонения. Оконечный усилитель формирует напряжение, подаваемое на пластины «Y» и обеспечивает отклонение луча по вертикали.
Генератор развёртки формирует пилообразное напряжение, которое подаётся на усилитель горизонтального отклонения и на пластины «X» ЭЛТ и обеспечивает горизонтальное отклонение луча. Он имеет переключатель, градуированный как время на деление («Время/дел»), и шкалу времени развёртки в секундах (s), миллисекундах (ms) и микросекундах (μs).
Устройство синхронизации обеспечивает начало запуска генератора развёртки одновременно с возникновением сигнала в начальной точке экрана. В результате на экране осциллографа мы видим изображение импульса развёрнутое во времени. Переключатель синхронизации имеет следующие положения:
-
Синхронизация от исследуемого сигнала.
-
Синхронизация от сети.
-
Синхронизация от внешнего источника.
Первый вариант наиболее удобный и он используется чаще всего.
Осциллограф С1-94.
Кроме сложных и дорогих моделей осциллографов, которые используются при разработке электронной аппаратуры, нашей промышленностью был налажен выпуск малогабаритного осциллографа C1-94 специально для радиолюбителей. Несмотря на невысокую стоимость, он хорошо зарекомендовал себя в работе и обладает всеми функциями дорогого и серьёзного прибора.
В отличие от своих более «навороченных» собратьев, осциллограф С1-94 обладает достаточно небольшими размерами, а также прост в использовании. Рассмотрим его органы управления. Вот лицевая панель осциллографа С1-94.
Справа от экрана сверху вниз.
-
Ручка: «Фокус».
-
Ручка «Яркость».
Этими регуляторами можно настроить фокусировку луча на экране, а также его яркость. В целях продления срока службы ЭЛТ желательно выставлять яркость на минимум, но так, чтобы показания были видны достаточно чётко.
-
Кнопка «Сеть». Кнопка включения прибора.
-
Кнопка установки времени развёртки. Грубое переключение коэффициентов развёртки. Можно установить миллисекунды (ms) и микросекунды (μs). Напомним, что 1 ms = 1000 μs. Подробнее о сокращённой записи численных величин.
-
Кнопка режима «Ждущ-Авт».
Это кнопка выбора ждущего и автоматического режима развёртки. При работе в ждущем режиме запуск и синхронизация развёртки производится исследуемым сигналом. При автоматическом режиме запуск развёртки происходит без сигнала. Для исследования сигнала чаще используется ждущий режим запуска развёртки.
-
Вот этой кнопкой производится выбор полярности запускающего импульса. Можно выбрать запуск от импульса положительной или отрицательной полярности.
-
Кнопка установки синхронизации «Внутр-Внешн».
Обычно используется внутренняя синхронизация, так как для использования внешнего синхросигнала нужен отдельный источник этого внешнего сигнала. Понятно, что в условиях домашней мастерской это в подавляющем случае не нужно. Вход внешнего синхросигнала на лицевой панели осциллографа выглядит вот так.
-
Кнопка выбора «Открытого» и «Закрытого» входа.
Тут всё понятно. Если предполагается исследование сигнала с постоянной составляющей, то выбираем «Переменный и постоянный». Этот режим называется «Открытым», так как на канал вертикального отклонения подаётся сигнал, содержащий в своём спектре постоянную составляющую или низкие частоты.
При этом, стоит учитывать, что при отображении сигнала на экране он уйдёт вверх, так как к амплитуде переменной составляющей добавиться и уровень постоянной составляющей. В большинстве случаев лучше выбирать «закрытый» вход (~). При этом постоянная составляющая электрического сигнала будет отсечена и не отображается на экране.
-
По центру лицевой панели переключатель «развёртка» — Время/дел. Именно этот переключатель управляет работой генератора развёртки.
-
Чуть ниже располагается переключатель входного делителя (аттенюатора) — V/дел. Как уже говорилось, при исследовании сигнала с неизвестной амплитудой, необходимо выставить максимально возможное значение V/дел. Так для осциллографа С1-94 нужно установить переключатель в положение 5 (5V/дел.). В таком случае одна клетка на координатной сетке экрана будет равна 5-ти вольтам. Если ко входу «Y» осциллографа подключить делитель с коэффициентом деления 1 к 10 (1 : 10), то одна клетка будет равна 50-ти вольтам (5V/дел. * 10 = 50V/дел.).
Клемма «корпус» служит для заземления корпуса прибора. Это делается в целях безопасности. В условиях домашней мастерской порой нет возможности заземлить корпус прибора. Поэтому приходится работать без заземления. При этом важно помнить, что во включенном состоянии на корпусе осциллографа может быть потенциал напряжения. При касании корпуса может «дёрнуть». Особенно опасно дотрагиваться одной рукой до корпуса осциллографа, а другой рукой до батарей отопления или других работающих электроприборов. В таком случае опасный потенциал с корпуса пройдёт через ваше тело («рука» — «рука») и вы получите электрический удар! Поэтому при работе осциллографа без заземления желательно не дотрагиваться до металлических частей корпуса. Это правило справедливо и для прочих электроприборов с металлическим корпусом.
Также на панели осциллографа имеются:
-
Ручка «Перемещение луча по горизонтали».
Она служит для корректировки положения луча в горизонтальном направлении. Если покрутить данную ручку, то изображение развёртки будет смешатся либо вправо, либо влево.
-
Также есть и ручка «Перемещение луча по вертикали».
С помощью её можно отрегулировать положение развёртки на экране по вертикали.
Ручки «Перемещение луча по горизонтали» и «Перемещение луча по вертикали» служат исключительно для настройки комфортного отображения осциллограммы сигнала на экране. Они никак не влияют на настройку работы самого осциллографа.
-
А вот ручка «Уровень синхронизации» необходима для того, чтобы «остановить» осциллограмму сигнала на экране.
Поворотом этой ручки добиваются того, чтобы изображение сигнала «застыло», а не «убегало». Иногда, чтобы поймать изображение с помощью ручки «Уровень» приходится изменить время развёртки переключателем Время/дел.
-
Входной разъём «Y» , к которому подключается измерительный щуп или внешний делитель выглядит так.
Внизу указываются параметры входа, а именно входное сопротивление (1 MΩ) и входная ёмкость (40pF). Чем выше входное сопротивление измерительного прибора, тем лучше. Таким образом при измерении прибор не шунтирует элементы тестируемой схемы и не вносит искажений в измеряемый сигнал. Входная ёмкость прежде всего влияет на возможность исследования высокочастотных сигналов.
В настоящее время, с развитием цифровой техники, стали широко внедряться цифровые осциллографы. По сути это гибрид аналоговой и цифровой техники. Отношение к ним неоднозначное, как к мясорубке с процессором или к кофемолке с дисплеем.
Аналоговая аппаратура всегда была надежной и удобной в работе. Кроме того она легко ремонтировалась. Цифровой осциллограф стоит на порядок дороже и очень сложен в ремонте. Плюсов конечно много. Если аналоговый сигнал с помощью АЦП (аналогово-цифрового преобразователя) перевести в цифровую форму, то с ним можно делать всё что угодно. Его можно записать в память и в любой момент вывести на экран для сравнения с другим сигналом, складывать в фазе и противофазе с другими сигналами. Конечно, аналоговая техника это хорошо, но за цифровой электроникой будущее.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Осциллографы.Виды и особенности.Устройство и работа.Применение
Для любого профессионального настройщика электронных устройств или для инженера по радиоэлектронным устройствам основным рабочим устройством является осциллограф. Без него нельзя обойтись при настройке телевизора, передатчика. Осциллографы служат для контроля и наблюдения за периодическими сигналами различных форм, в том числе синусоидальной. Благодаря широкому интервалу развертки он дает возможность развернуть импульс даже для контроля наносекундных промежутков времени. Осциллограф подобен работе телевизора, который изображает электрические сигналы.
Устройство и принцип действия
Для лучшего понимания действия прибора, блок-схема типового осциллографа, так как все их основные виды имеют аналогичное устройство.
На этой схеме не изображены блоки питания: низковольтный блок, подающий питание для работы узлов, и источник повышенного напряжения, применяющийся для генерирования высокого напряжения, приходящего на электронно-лучевую трубку. Также на схеме нет калибратора для настройки и подготовки прибора к работе.
Тестируемый сигнал поступает на канал вертикального отклонения «Y», далее на аттенюатор, выполненный в виде многопозиционного переключателя, настраивающего чувствительность осциллографа. Его шкала размечена в вольтах на сантиметр или в вольтах на одно деление. Это обозначает одно деление сетки координат на экране лучевой трубки. Там же изображены сами величины. Если амплитуда сигнала неизвестна, то устанавливается наименьшая чувствительность. В этом случае даже большой сигнал на 300 В не повредит прибору.
Обычно осциллографы в комплекте имеют
делители, в виде специальных насадок с разъемами. Они работают так же, как аттенюатор. Эти насадки компенсируют емкость кабеля при работе с малыми импульсами. На фото показан делитель. Коэффициент деления равен 1:10.С помощью делителя возможности прибора расширяются, можно исследовать сигналы в несколько сотен вольт. После делителя сигнал проходит на предварительный усилитель, раздваивается и приходит на переключатель синхронизации и линию задержки, которая служит для компенсации времени сработки генератора развертки. Оконечный усилитель создает напряжение, поступающее на «Y» -пластины, и отклоняет луч в вертикальной плоскости.
Генератор развертки создает пилообразное напряжение, поступающее на пластины «Х» и горизонтальный усилитель, при этом луч отклоняется в горизонтальной плоскости.
Устройство синхронизации создает условия для работы генератора развертки в одно время с появлением сигнала. В итоге на дисплей осциллографа выводится изображение импульса.
Переключатель синхронизации работает в положениях синхронизации от:
- Исследуемого сигнала.
- Сети.
- Внешнего источника.
Первое положение применяется чаще, так как оно более удобно.
КлассификацияОсциллографы являются распространенным видом измерительных приборов. Существует несколько видов осциллографов, имеющих разные характеристики, устройство и работу.
Аналоговые осциллографыТакие осциллографы являются классическими моделями этого типа измерительных приборов. Любые аналоговые осциллографы имеют делитель, вертикальный усилитель, синхронизацию и отклонение, блок питания и лучевую трубку.
Такие трубки имеют больший диапазон частоты. Отклонение луча на экране прямо зависит от напряжения пластин. Горизонтальная развертка работает по линейной зависимости от напряжения горизонтальных пластин.
Нижний предел частоты равен 10 герцам. Верхняя граница определяется емкостью пластин и усилителем. Сегодня аналоговые устройства вытесняются цифровыми приборами со своими достоинствами. Но аналоговые приборы пока не исчезают ввиду их малой стоимости.
Цифровые запоминающиеЕсли цифровые приборы сравнивать с аналоговыми, у них больше возможностей. Стоимость их постепенно снижается. Цифровой осциллограф включает в себя делитель, усилитель, преобразователь аналогового сигнала, памяти, блока управления и выведения на ЖК панель.
Принцип действия такого вида осциллографов придает им большие возможности. Входящий аналоговый сигнал модифицируется в цифровую форму, и сохраняется. Скорость сохранения определяется управляющим устройством. Ее верхняя граница задается скоростью преобразователя, а нижняя граница не имеет ограничений.
Преобразование сигнала в цифровой код дает возможность увеличить устойчивость отображения, сохранять данные в память, сделать растяжку и масштаб проще. Применение дисплея вместо электронной трубки позволяет отображать любые данные и осуществлять управление прибором. Дорогостоящие приборы оснащаются цветным экраном, что позволяет различать сигналы других каналов, курсоры, выделять цветом разные места.
Параметры цифровых осциллографов намного выше аналоговых моделей, в больших пределах находится растяжка сигнала. Кроме простых схем включения синхронизации, может использоваться синхронизация при некоторых событиях или параметрах сигнала. Синхронизацию можно увидеть непосредственно перед включением развертки.
Применяемые процессоры обработки сигнала дают возможность обработки спектра сигнала с помощью анализа преобразованием Фурье. Информация в цифровом виде позволяет записать в память экран с итогами измерения, а также распечатать на принтере. Многие приборы оснащены накопителями для записи изображения в архив и последующей обработки.
Цифровые люминофорныеТакой тип осциллографов работает на новой структуре построения, основанной на цифровом люминофоре. Он имитирует по подобию с аналоговыми приборами изменение изображения на экране. Люминофорные цифровые типы осциллографов дают возможность наблюдать на дисплее все подробности модулированных сигналов, как и аналоговые типы. При этом обеспечивается их анализ и хранение в памяти.
Люминофорные приборы, как и предыдущая рассмотренная модель, имеет свою память для хранения различной информации, в том числе хранится разница задержки времени между разными пробниками. Возможность люминофорных осциллографов выводить данные с изменяемой интенсивностью значительным образом упрощает поиск повреждений в импульсных блоках. Это выражено при вычислении глубины модуляции сигнала при регулировке напряжения на выходе, приводящее к нестабильному функционированию блоков.
В люминофорных цифровых осциллографах объединены достоинства цифровых и аналоговых устройств, а во многом превосходят их. Люминофорные приборы обладают всеми преимуществами запоминающих осциллографов, обеспечивая возможности аналоговых приборов: быструю реакцию на смену сигнала и его отображение с разной яркостью.
Цифровые стробоскопическиеВ этом виде осциллографов применяется эффект последовательного стробирования сигнала. При повторении сигнала выбирается мгновенное значение в определенной точке. При поступлении нового сигнала точка выбора смещается по сигналу. Так продолжается до полного стробирования сигнала. Модифицированный таким образом сигнал в виде огибающей линии мгновенных величин сигнала входа, повторяет форму сигнала.
Продолжительность модифицированного сигнала на много больше продолжительности тестируемого сигнала, а значит, имеется сжатие спектра. Это соответствует увеличению полосы пропускания. Стробоскопические виды осциллографов имеют большие полосы пропускания, и дают возможность производить исследования периодических сигналов с наименьшей продолжительностью. Стоимость стробоскопических осциллографов очень высока, поэтому их применяют чаще всего для сложных задач.
Виртуальные осциллографыНовый вид приборов может быть отдельным устройством с параллельным портом для вывода или ввода информации, а также с портом USB, а также встроенным вспомогательным прибором на базе карт ISA. Программная оболочка виртуальных осциллографов позволяет полностью управлять устройством, и имеет несколько возможностей сервиса: импорт и экспорт информации, цифровая фильтрация, разнообразные измерения, обработка информации математическим способом и т.д.
Осциллографы с применением персонального компьютера могут применяться для широких возможностей измерения. Например, для обслуживания и разработки радиотехнической и электронной аппаратуры, в телекоммуникационной связи, при изготовлении компьютеризированного оборудования, при выполнении диагностических мероприятий средств автотранспорта на станциях технического обслуживания и для многих других случаев, где требуется оценка и тестирование неустойчивых переходных процессов.
Виртуальные модели осциллографов являются хорошим альтернативным вариантом для стандартных запоминающих цифровых осциллографов, так как они обладают достоинствами в виде малой стоимости, простоте применения, компактных размеров и высокого быстродействия. К недостаткам виртуальных осциллографов относится невозможность измерения и отображения постоянной величины сигналов.
Портативные осциллографыЦифровые технологии быстро развиваются, в результате чего цифровые стационарные приборы модифицируют в портативные устройства с хорошими параметрами габаритных размеров и массы, а также низким расходом электрической энергии.
При этом портативные осциллографы с питанием от гальванических элементов не уступают по характеристикам стационарным приборам по количеству функций, имеют большие возможности использования в разных областях научных исследований, промышленном производстве.
Похожие темы:
Осциллограф С1-64 принципиальная схема, фото и характеристики
Принципиальная схема осциллографа С1-64 и его характеристики, фотография прибора, внешний вид.
Осциллограф С1-64А отличается своей универсальностью и удобством использования. Возможно применение осциллографа при настройке, наладке и разработке целых радиоэлектронных схем. С помощью этого прибора, исследователь может наблюдать график зависимости электрического сигнала во времени и оценить его форму.
Измерительный прибор — осциллограф С1-64А отвечает самым современным требованиям к основным характеристикам приборов данного класса. Используя С1-64А , можно производить поверку, ремонт и наладку самой разной контрольно-измерительной радиоэлектронной аппаратуры.
Основные характеристики
Технические характеристики C1-64A:
- Число каналов 2;
- Полоса пропускания 0 – 50 МГц;
- Диапазон измеряемых напряжений 28 мВ – 140 В;
- Диапазон измеряемых интервалов времени 0,4 мкс – 0,2 с;
- Время нарастания ПХ 8-9 нс;
- Погрешность измерения амплитуды сигнала не более 5 %;
- Погрешность измерения интервалов времени не более 5 %;
- Выброс на ПХ не более 3 %;
- Ширина линии луча 0,8 мм.
ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА Y:
- Чувствительность каналов 1 и 2 5 мВ/дел – 10 В/дел;
- Входное сопротивление канала 1 МОм;
- Входная емкость канала 25 пФ.
ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА X:
- Длительность развертки минимальная 0,1 мкс/дел;
- Длительность развертки максимальная 1 сек/дел;
- Амплитуда сигналов внешней синхронизации 0,2 – 20 В;
- Диапазон частот внешней синхронизации 3 Гц – 50 МГц;
- Входное сопротивление внешней синхронизации 1 МОм.
ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА Z:
- Диапазон частот канала 1 Гц – 50 МГц;
- Диапазон входных напряжений 5 – 25 В;
- Входное сопротивление канала 1 МОм.
ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА КАЛИБРОВКИ:
- Частота сигнала калибровки меандр 2 МГц;
- Напряжение сигнала калибровки 10 В;
- Питание 220 В, 50 Гц; 115 В, 400 Гц;
- Потребляемая мощность 150 ВА;
- Габариты 354х220х500 мм;
- Масса 19 кг.
Принципиальная схема
Рис. 1. Принципиальная схема осциллографа С1-64, лист 1.
Рис. 2. Принципиальная схема осциллографа С1-64, лист 2.
Рис. 3. Принципиальная схема осциллографа С1-64, лист 3.
Рис. 4. Принципиальная электронная схема осциллографа С1-64, лист 4.
Рис. 5. Принципиальная схема осциллографа С1-64, лист 5.
Рис. Осциллограф С1-64 — Схема высоковольтного блока.
Делитель. Схема электрическая принципиальная 2.727.060 Э3.
Планы размещения элементов
Рис. 1. Плата 6.673.329 СБ (У1).
Рис. 1а. Плата 6.673.329 СБ (У1).
Рис. 2. Плата 6.673.326 СБ (У2).
Рис. 3. Плата 6.673.327 СБ (У3).
Рис. 5. Плата 6.673.325 СБ (У5).
Рис. 6. Плаьа 6.673.330 СБ (У6).
Рис. 7. Плата 6.673.323 СБ (У7).
Рис. 8. Плата 6.673.322 СБ (У8).
Рис. 9. Плата 6.673.478 СБ (У9-1).
Рис. 10. Выпрямитель 3.215.003 СБ (У9-2).
Рис. 11. Выпрямитель 5.087.063 СБ (У9-3).
Рис. 12. Выпрямитель 5.087.064 СБ (У9-4).
20 самых важных характеристик осциллографов!
Попробуем разобраться в том, какую роль играет полоса пропускания, чувствительность и память осциллографа при измерениях, в каких случаях лучше использовать аналоговые и цифровые, двухканальные и двухлучевые осциллографы, а когда вместо современного стационарного цифрового или портативного осциллографа достаточно иметь под рукой старый советский прибор? Ответы на эти и другие вопросы, а также все типовые заблуждения, связанные с этими приборами, вы найдете в нашей подборке — 20 самых важных характеристик осциллографов!
Когда мы говорим «осциллограф», то представляем себе прибор, на лицевой панели которого расположен экран, отображающий графики входных электрических сигналов (амплитудные и временных характеристики). Однако поскольку видов этих сигналов «великое множество», очевидно, что не может быть одного универсального прибора, способного адекватно показать все. Поэтому, выбирая осциллограф, нужно ориентироваться во всех разновидностях этого «многоликого» по областям применения прибора, чтобы выбрать именно тот, который подходит для решения стоящих перед вами задач. И здесь немудрено запутаться или упустить какие-то моменты, что может привести к покупке «ненужного чуда» электронной техники. А чтобы не попасть впросак, стоит прислушаться к отзывам опытных практиков, помогающим системно подойти к своим запросам и сделать действительно безошибочный выбор. Далее разбираются основные параметры и технические характеристики осциллографов.
1. Чем хорош двухлучевой осциллограф?
Двухлучевой осциллограф позволяет двумя лучами одновременно наблюдать на общей временной развертке два независимых процесса. Двухканальный осциллограф содержит электронный коммутатор, коммутирующий либо намного чаще, чем частота процесса, либо намного реже, чем частота процесса два процесса на один луч. При этом получается, как бы два луча, но график отображается «кусками, хотя, если частота коммутации выбрана верно, то визуально это не заметно. Все это верно до тех пор, пока исследуются строго периодические процессы. Если же процессы импульсные или не строго периодические (форма сигнала отличается в разных периодах или период меняется), качественно наблюдать два таких процесса на двухканальном однолучевом осциллографе невозможно, потому что в каждый момент времени мы видим только кусочек одного процесса. В принципе двухлучевой осциллограф, конечно, намного лучше однолучевого двухканального. У двухлучевого есть и недостаток: вертикальная развертка каждого луча линейна в своей половине экрана, верхнего – в верхней, нижнего – в нижней. При попытке использовать весь экран одним лучом нас ждет разочарование – отклонение луча у двухлучевой ЭЛТ в «чужой» половине экрана существенно нелинейно.
2. Ограничения двухканального (многоканального) осциллографа
Двухканальный (многоканальный) осциллограф отличается от двухлучевого (многолучевого) тем, что у него одновременное наблюдение разных сигналов обеспечивается быстрым переключением с одного канала на другой, т. к. применяется однолучевая трубка. Из-за чего на высоких скоростях развертки он «рвет» сигналы на экране. Двухлучевой (многолучевой) – имеет трубку с несколькими лучами, поэтому он сигналы не «рвет», но стоит обычно дороже.
3. Любой осциллограф – это не измерительный, а наблюдательный прибор
Хотя в цифровых осциллографах используются также измерительные функции (можно, например, проводить измерения амплитуды сигнала и т. д.). У аналоговых осциллографов погрешность по экрану 5-10%. Цифровые, к которым относятся также USB-осциллографы, вроде более точные, но есть такое понятие, как «Вертикальное разрешение». Например, у типового USB-осциллографа – указано 9 бит вертикального разрешения (реально часто – 8 бит). Это значит, что входной сигнал, надо поделить на 2 в 8-й степени, то есть на 256, что при входном сигнале 10 В даст ступеньку в 0,4 В.
4. Цифровой или аналоговый осциллограф?
Выбор «цифровой или аналоговый осциллограф» зависит от характера исследуемых процессов. Цифровой имеет память, широчайшие возможности рассматривать уже зарегистрированные кратковременные сигналы (есть возможность делать их скриншоты), цветной дисплей (что очень способствует восприятию информации), множество способов синхронизации, некоторые возможности обработки сигнала. У аналогового – наименьшие искажения наблюдаемого сигнала, что обычно приводится как основной довод в их пользу. Других, более серьезных доводов обычно не приводят.
5. Цифровой осциллограф не покажет ВЧ импульсы
Еще одна особенность цифровых осциллографов: для наблюдения непрерывного сигнала, и для того, чтобы сильно не увеличивать частоту дискретизации (квантования) по времени (а это необходимо из-за того, что точных быстродействующих АЦП пока еще мало, а то и вовсе нет для решения каких-то задач), часто используются для обработки численные методы (аппроксимация, интерполяция, экстраполяция). Современные микроконтроллеры довольно просто с этой задачей справляются. Но в результате мы видим не настоящий сигнал, а эрзац-сигнал, полученный в результате обработки точечных отсчетов численными методами. То есть мы можем не увидеть на сигнале «иглы» высокочастотных импульсных помех, которые будут прекрасно видны на аналоговом осциллографе.
6. Цифровой осциллограф умеет запоминать сигналы
У цифрового осциллографа дополнительное удобство – он может запоминать сигнал и выводить его на экран в увеличенном масштабе (функция экранной лупы). А также достаточно просто реализуются функции автонастройки на сигнал и измерение параметров сигнала (но это уже в дорогих моделях). Еще одно важное достоинство – просмотр или предварительное (возможно и полное) декодирование промышленных протоколов.
7. Ограничения АЦП цифровых осциллографов
Цифровой осциллограф работает на принципе преобразования аналогового (т. е. непрерывного) сигнала в цифровой (т. е. дискретный) со всеми вытекающими отсюда последствиями:
- Для того чтобы передать сигнал как можно точнее, частота дискретизации должна быть намного выше частоты измеряемого сигнала. Т. е. чем больше дискретных отсчетов в единицу времени, тем более непрерывным будет отображение сигнала и более точным его воспроизведение на экране.
- Дискретизация по уровню измеряемого сигнала (как правило, это напряжение). Чтобы его как можно точнее измерить, надо иметь хорошую дискретизацию по уровню. Допустим, мы имеем АЦП 8-бит. Теоретически он дает 256 уровней сигнала. Т. е. сигнал с амплитудой 10 В он может перевести в цифровой код с точностью 0,04 В, а если у АЦП 10 разрядов (1024 уровня), то мы сможем наблюдать этот же сигнал с точностью 0,01 В (правда, на самом деле точность будет ниже, из-за погрешности самого АЦП).
- Многолучевым цифровой осциллограф в принципе быть не может.
- Интерфейс для связи с компьютером имеют не только цифровые, но и многие аналоговые осциллографы.
8. Объем памяти цифрового осциллографа
Объем памяти выборок (в английской технической документации используются термины Record Length – длина записи или Memory Depth – глубина памяти) – третья ключевая характеристика цифровых осциллографов, наряду с полосой пропускания и частотой оцифровки. Суть в том, что это память, работающая на частоте оцифровки. Ее нехватка приводит к тому, что на медленных развертках осциллограф вынужден снижать частоту оцифровки во избежание переполнения памяти. Хотя есть «кривые» попытки обойти эту проблему, например, использованием пик-детектора. Если памяти выборок много (от 1 Мегасемплов), то это производителем специально подчеркивается, а если мало, то всячески замалчивается. Или приводится большой объем памяти, но оказывается, что это просто ОЗУ встроенного процессора, а не быстрая память выборок. Допустим, частота выборок – 500 мегавыборок в секунду (полоса пропускания – 50 МГц, 10 выборок на период). Смотрим сигнал 50 Гц (период 20 мс). За это время осциллограф сделает 10 000 000 выборок. С 8-битным АЦП ему надо запомнить 1 байт на выборку. Итого, чтобы зарисовать этот период, ему нужно либо 10 Мб памяти, либо снижать частоту выборок.
9. «Короткая и длинная» память в цифровом осциллографе
Короткая и длинная память — это «закон сохранения энергии в осциллографе». Если вы используете максимальную частоту дискретизации то у вас «короткая память» будет (извините за выражение), если же частота дискретизации будет в два раза меньше — то у вас память будет «ого-го». Если нужно посмотреть пачку импульсов — используете большую память, если периодический, но высокочастотный сигнал (тем более меандр), то тогда более важна частота дискретизации.
10. Время нарастания входного сигнала
Показатель «Время нарастания входного сигнала» – чем меньше, тем лучше. Это значит, что меньше будет «отгрызаться» начало первого сигнала на экране при внутренней синхронизации, и тем лучше частотные свойства осциллографа.
11. Полоса пропускания цифрового осциллографа
Считается, что для наблюдения цифровых сигналов полоса пропускания осциллографа должна быть в несколько раз выше частоты сигнала (хотя бы втрое), иначе прямоугольный сигнал превращается в «квазисинусоиду» (то есть «заваливаются» фронты). И частота дискретизации должна быть выше хотя бы раз в десять (некоторые даже считают, что это соотношение должно быть не менее 1:20).
12. Как связаны шумы и погрешность Разрешение экрана
Чем выше разрешение экрана, тем больше детализация. Выбирайте разрешение не менее 640 точек по горизонтали и не менее 480 точек по вертикали, многие современные относительно недорогие осциллографы уже имеют такие экраны. Экран должен быть цветным и с малой инерционностью. Черно-белые экраны с большой инерционностью — прошлый век.
13. Как связаны шумы и погрешность Когда нужен осциллограф с логическим анализатором?
Современная прикладная электроника – это в большинстве случаев «смесь цифры с аналогом». Расшифровка протоколов здесь не главное (хотя и не без нее). Но вот, допустим, имеем сигнал ШИМ, который в свою очередь может перейти во что угодно – ток, напряжение, температуру, магнитное поле, обороты и т. д. и т. п. Регулирование этих величин, допустим, выполняется с помощью микроконтроллера посредством какого-либо ПИД-регулятора. Как отрабатывать все тонкости этих процессов? Вот тут и придет на помощь встроенный в осциллограф логический анализатор. Конечно, все то же самое можно делать и отдельным анализатором, и синхронизировать его с аналоговыми сигналами. Но все это вы будете видеть на разных мониторах и засечь, что и после чего изменяется «от цифры в аналоге» уже будет очень неудобно и непродуктивно.
Таким образом, если вы собираетесь рассматривать цифровой и аналоговый сигналы одновременно, например, цифровой сигнал зависит (синхронизирован) от аналогового или наоборот, то лучшим решением будет осциллограф с логическим анализатором на борту или хотя бы с возможностью докупить логический анализатор позже (но нужно, чтобы у покупаемого осциллографа была такая опция). Отдельный логический анализатор удобен для работы с чистой цифрой.
14. Как связаны шумы и погрешность Как связаны шумы и погрешность осциллографа с разрешением экрана?
Шумы осциллографа не имеют никакого отношения к разрешению экрана. Точно так же и погрешность осциллографа не имеет никакого отношения к разрешению экрана.
15. Эквивалентный режим
Эквивалентный режим используется только для периодических сигналов. Он позволяет повысить частоту дискретизации в десятки раз. Суть в том, что друг за другом делается не одна запись сигнала, а много, но каждый раз с небольшим смещением. Поскольку сигнал все время одинаковый (периодический), потом полученные записи накладывают друг на друга, и получают запись с как-бы очень высокой частотой оцифровки, например 50 ГГц, хотя реальная частота оцифровки была обычная, например 500 МГц. Для однократных сигналов не годится.
16. Режим сегментированной памяти
Некоторые цифровые осциллографы имеют режим сегментированной памяти. То есть их можно оставить работать хоть на неделю, но они будут записывать не весь сигнал, а только его часть, форма которой задается через меню, например, только короткие пики. Таким образом, ни один пик не будет пропущен и будет записан с нужной (высокой) частотой дискретизации. А потом все записанные сегменты (кусочки сигнала) можно разом просмотреть.
17. Минусы портативных осциллографов
У портативных приборов цены выше, а параметры хуже, это известно. В частности, «настольные» осциллографы давно «доросли» до 1-2 мегасемплов (мегабайт) памяти выборок, а у портативных эта память по-прежнему 1-40 килосемплов (килобайт).
18. Что такое мотортестер?
Для диагностики системы зажигания автомобильного двигателя используется мотортестер, представляющий собой многоканальный осциллограф (осциллограф-мультиметр с четырьмя и более каналами), с инсталлированным в нем специальным ПО. К осциллографу подключается комплект датчиков. Мотортестер отображает осциллограмму высокого напряжения системы зажигания и в реальном времени параметры импульсов зажигания, такие как пробивное напряжение, время и напряжение горения искры.
19. Что такое автомобильный диагностический сканер?
Для «общей» автодиагностики применяют диагностический адаптер или CAN-Bus автомобильный диагностический сканер, представляющий собой осциллограф смешанных сигналов – осциллограф со встроенным логическим анализатором, который, используя специальное ПО, выполняет дешифровку протоколов CAN/KWP2000/др. и трактует полученные данные. Система управления современного двигателя, отвечающего строгим нормам токсичности, в качестве главного своего элемента содержит электронный блок управления (ЭБУ). Так вот сканер предназначен именно для работы с ЭБУ, для его «сканирования». А так как сканер работает с блоком, то он позволяет:
- Наблюдать сигналы с датчиков системы, следить за их изменением во времени.
- Проверять работу исполнительных механизмов путем приведения их в действие и визуального или другого контроля.
- Считывать сохраненные системой коды неисправностей.
- Посмотреть идентификационные данные ЭБУ, системы и т. п.
20. Почему лучше не использовать осциллографы, выпущенные в СССР?
В России до сих пор продаются осциллографы, выпущенные в СССР 25-30 лет назад. Они могут привлечь внимание разве что новичков и не очень требовательных радиолюбителей. Однако опытные практики пишут на страницах интернет-форумов буквально следующее: «Ни в коем случае не советую связываться с советскими приборами, тем более осциллографами, управляемыми микропроцессором. Советские приборы утыканы сбоку и сверху подстроечниками для калибровки. Методика описана в инструкции, обычно довольно бестолковой. Перечень «пороков» советских приборов продолжают габариты, вес и высохшие электролиты».
Примечание.
При подготовке этой статьи использовались отзывы, советы и рекомендации по выбору и работе с электронными осциллографами, собранные с крупнейших отечественных и зарубежных интернет-форумов.
Примеры оборудования:
Основы работы в Tina-TI
На сайте уже были статьи посвящены популярному симулятору электронных схем Proteus. Но у программы Протеус есть один существенный минус. С его помощью невозможно производить моделирование аналоговых схем. Лучшей программой для моделирования именно аналоговых цепей является LTSpice. Но она довольно сложна в освоении. Компания Texas Instrument выпустила для этих целей свою программу, абсолютно бесплатную, под названием Tina-TI. Программа полностью русифицирована, имеет понятный интерфейс. Я и сам ее только начал осваивать и покажу пока основы работы с Tina-TI. Кстати скачать ее можно в конце статьи. Вот рабочее окно программы.
Как видно ничего сложного и лишнего здесь нет. Все понятно, все на русском языке. Вот панель инструментов крупнее.
Теперь покажу как работать с этой программой. Возьмем пока для себя простую задачу — смоделируем простейший RC фильтр низкой частоты, low-pass filter. Это фильтр который пропускает низкие частоты, но срезает верхние.
В сети есть множество программ и даже онлайн-сервисы для расчета таких фильтров. Жмем на вкладку «Основные» далее нажимаем на обозначение резистора и тянем его на рабочее поле, и щелчком устанавливаем компонент в нужном месте.Теперь также добавляем конденсатор. Для поворота конденсатора щелкаем по нему правой кнопкой мыши и выбираем поворот.
Дальше соединяем компоненты — просто наводим на вывод компонента курсор щелкаем и ведем к соединяемому выводу.
Теперь добавляем заземление. Так же как и с элементами. Получается вот такая схема.
Далее редактируем номиналы. Это делается двойным щелчком по нужному элементу. Ставим сопротивление 1 кОм, а емкость — 0,1 мкф (100n). При этом частота среза фильтра будет — 1591.5494 Гц. ~1,6 КГц.
Теперь добавляем измерительные приборы. Сразу добавим генератор. Подключаем его в нашу схему.
Теперь добавим осциллограф. Идем во вкладку «Измерительные приборы» и выбираем «внешний вывод для измерения напряжения».
Подключаем его на выход нашего фильтра и в итоге получаем такую схему.
В Tina-TI есть функция проверки нарисованной схемы. Проверку нужно делать иначе, если будут какие-нибудь моменты которые не понравятся программе, симуляция не запустится.
Запускать здесь ничего не нужно. Чтобы настраивать параметры генератора и осциллографа, идем во вкладку T&M и поочередно добавляем генератор и осциллограф.
Ну с приборами вроде все понятно. На генераторе обратите внимание есть переключатель Start/Stop. Его нужно включить. А на осциллографе должен быть выбран нужный вывод напряжение (особенно если их несколько).
Теперь самое главное — просмотр амплитудно-частотной характеристики нашего фильтра. Для этого идем во вкладку «Анализ» -> «Анализ переменного тока» -> «Переходные характеристики переменного тока…».
Дальше перед нами откроется такое окно:
Выставляем диапазон частот и ставим галочку «Амплитуда». После программа предоставит нам диаграмму АЧХ нашего фильтра.
Как видим, на расчетной частоте 1,59 КГц ослабление составляет -3 дб.
СКАЧАТЬ TINA-TI (RUS)
11. Пьзоэлектрические приборы, линии задержки, измерительная техника — Условные графические обозначения на электрических схемах — Компоненты — Инструкции
В современной радиотехнике и электронике широко используются приборы, действие которых основано на так называемом пьезоэлектрическом эффекте. Различают прямой пьезоэлектрический эффект (возникновение электрических зарядов на поверхности тела, подвергнутого механической деформации) и обратный (деформация тела под действием электрического поля). Оба эффекта всегда сопутствуют друг другу.
Простейший пьезоэлемент представляет собой пластинку из пьезоэлектрического материала с двумя обкладками. Стилизованный профильный рисунок такого элемента и лег в основу его УГО BQ1[9], показанного на рис. 11.1. Прямоугольник символизирует здесь пьезопластинку, а две короткие черточки с присоединенными к ним выводам — обкладки.
Если к обкладкам пьезоэлемента подвести переменное напряжение, то вследствие обратного пьезоэлектрического эффекта его пластинка начнет кол[цензура]ся с частотой напряжения. При равенстве частот этого напряжения и собственных механических колебаний наступает резонанс, и амплитуда колебаний резко возрастает, что, в свою очередь, ведет к увеличению амплитуды напряжения на обкладках (прямой пьезоэлектрический эффект). Иными словами, в этом случае пьезоэлемент (его называют резонатором) ведет себя, как настроенный на определенную частоту колебательный контур, причем контур с достаточно высокой добротностью. Это свойство и обусловливает применение пьезоэлектрических резонаторов в тех случаях, когда необходима высокая стабильность частоты. В качестве резонаторов используют пластины (стержни, кольца), вырезанные определенным образом из кристаллов кварца, турмалина или изготовленные из некоторых других материалов.
Буквенный код пьезоэлементов и резонаторов — латинские буквы BQ.
Для защиты от влияния окружающей среды резонаторы нередко помещают в герметичный корпус. На схемах его изображают в виде кружка, охватывающего основное УГО (см. рис. 11.1, BQ2).
На основе пьезоэлектрических резонаторов изготовляют всевозможные полосовые фильтры (буквенный код — Z или ZQ, если фильтр на основе кварцевых резонаторов). В простейшем случае — это пластинка в виде диска из пьезокерамики, на одну из сторон которой нанесены не одна, а две обкладки. Такой пьезоэлемент ведет себя как система из двух резонаторов с сильной механической связью и ярко выраженными селективными свойствами. Конструктивная особенность подобного пьезоэлемента наглядно отражена и в его УГО (см. рис. 11.1, Z1), которое отличается от рассмотренного выше (BQ1) числом символов обкладок с одной стороны.
Полосовой фильтр можно получить, соединив определенным образом несколько отдельных резонаторов (см. рис. 11.1, Z2). Но обычно полосовой фильтр изображают упрощенно — квадратом или прямоугольником с необходимым числом выводов и знаком полосового фильтра в виде трех отрезков синусоиды, два из которых перечеркнуты косыми штрихами (см. рис. 11.1, нижний Z2).
Пьезоэлектрические преобразователи находят широкое применение в звукотехнике: в звукоснимателях электропроигрывающих устройств, микрофонах, головках громкоговорителей. Принцип действия этих приборов показывают символом пьезоэлектрического эффекта, отличающимся от основного УГО только меньшими размерами и отсутствием выводов от обкладок (см. рис. 10.5—BS3, рис. 11.1, BM1, BF1, BA1).
Пьезоэлектрические преобразователи используют также в ультразвуковых линиях задержки — устройствах, задерживающих проходящий через них электрический сигнал на определенное время. Они содержат два преобразователя, разделенных твердой или жидкой средой, в которой ультразвуковые колебания распространяются с относительно небольшой и стабильной скоростью. Один из преобразователей служит для возбуждения в среде продольных механических колебаний, другой — для преобразования дошедших до него колебаний снова в электрический сигнал. Поскольку специальный буквенный код для линий задержки стандартом не установлен, их можно обозначать буквой Е.
Условное графическое обозначение пьезоэлектрической линии задержки построено на основе двух символов пьезоэлементов, объединенных знаком временной задержки — отрезком прямой линии с засечками на концах и помещенным над ней математическим обозначением временного интервала Δt (рис. 11.2, E1). Допускается вместо букв указывать конкретное значение задержки (например, 64 μs). Линии задержки и полосовые фильтры изготовляют также на основе магнитострикционных материалов (никель, пермаллой, ферриты и т. п.), изменяющих размеры и форму при намагничивании, и, наоборот, намагниченность при механических деформациях. Магнитострикционные преобразователи, устанавливаемые на входе и выходе фильтров (их называют электромеханическими) и ультразвуковых линий задержки, состоят из обмотки и магнитопровода, изготовленного из одного из указанных материалов, поэтому их УГО напоминает символ катушки с магнитопроводом, только последний изображают в виде двунаправленной стрелки. Из двух таких символов, объединенных знаком временной задержки, и состоит УГО ультразвуковой магнитострикцион-ной линии задержки (см. рис. 11.2, Е2).
Для задержки сигналов применяют и искусственные линии, составленные из большого числа соединенных определенным образом катушек и конденсаторов. В целях упрощения такие устройства обозначают на схемах либо символами двух крайних ячеек, заменяя остальные штриховой линией (см. рис. 11.2, £3), либо еще более простым УГО (£4), в котором три полуокружности символизируют все катушки линии, а параллельная им прямая с линией-ответвлением — все конденсаторы. В последнем случае знак временной задержки допускается не указывать. Это удобно при изображении линии задержки с отводами (£5) и с плавным регулированием (£6).
Линией задержки может служить отрезок коаксиального кабеля (её в этом случае называют линией с распределенными параметрами — индуктивностью и ёмкостью и она почти всегда присутствует в конструкции осциллографа). Такую линию задержки изображают в виде отрезка прямой со знаками коаксиальной линии на концах и временной задержки над ними (£7).
Для контроля электрических и неэлектрических величин в технике используют различные измерительные приборы. Их общий код — латинская буква Р, общее УГО — окружность с двумя разнонаправленными выводами (рис. 11.3) [10]. Назначение измерительного прибора показывают, вписывая в символ международное обозначение единицы измеряемой величины и вводя в позиционное обозначение вторую букву (см. разд. 1). Аналогично, чтобы показать прибор для измерения физической величины в кратных или дольных единицах, в кружок вписывают их международное обозначение (mA — миллиамперметр, μA — микроамперметр, кV— киловольтметр, mV— милливольтметр, MΩ — мегометр и т. д.). Для обозначения приборов, измеряющих силу тока, в код вводят букву А (см. рис. 11.3, РА1—PA5), напряжение — V, сопротивление —R, мощность — W, частоту — F, число импульсов — С, время — Т. При необходимости рядом с выводами указывают полярность включения прибора, а рядом с позиционным обозначением указывают его тип.
Общепринятые обозначения физических величин используют при построении условных графических обозначений таких приборов, как фазомер — φ, волномер — λ, термометр — tº, тахометр — п. Специального кода для этих приборов не установлено, поэтому в их позиционном обозначении указывают только одну букву Р (см. рис. 11.3, Р1-Р4).
Знаком в виде профильного рисунка двояковыпуклой линзы обозначают на схемах уровнемер (см. рис. 11.3, Р5), знаком «±» — индикатор полярности (Р6), зигзагообразной линией — осциллоскоп (Р7), знаком в виде прямого уголка — вторичные электрические часы РТ1 (первичные часы выделяют вторым кружком, концентричным с основным).
Особенности измерительного прибора показывают значками, помещаемыми в нижней части кружка.
Одной стрелкой, не касающейся кружка, обозначают гальванометр (Р8). Прибор с цифровым отсчетом выделяют знаком в виде трех нулей, охваченных снизу прямой скобкой, а чтобы этот знак уместился в кружке, диаметр последнего увеличивают до нужного размера (см. рис. 11.3, PV3).
Электромеханический счетчик импульсов изображают на схемах символом, похожим на УГО поляризованного реле (см. разд. 6), в дополнительное поле которого помещен маленький кружок (РС1 на рис. 11.3).
В основу УГО измерительных регистрирующих приборов (буквенный код — PS) положен квадрат 12×12 мм. Регистрируемую величину и в этом случае указывают одним из рассмотренных выше способов. В нижней части квадрата обычно помещают знак, характеризующий вид записи измеряемой величины: извилистой линией — непрерывную запись (см. рис. 11.3, PS1), такой же линией с пробелами — запись с точечной регистрацией (РS2), кружком со скобкой — печать с цифровой регистрацией (PS3), осциллограф — зигзагообразной линией, аналогичной осциллоскопу (PS4).
Квадрат, но чуть меньших размеров (10×10 мм), используют и для обозначения преобразователей неэлектрических величин в электрические. Принадлежность к этому виду устройств отражают точка и стрелка на нижней части квадрата, показывающая направление преобразования (рис. 11.4), и код в позиционном обозначении, начинающийся с буквы В. При этом в общем случае внутри символа указывают только измеряемую величину или единицу ее измерения (ВР1 — датчик давления; вместо буквы Р можно указать Ра). Если же необходимо указать конкретную величину, в которую преобразуется контролируемая, квадрат делят диагональю на две части, и в ту из них, которая граничит с линией-выводом, вписывают обозначение выходного параметра. С учетом сказанного на рис. 11.4 ВК1 — преобразователь температуры в ток, a BRX— датчик, преобразующий частоту вращения в пропорциональное ей напряжение.
Осциллограф
: основы | Руководство по чтению и эксплуатации
Типы волн
Большинство волн можно разделить на следующие типы:
- Синусоидальные волны.
- Квадратные и прямоугольные волны.
- Пилообразные и треугольные волны.
- Формы ступеней и импульсов.
- Периодические и непериодические сигналы.
- Синхронные и асинхронные сигналы.
- Сложные волны.
Далее мы рассмотрим каждый из этих типов волн.
Синусоидальные волны
Синусоидальная волна является основной формой волны по нескольким причинам. Он обладает гармоничными математическими свойствами »€ это та же форма синуса, которую вы, возможно, изучали в классе тригонометрии.
Напряжение в розетке меняется как синусоида. Испытательные сигналы, генерируемые схемой генератора сигналов, часто имеют синусоидальный характер. волны.
Большинство источников питания переменного тока генерируют синусоидальные волны (переменный ток означает переменный ток, хотя и переменное напряжение тоже; постоянный ток означает постоянный ток, что означает постоянный ток и напряжение, которое производит батарея.Затухающая синусоида — это особый случай, который вы можете увидеть в цепи, которая колеблется, но со временем спадает.
Квадратные и прямоугольные волны
Прямоугольная волна — еще одна распространенная форма волны. По сути, прямоугольная волна — это напряжение, которое включается и выключается (или повышается и понижается) через определенные промежутки времени. Это стандартная волна для тестирования усилителей. Хорошие усилители увеличивают амплитуду прямоугольной волны с минимальными искажениями.
Телевидение, радио и компьютерные схемы часто используют прямоугольные волны для синхронизации сигналов.Прямоугольная волна похожа на прямоугольную, за исключением того, что высокие и низкие временные интервалы не имеют равной длины. Это особенно важно при анализе цифровых схем.
Пилообразные и треугольные волны
Пилообразные и треугольные волны возникают из-за схем, предназначенных для линейного управления напряжением, таких как горизонтальная развертка аналогового осциллографа или растровая развертка телевизора.
Переходы между уровнями напряжения этих волн изменяются с постоянной скоростью.Эти переходы называются рампами.
Формы ступеней и импульсов
Такие сигналы, как шаги и импульсы, которые возникают редко или непериодически, называются однократными или переходными сигналами.
Шаг указывает на внезапное изменение напряжения, подобное изменению напряжения, которое вы видите, если вы включаете выключатель питания.
Импульс указывает на внезапные изменения напряжения, аналогичные изменениям напряжения, которые вы видите, если включить, а затем снова выключить питание. Импульс может представлять один бит информации, проходящий через компьютерную схему, или это может быть сбой или дефект в цепи.
Набор распространяющихся вместе импульсов создает последовательность импульсов. Цифровые компоненты в компьютере взаимодействуют друг с другом с помощью импульсов. Эти импульсы могут быть в форме последовательного потока данных, или несколько сигнальных линий могут использоваться для представления значения на параллельной шине данных. Импульсы также распространены в рентгеновском, радиолокационном и коммуникационном оборудовании.
Периодические и непериодические сигналы
Повторяющиеся сигналы называются периодическими сигналами, а сигналы, которые постоянно меняются, называются непериодическими сигналами.Неподвижное изображение аналогично периодическому сигналу, в то время как фильм аналогичен непериодическому сигналу.
Синхронные и асинхронные сигналы
Если между двумя сигналами существует временная зависимость, эти сигналы называются синхронными. Сигналы часов, данных и адреса внутри компьютера являются примерами синхронных сигналов.
Асинхронные сигналы — это сигналы, между которыми не существует временной зависимости. Поскольку не существует временной корреляции между касанием клавиши на клавиатуре компьютера и часами внутри компьютера, эти сигналы считаются асинхронными.
Сложные волны
Некоторые формы сигналов сочетают в себе характеристики синусов, квадратов, ступеней и импульсов для создания сигналов сложной формы. Информация о сигнале может быть встроена в виде изменений амплитуды, фазы и / или частоты.
Например, хотя сигнал на рисунке 6 является обычным композитным видеосигналом, он состоит из множества циклов высокочастотных сигналов, встроенных в низкочастотную огибающую.
В этом примере важно понимать относительные уровни и временные отношения шагов.Для просмотра этого сигнала вам понадобится осциллограф, который фиксирует низкочастотную огибающую и смешивает высокочастотные волны с градацией интенсивности, чтобы вы могли видеть их общую комбинацию в виде изображения, которое можно интерпретировать визуально.
Цифровые люминофорные осциллографы (DPO) лучше всего подходят для просмотра сложных волн, таких как видеосигналы, показанные на рисунке 6. Их дисплеи предоставляют необходимую информацию о частоте появления или градацию интенсивности, которая необходима для понимания формы волны действительно делает.
Некоторые осциллографы могут отображать определенные типы сложных сигналов особым образом. Например, телекоммуникационные данные могут отображаться в виде глазковой диаграммы или диаграммы созвездия:
Рисунок 6 : Составной видеосигнал NTSC является примером сложной волны.
Телекоммуникационные цифровые сигналы данных могут отображаться на осциллографе в виде сигнала особого типа, называемого глазковой диаграммой. Название происходит от сходства формы волны с серией глаз (рис. 7).
Глазковые диаграммы формируются, когда цифровые данные из приемника дискретизируются и подаются на вертикальный вход, а скорость передачи данных используется для запуска горизонтальной развертки. Глазковая диаграмма отображает один бит или единичный интервал данных со всеми возможными краевыми переходами и состояниями, наложенными на одном всеобъемлющем представлении.
Созвездие — это представление сигнала, модулированного схемой цифровой модуляции, такой как квадратурная амплитудная модуляция или фазовая манипуляция.
Анализаторы сигналов для осциллографов Tektronix серии TDS 7000 — Устарело
Пакет для анализа джиттера и глазковых диаграмм
Пакет анализа джиттера и глазковых диаграмм обеспечивает широкий набор временных измерений, включая измерения дрожания периода сигнала, дрожания ширины импульса, времени нарастания / спада, ошибок временного интервала и времени перекоса / установки / удержания.
Он поддерживает различные представления результатов измерений, такие как глазковая диаграмма, гистограмма, трек / тренд джиттера, спектр джиттера и уникальный режим нарезки глазковой диаграммы с возможностью выбора интересующей области сигнала непосредственно на глазковой диаграмме для дальнейших измерений (см. Рис. 1). ).
Решение для измерения джиттера от Guzik Technical обеспечивает выдающуюся точность измерения <1ps RMS на осциллографе TDS7404.
- Полный набор измерений, включая период, ширину импульса, время нарастания / спада, ошибку временного интервала, время перекоса / установки / удержания
- <1 пс среднеквадратичная точность измерения с осциллографом Tektronix TDS7404
- Глазковая диаграмма, гистограмма, трек / тренд и спектр результатов
- Уникальная возможность аппаратного масштабирования глазковой диаграммы для увеличения разрешения
- Цифровая схема фазированной автоподстройки частоты (ФАПЧ) с программируемой полосой пропускания и восстановлением цифровых часов для точного измерения ошибок интервала времени
Рис.1. Гистограмма джиттера выбранной части глазковой диаграммы
(измеренный среднеквадратичный джиттер 2,2 пс)
Пакет анализа диска
Guzik Technical Enterprises, лидер в области оборудования для тестирования дисководов и магнитных головок, применила свой обширный опыт для разработки комплексного решения для тестирования дисководов на основе осциллографов.
Пакет Disk Drive Analysis обеспечивает широкий спектр стандартных отраслевых измерений, включая параметрические, NLTS, SNR и импульсный профиль.Он объединяет цифровой канал PRML с режимами PR4, EPR4, E2PR4 и переменным целевым PRML. Он включает в себя обширный набор полностью программируемых цифровых фильтров / эквалайзеров, цифровых часов и восстановления усиления с программируемой полосой пропускания и настраиваемым декодером Витерби. Приложение
Disk Drive Analysis обеспечивает автоматическую оптимизацию канала Digital PRML, автоматическую настройку многих параметров программного обеспечения, запусков дисковода и осциллографа, стробирование измерений и многое другое.
- Анализ канала PRML 8 Гбит / с с помощью осциллографа Tektronix TDS7404
- Цифровой PRML с режимами PR4, EPR4, E 2 PR4 и переменной цели с автоматической оптимизацией цели
- Стандартные отраслевые измерения дисковых накопителей, включая параметрические (TAA, PW, асимметрия), NLTS, SNR и импульсный профиль
- Широкий выбор программируемых цифровых фильтров
- Триггеры и стробирование, специфичные для дисковода
Интеграция с тестерами Guzik
Пакет Disk Drive Analysis обеспечивает интеграцию с программным обеспечением Guzik WITE32 и может использоваться с Guzik RWA-2585 и RWA-2000.Например, измерение профиля дорожки с кривой коэффициента ошибок может быть выполнено пакетом Disk Drive путем анализа данных, считанных со стенда Guzik (см. Рис. 2).
Рис. 2. Профиль отслеживания с частотой ошибок (кривая ванны)
(скорость передачи данных 1 Гбит / с, частота ошибок выше 10 -6 )
Особенности пакета анализа дискового накопителя
- Плата аппаратного ускорителя Guzik, интегрированная с осциллографом Tektronix, обеспечивает анализ сигналов и обработку данных в реальном времени.
- 8 Гбит / с полный анализ канала PRML с Tektronix TDS7404
- Цифровой PRML с режимами PR4, EPR4, E2PR4 и пользовательскими переменными целевыми значениями с автоматической оптимизацией канала PRML
- Цифровые измерения PRML, включая частоту ошибок по битам, SAM, распределение выборочных значений
- Стандартные отраслевые измерения дисковых накопителей, включая параметрические (TAA, PW, асимметрия), NLTS, SNR
- Уникальный профиль импульса Параметрические измерения с высокой помехоустойчивостью
- Широкий спектр программируемых цифровых фильтров, включая БИХ-фильтры нижних и верхних частот и 32-отводный КИХ-эквалайзер
- Триггеры и стробирование для конкретного привода упрощают и ускоряют вашу работу
- Удобный и интуитивно понятный пользовательский интерфейс на базе Windows, оптимизированный для приложений с сенсорным экраном
- Интеграция с Guzik RWA и спин-стендами
Приложения:
- Характеристика каналов PRML в системах хранения данных и телекоммуникациях
- Характеристика и тестирование магнитных головок и дисководов
- измерений IDEMA, включая TAA, PW50, SNR, разрешение и асимметрию
Максимальная производительность
Пакет Disk Drive Analysis от Guzik Technical Enterprises обеспечивает быстрые измерения дисков с помощью цифровых осциллографов.Пакет включает плату Guzik Hardware Accelerator и программную среду Guzik, установленную на осциллографе Tektronix.
Аналоговая полоса пропускания 4 ГГц в сочетании с частотой дискретизации 20 Гвыб / сек осциллографа Tektronix TDS7404 позволяет выполнять анализ каналов PRML со скоростью до 8 Гбит / с .
Уникальный дизайн и стратегическое расположение платы Guzik Hardware Accelerator дает возможность выполнять наиболее критичные по времени измерения аппаратно и в режиме реального времени со скоростью сбора данных осциллографом.
Высокооптимизированный графический движок Guzik способен отображать большие объемы графических данных без замедления работы системы.
Универсальность
Пакет Disk Drive Analysis обеспечивает широкий спектр измерений, ориентированных на диск, включая параметрические, NLTS, SNR и импульсный профиль. Он объединяет очень гибкий цифровой канал PRML с режимами PR4, EPR4, E2PR4 и PRML с переменной целью. Сердце канала PRML — это цифровые часы и восстановление усиления с программируемой полосой пропускания и настраиваемым декодером Витерби.Канал PRML также включает в себя широкий спектр программируемых цифровых фильтров, таких как БИХ-фильтры нижних и верхних частот и 32-отводный эквалайзер КИХ. Приложение
Disk Drive Analysis обеспечивает полуавтоматическую оптимизацию канала Digital PRML, автоматическую настройку параметров продукта, запуск осциллографа для конкретных дисков и стробирование измерений.
Рис.1. Пример графика значений, EPR4
Рис. 2. Оптимизация канала PRML,
(захват и изменение профиля импульса)
Фиг.3. Пример графика распределения значений, EPR4
Измерения PRML
Пакет Disk Drive Analysis поддерживает широкий спектр измерений PRML и инструментов оценки производительности канала PRML:
- Полуавтоматическая процедура оптимизации канала PRML, которая включает в себя захват изолированной формы импульса, изменение формы импульса и настройку эквалайзера (см. Рис. 2). График
- Sample Values для отображения выборок PRML на выходе восстановления тактовой частоты с течением времени (см.Рис.1).
- График распределения значений выборки с вычислением MSE для отображения синхронизированных гистограмм выборок PRML (см. Рисунок 3).
- График ошибок компаратора с вычислением BER для отображения восстановленных пользовательских данных вместе со справочными данными в формате NRZ.
- SAM График данных для отображения метрических полей Витерби с течением времени.
- SAM Гистограмма для отображения гистограммы полей Витерби.
- SAM График с расчетом SAM BER для отображения распределения полей.
- TAA и профиль отслеживания частоты ошибок (кривая для ванны). Для этого теста требуется Guzik RWA и спиннинг.
Простота использования
Пакет Disk Drive Analysis предоставляет интуитивно понятный графический интерфейс на базе Windows, оптимизированный для работы с сенсорным экраном осциллографа. Для дополнительного удобства он поддерживает второй внешний монитор и ручки осциллографа на передней панели.
Поддерживаемые цифровые осциллографы
Осциллограф, модель | Платформа | |
Guzik DSP Hardware |
Выборка осциллографа |
|
Tektronix TDS7104 |
10 ГГц / сек |
|
Tektronix TDS7154 |
20GS / сек |
|
Tektronix TDS7254 |
20GS / сек |
|
Tektronix TDS7404 |
20GS / сек |
Технические характеристики
PRML Макс. Скорость передачи | TDS7104: 2 Гбит / сек TDS7154: 3 Гбит / сек TDS7254: 5 Гбит / сек TDS7404: 8 Гбит / сек |
||||||||
Длина захвата | До 32 M отсчетов * | ||||||||
Режимы PRML | Переменная цель, PR4, EPR4, E 2 PR4 | ||||||||
PRML Измерения | График значений образца, график распределения значений образца , MSE, график ошибок компаратора , коэффициент битовых ошибок (BER), график данных SAM , график гистограммы SAM, SAM BER |
||||||||
Оптимизация канала PRML | Автомат и полуавтомат на основе монитора качества сигнала | ||||||||
Параметрические измерения | TAA, TAA +, TAA-, TAA асимметрия, разрешение TAA, PW, PW +, PW-, PW Asymmetry, RMS |
||||||||
Измерения SNR | Автокорреляционное SNR, TAA / RMS (Guzik) SNR, RMS / RMS SNR |
||||||||
Измерения NLTS | Дипульс-экстракция NLTS, Автокорреляция NLTS |
||||||||
Профиль импульса | Шумоподавление до 15 дБ SNR Требуются повторяющиеся шаблоны |
||||||||
Профиль гусеницы | Комбинированный профиль TAA и профиль частоты ошибок (требуется Guzik RWA и Spinstand) |
||||||||
Триггер сбора данных | Manual, Sector, Read Gate, Пользовательские режимы |
||||||||
Измерительный строб | Руководство, С помощью курсоров осциллографа, С помощью внешнего считывающего устройства |
||||||||
Точность параметрических измерений (для повторяющихся шаблонов) |
|
* Ограничено только доступной длиной записи осциллографа и текущей конфигурацией канала, до 32 млн отсчетов на Tektronix TDS7404.
Функции пакета анализа джиттера и глазковой диаграммы
- Плата аппаратного ускорителя Guzik, интегрированная с осциллографом Tektronix, обеспечивает быстрый анализ сигналов и обработку данных
- Точность измерения до 1 пс RMS (с осциллографом TDS7404), которая не зависит от джиттера запуска осциллографа
- Измерение всех основных временных параметров сигналов: период, ширина импульса, время нарастания / спада, ошибка временного интервала (TIE), время перекоса / установки / удержания
- Представление всех измеренных параметров в различных графических формах (гистограмма, трек, тренд, частотная область) и в виде накопленных статистических результатов
- Глазковая диаграмма для представления сигнала с мощной функцией аппаратного масштабирования
- Восстановление внутренней тактовой частоты на основе цифровой ФАПЧ с программируемой полосой пропускания
- Возможность измерений на любом расстоянии и любой продолжительности от заданного пользователем эталонного события
- Измерение джиттера одиночного входного сигнала или межканального сигнала
- Все измерения могут быть выполнены с использованием одного или нескольких сборов
- Комплексная функция автоматической настройки упрощает настройку продукта
- Удобный и интуитивно понятный пользовательский интерфейс на базе Windows, оптимизированный для приложений с сенсорным экраном
Приложения:
Конструкция цифровых схем:
Телекоммуникации:
|
Максимальная производительность Пакет анализа джиттера и глазковых диаграмм от Guzik Technical Enterprises обеспечивает широкий спектр быстрых и точных измерений различных временных параметров на цифровых осциллографах.Пакет включает плату Guzik Hardware Accelerator и программную среду Guzik, установленную на осциллографе Tektronix. Аналоговая полоса пропускания 4 ГГц, и частота дискретизации 20 Гвыб / сек осциллографа Tektronix TDS7404 в сочетании со сложными алгоритмами обработки сигналов позволяют получить точность измерения до 1 пс, RMS. Уникальный дизайн и стратегическое расположение платы Guzik Hardware Accelerator дает возможность проводить аппаратные измерения с большими объемами вычислений, обеспечивая высокую скорость работы. Лучше по дизайну
Внедрение этих принципов дает следующие преимущества:
Простота использования Поддерживаемые цифровые осциллографы
Технические характеристики
* Ограничено только доступной длиной записи осциллографа и текущей конфигурацией канала |
Agilent запускает новый осциллограф — Блог аналитика
Agilent Technologies Inc. (A) представила первую в отрасли возможность тестирования глазковых диаграмм по маске для дифференциальной последовательной шины Controller Area Network. Это устройство широко используется для управления и контроля датчиков в автомобильной промышленности и в широком спектре промышленного и медицинского оборудования.
Осциллографыиспользуются в различных областях техники. Во-первых, они играют важную роль в анализе качества видеоизображения на телевизорах и для мониторинга жизненно важных функций с помощью инструментов электрокардиограммы и электроэнцефалограммы.Они также используются для тестирования различных автомобильных приложений (например, для анализа искр зажигания в атомных двигателях).
Тестирование по маске глазковой диаграммы — один из наиболее важных способов измерения учеными общего качества сигнала в их сетях последовательной шины. Проверка глазковой диаграммы CAN помогает выполнить единичное измерение, которое дает представление об общей целостности сигнала. Это испытательное устройство помогло инженерам выполнить комплексное измерение целостности сигнала на своих CAN-шинах за одно простое измерение.
Согласно исследованию, проведенному Frost & Sullivan, к 2014 г. прогнозируется, что рынок осциллографов достигнет 1,5 млрд долларов США, поскольку наблюдается всплеск спроса в сочетании с выходом на рынок новых продуктов. Компания Agilent пытается увеличить свою долю на рынке, поскольку наблюдается беспрецедентный рост спроса на беспроводную связь, полосу пропускания данных и продукты, связанные с энергопотреблением.
Выручка Agilent выросла на 6.0% последовательно и 3,3% в годовом исчислении, что лучше ожиданий руководства в отношении последовательного увеличения на 4-5% (1,70 млрд долларов США до 1,72 млрд долларов США).
Менеджмент пытается увеличить свою долю на рынке за счет внедрения новых продуктов и борьбы с конкуренцией со стороны таких компаний, как Teradyne (TER), Thermo Fisher Scientific, Inc. (TMO) и Danaher Corp. (DHR) среди других.
В настоящее время Agilent имеет 3-й рейтинг Закса, что подразумевает рекомендацию краткосрочного удержания.
AGILENT TECH (A): Отчет об анализе свободных запасов
DANAHER CORP (DHR): Отчет об анализе свободных запасов
TERADYNE INC (TER): Отчет об анализе свободных запасов
THERMO FISHER (TMO): отчет по анализу свободных запасов
Прочитать статью о Заке.com нажмите здесь.
Zacks Investment Research
Взгляды и мнения, выраженные в данном документе, являются взглядами и мнениями автора и не обязательно отражают точку зрения Nasdaq, Inc.
Взгляды и мнения, выраженные в данном документе, являются взглядами и мнениями автора и не обязательно отражают точку зрения Nasdaq, Inc.
Основы пробников осциллографов — Часть первая
Инженеры знают, что такое пробники осциллографов. Это в основном позволяет пользователю измерять напряжение на любом выводе или проводе и отображать форму волны. Обычно он включает в себя острие иглы, которое может попасть в труднодоступное место, не замыкаясь на другой штифт, провод или заземленную поверхность. И он может быть оснащен различными аксессуарами для особых ситуаций, такими как полезный наконечник крючка, подпружиненное приспособление, которое зажимается на интересующем проводе или клемме и остается на месте.
Базовый зонд. Сбоку видны переключатель выбора коэффициента ослабления X1 / X10 и порт регулировки подстройки емкости.Наконечник зонда выступает из конца изолированного корпуса зонда, который служит ручкой, а также содержит компоненты и схемы, специфичные для данного типа зонда. Из другого конца корпуса пробника выходит кабель BNC, который подключается к входу аналогового канала и передает сигнал на осциллограф. Также из корпуса зонда выходит заземляющий провод, снабженный зажимом типа «крокодил».
Наиболее распространенным пробником для осциллографов является пассивный пробник 10: 1, который идеально подходит для большинства приложений. Обозначение 10: 1 означает, что пробник ослабляет сигнал в 10 раз. Пробник сигнала 100 В вызывает появление 10 В на входе осциллографа. В большинстве приборов осциллограф определяет ослабление пробника и отображает фактическое напряжение на выходе DUI. Однако не все осциллографы выполняют этот расчет, и это легко проверить, измерив известное напряжение и нажав кнопку Измерение на передней панели осциллографа.(Пробник 1:10 усиливает напряжение DUI, и его следует использовать с осторожностью, чтобы избежать перегрузки осциллографа.) Пассивный пробник не содержит активных компонентов и не требует внешнего питания. Активный пробник намного дороже, имеет гораздо более низкое напряжение и легко повреждается даже при обращении из-за статического разряда. Используется только в специальных приложениях.
Некоторые пассивные пробники можно переключать. На корпусе зонда имеется ползунковый переключатель, который позволяет пользователю выбирать ослабление 10: 1 или 1: 1.Этот пробник имеет ограниченную полосу пропускания, и возможна перегрузка осциллографа, если переключатель остается в неправильном положении, поэтому, как правило, переключаемый пробник не рекомендуется.
Производители осциллографовобычно поставляют столько же пассивных пробников 10: 1, сколько аналоговых каналов в приборе, обычно два или четыре. Возможно, самая важная причина заключается в том, что каждый пробник скомпенсирован для определенного канала и после этого должен использоваться исключительно с этим каналом. Производитель поставляет цветные кольца, соответствующие цветам выделенных аналоговых каналов, поэтому для каждого канала можно выбрать подходящий скомпенсированный пробник.Все это необходимо, потому что из-за внутренней разводки и других факторов определенные каналы могут иметь немного разные реактивные сопротивления LC. Качество зонда должно быть таким, чтобы не искажать исследуемый сигнал. Это становится все более важным в приборах с широкой полосой пропускания и при измерении высокочастотных сигналов.
Компенсационные датчики — это простой процесс. Подробности в руководстве пользователя. Основная идея заключается в том, что клеммы на передней панели выдают прямоугольный сигнал. Используя зажим типа «крокодил», подключите провод заземления к клемме, обозначенной «Земля», и, используя крючок, подключите наконечник пробника к другой клемме, чтобы прямоугольная волна отображалась в канале, для которого должен быть скомпенсирован пробник.В корпусе зонда находится винт с прорезью, который можно отрегулировать для получения идеальной прямоугольной волны с плоской вершиной и квадратными углами. Повторите эти действия для каждой комбинации зонд-канал, по ходу маркируя зонды. (Следует отметить, что в Интернете есть инструкции для самодельных пробников, которые не включают компенсационную сеть.)
Например, процедура компенсации пассивного пробника напряжения Tektronix TPP0250, 0500 или 1000 проста, поскольку выполняется автоматически. Пассивный пробник 10: 1 с регулировкой на корпусе пробника включает в себя подстроечный конденсатор, который регулирует индуктивное / емкостное сопротивление.Процедура компенсации пассивного пробника напряжения Tektronix TPP0250, 0500 или 1000 проста, поскольку выполняется автоматически. В широко используемом пробнике Tektronix TPP1000 компенсация происходит в осциллографе, где сохраняются все настройки. При использовании с осциллографом серии MDO3000 компенсация генерирует значения для конкретной комбинации пробника и канала. Переместите датчик на другой канал, и вам нужно будет выполнить процедуру компенсации для новой комбинации.
Следует отметить, что импеданс пробника зависит от частоты измеряемого сигнала, даже для компенсированных пробников.На низких частотах сопротивление типичного пассивного пробника составляет 10 МОм. На частоте 1 МГц сопротивление падает примерно до 17,4 кОм. На 100 МГц оно ниже 200 Ом. Также обратите внимание, что любой вывод, добавленный к наконечнику пробника или заземляющему проводу, увеличивает индуктивность, а индуктивность провода может добавить выбросы и звон к сигналу, отображаемому на дисплее осциллографа.
Длина провода пробника сама по себе добавляет индуктивную нагрузку на входные заземляющие провода. Индуктивность заземляющего и входного провода в сочетании с входной емкостью зонда образует последовательную LC-цепь, полное сопротивление которой существенно падает на ее резонансной частоте.Этот эффект, известный как повреждение заземляющего провода, вызывает звон, часто наблюдаемый после переднего фронта импульсов. Единственный реальный вариант уменьшения этого звона — сделать провода входа и заземления как можно короче, тем самым сохраняя как можно более низкую индуктивность.
Кабель пробника должен быть достаточно длинным, особенно для настольных осциллографов и осциллографов, установленных в стойке или на тележке, чтобы пользователь мог перемещать наконечник пробника в различные интересующие места. Как правило, длина кабеля датчика меньше метра, поэтому его длина не сильно влияет на пропускную способность.Точно так же провод заземления должен быть как можно короче и ровным. На высоких частотах даже небольшой изгиб эквивалентен частичному витку индуктивной катушки, а увеличенное индуктивное реактивное сопротивление соответствует большему, чем предполагалось, затуханию.
Дифференциальный пробник и различные приспособления для его подключения.Измерения дифференциальных сигналов включают зондирование двух сигнальных линий, каждая из которых привязана к потенциалу земли, но находится над ним. Это не похоже на зондирование положительной и отрицательной клемм, например, 9-вольтового сухого элемента.Эти клеммы плавают отдельно от заземления системы переменного тока, к которой прикреплены нетоковедущие токопроводящие части осциллографа, но не связаны с ней.
Примеры того, где необходимо дифференциальное измерение, включают заземленные трехфазные системы питания, импульсные источники питания и частотно-регулируемые моторные приводы. Дифференциальные измерения не могут выполняться на заземленном настольном осциллографе простым прикосновением наконечника пробника к одной линии, а заземляющим проводом — к другой линии.Это может привести к протеканию сильного тока короткого замыкания в исследуемом оборудовании от заземляющего опорного провода и пути прохождения сигнала внутри осциллографа. Причина в том, что прибор подключен через провод заземления оборудования обратно к заземлению электрической системы в электрической сети.
Есть четыре возможных решения. У одного есть свои опасности и нарушение Национального электротехнического кодекса. Другое может привести к неточным измерениям. Третий — безопасный и точный, но дорогой.
К сожалению, часто встречающееся решение — отпилить заземляющий штырь в вилке шнура питания. Это отключает заземление осциллографа, поэтому не происходит замыкания на землю, когда провод заземления касается линии, на которую имеется ссылка, но плавающей над потенциалом земли. Это решение создает еще одну опасность: поскольку осциллограф больше не заземлен, внутренняя неисправность может привести к возбуждению нетоковедущих металлических частей, таких как аналоговые и РЧ входные разъемы. Такая же ситуация возникает, если вы запитаете осциллограф через развязывающий трансформатор.
Каждая сигнальная линия может быть получена на отдельном канале осциллографа, и с помощью функции Waveform Math эти два канала можно алгебраически суммировать. Эта процедура работает при правильном выполнении и не представляет опасности. Но точность может быть снижена из-за несовпадения двух сигнальных линий.
Дифференциальные пробники могут существенно снизить коэффициент подавления синфазного сигнала и устранить опасность замыкания на землю. Однако они могут снизить пропускную способность и являются дорогостоящими.
Портативный осциллограф с батарейным питанием имеет входы каналов, которые изолированы от земли и, в большинстве моделей, друг от друга. Это исключает опасность замыкания на землю, но портативная модель не обладает всеми функциями, аналитическими возможностями и большим экраном настольной модели. Большинство пользователей считают его лучшим решением для обслуживания трехфазных систем и частотно-регулируемых приводов, если не превышаются пределы напряжения.
Значение осциллографов в аэрокосмической и оборонной промышленности
Джон Пол
Осциллографы добились значительных успехов, как по функциональности, так и по значимости в мире электроники.Осциллографы — это инструменты, которые могут считывать и отображать напряжения, которые обычно отображаются в зависимости от времени на графике. Неэлектрические сигналы могут отображаться путем преобразования входных сигналов, таких как звук или вибрация, в напряжение. Устройства отображают формы сигналов, образованные изменениями электрического сигнала, по калиброванной шкале. Эти формы сигналов могут быть дополнительно изучены для определения таких свойств, как частота, интервал, время нарастания и амплитуда.
Сегодня осциллографы могут захватывать сигналы в потоке и сохранять их для последующего изучения и хранения.Они также могут похвастаться инновационными функциями, такими как программное обеспечение на базе Windows, съемные дисковые накопители и возможностью легко работать через Интернет. Они показывают, как интеграция аппаратных и программных решений может обеспечить гибкость и масштаб в различных областях работы.
Аэрокосмическая и оборонная промышленность — одна из крупнейших и наиболее известных отраслей с глобальными операциями. Доход только от этой отрасли исчисляется сотнями миллиардов долларов. Недавние исследования показывают, что U.С. имеет самые большие ежегодные расходы на оборону в мире. Таким образом, все операции в этой отрасли, включая электронику и телекоммуникации, должны быть высоконадежными и эффективными.
% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdad2eff6d5f267ee1cd66e» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «Осциллографы Авионика» data-embed-src = «https : //img.intelligent-aerospace.com/files/base/ebm/ias/image/2016/05/oscilloscopes_avionics.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Оборонная авионика
Такие производители, как Rohde & Schwarz, Tektronix и Fluke Networks, среди прочих, предлагают стандартные осциллографы для множества приложений.В то же время компании по аренде осциллографов, такие как TRS RenTelco и многие другие, предоставляют надежные услуги тем, кто хотел бы арендовать осциллографы или купить бывшие в употреблении осциллографы и другое оборудование.
Стандарты в аэрокосмической и оборонной промышленности высоки — не что иное, как лучшее качество, долговечность и высокий уровень безопасности. Проблемы с техническим обслуживанием или отказ электронного оборудования в этой области могут привести не только к потере миллионов налоговых долларов, но и повлечь за собой тяжелое бремя потенциальной гибели людей.Таким образом, можно представить себе ответственность, которую несут инженеры-испытатели и техники в вооруженных силах; им необходимо откалибровать и обеспечить правильную работу всех видов электронного оборудования, используемого аэрокосмическими и оборонными агентствами.
Применения в аэрокосмической и оборонной промышленности
Осциллографы в аэрокосмической и оборонной сферах должны выполнять регулярную и последовательную проверку, определение характеристик и расширенную отладку. Осциллографы можно использовать для определения того, искажает ли неисправный прибор важный сигнал.
Стандартная калибровка и тестирование новейших высокоскоростных осциллографов долгое время были важным требованием для систем связи в аэрокосмической и оборонной промышленности. Без надлежащей калибровки могут быть получены неточные результаты, что приведет к более серьезным проблемам. Калибровка имеет решающее значение. Такие требования, как сертификация ISO / IEC 17025: 2005, теперь являются стандартом для всего испытательного оборудования в аэрокосмической и оборонной промышленности.
Безопасность, тестирование и автоматизация данных
Безопасность данных — важная и разумная проблема для аэрокосмического и оборонного сообщества, и технологические достижения дают ответы на эти нужды.Сегодня довольно много осциллографов имеют возможности внутренней памяти и используют технологию твердотельного хранения данных Flash, которая позволяет пользователям полностью стереть любые данные и, таким образом, предотвратить попадание конфиденциальных данных в чужие руки. Осциллографы таких компаний, как Keysight (ранее Agilent), также обеспечивают взаимодействие с настольными и портативными компьютерами, обеспечивая простоту использования и сбора данных. Это значительное улучшение по сравнению со старой громоздкой технологией.
Многие пользователи сегодня хотят покупать осциллографы с расширенными возможностями автоматизации, чтобы выполнять более быстрые и точные измерения и повышать производительность.Поскольку качество принимаемых и передаваемых сигналов очень важно, испытания приобретают большое значение в жестких электрических средах, связанных с военными. Также значительный интерес вызывают осциллографы высокого класса, которые могут обнаруживать сигналы с минимальными искажениями и хорошо справляются с джиттером. Также важно разбить джиттер на составляющие и изолировать его причину.
% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdace29f6d5f267ee116b7a» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «Значение осциллографов в аэрокосмической и оборонной промышленности» data- embed-src = «https: // img.Intelligent-aerospace.com/files/base/ebm/ias/image/2019/01/content_dam_avi_online_articles_2016_05_an_oscilloscope.png?auto=format&fit=max&w=1440 «data-embed-caption =» Значение осциллографов для обороны и аэрокосмической промышленности} %
Осциллограф [кредит — Wikimedia Commons ]
Для высокоскоростных последовательных сетей также потребуются осциллографы, отвечающие их требованиям. Осциллографы, которые выполняют автоматические измерения с использованием дополнительного программного обеспечения для ПК, хорошо оснащены, чтобы отвечать высоким требованиям -скорость последовательной связи.Последовательная шина MIL-STD-1553 является одним из примеров последовательной шины, которая проверяется с помощью осциллографов на целостность сигнала. MIL-STD-1553 в основном используется для управления системами авионики, а также в военных наземных транспортных средствах и космических системах.
В обычных цифровых осциллографах поиск целостности сигнала может занять много времени. В таких случаях предпочтительны осциллографы с возможностью интеллектуального запуска и дешифрования сигналов. Осциллографы также используются для тестирования авионики для гражданских самолетов, включая коммерческие пассажирские и бизнес-джеты.Некоторые осциллографы поставляются с программным обеспечением, которое предоставляет маски глазковых диаграмм, которые упрощают тестирование последовательных шин, используемых в таких системах.
Военно-морские силы, как и организации ВВС, нуждаются в оборудовании, которое может успешно выполнять полевые военно-морские задачи, такие как радары, навигация и связь. Для этого требуются универсальные осциллографы, способные выполнять расширенный анализ формы сигналов. Такие осциллографы будут также выполнять ремонт и калибровку ряда электронного оборудования на борту кораблей и подводных лодок, а также на борту самолетов ВМФ с неподвижным крылом и винтокрылых самолетов.Некоторые осциллографы имеют скорость сбора данных до миллиона осциллограмм в секунду.
Портативность и доступ LXI
Одно дело быть квалифицированным техником на линкоре или другом аэрокосмическом или оборонном транспортном средстве, будь то на суше, на море, в воздухе или в космосе. Другое дело — каждый день таскать с собой тяжелое оборудование вверх и вниз по платформе для проведения испытаний. Портативные осциллографы могут быть благословением для сотен технических специалистов в области обороны, которые могут работать без ограничений по размеру оборудования или времени автономной работы.Лучшая портативность изменит правила игры для производителей осциллографов.
% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdad2eff6d5f267ee1cd670» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «Портативный осциллограф» data-embed-src = «https : //img.intelligent-aerospace.com/files/base/ebm/ias/image/2016/05/portable_oscilloscope.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Портативный осциллограф [кредит — Wikimedia Commons ]
Еще одним важным нововведением, которое оставит свой след в использовании осциллографов в аэрокосмической и оборонной сферах, является появление расширений локальной вычислительной сети (LAN) для измерительных приборов, широко известных под названием LXI.Он заменяет предыдущий промышленный стандарт контрольно-измерительной аппаратуры, которым была универсальная интерфейсная шина (GPIB). Используя технологию LXI, осциллографам можно назначать IP-адреса. При этом пользователи будут иметь полный доступ к информации, хранящейся на устройстве, из любой точки мира.
Заключение
Осциллографы имеют решающее значение при тестировании и калибровке для множества аэрокосмических и оборонных приложений. Хотя целостность сигнала является очень важным аспектом, такие факторы, как портативность, стабильное качество, более высокая производительность и возможность использования соответствующих технологий, будут определять их применение в аэрокосмической и оборонной сферах в будущем.
———————————————— ——————- x —— x —- x ——————- —————————————-
Об авторе
Джон Пол — менеджер по работе с общественностью в TRS RenTelco, одном из крупнейших поставщиков электронного испытательного оборудования в аренду, в аренду и на покупку в Северной Америке.
О компании
TRS RenTelco предоставляет новое или бывшее в употреблении электронное испытательное оборудование в аренду, аренду или покупку.Предлагаются решения для различного типа оборудования, такого как анализаторы спектра, анализаторы цепей, осциллографы и т. Д. От ведущих производителей.
% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdad2eef6d5f267ee1ccd38» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «Ias No Tagline» data-embed-src = «https://img.intelligent-aerospace.com/files/base/ebm/ias/image/2017/09/ias_no_tagline.png?auto=format&fit=max&w=1440» data-embed-caption = «»]}%
Intelligent Aerospace
Global Aerospace Technology Network Intelligent Aerospace , глобальная сеть аэрокосмических технологий, сообщает о новейших инструментах, технологиях и тенденциях, имеющих жизненно важное значение для аэрокосмических специалистов, участвующих в воздушном движении управление, операции в аэропортах, спутники и космос, коммерческая и военная авионика на самолетах с неподвижным крылом, винтокрылых и беспилотных самолетах по всему миру.Основные функции осциллографа
| Осциллографы (или осциллографы) Fluke
проверяют и отображают сигналы напряжения в виде осциллограмм, визуальных представлений изменения напряжения во времени. Сигналы нанесены на график, который показывает, как изменяется сигнал. Вертикальный (Y) доступ представляет собой измерение напряжения, а горизонтальная (X) ось представляет собой время.
Выборка
Выборка — это процесс преобразования части входного сигнала в несколько дискретных электрических величин с целью хранения, обработки и отображения.Величина каждой точки дискретизации равна амплитуде входного сигнала во время дискретизации сигнала.
Форма входного сигнала отображается на экране осциллографа в виде серии точек. Если точки расположены на большом расстоянии друг от друга и их трудно интерпретировать как сигнал, их можно соединить с помощью процесса, называемого интерполяцией, который соединяет точки с линиями или векторами.
Выборка и интерполяция: выборка обозначена точками, а интерполяция показана черной линией.Запуск
Элементы управления запуском позволяют стабилизировать и отображать повторяющийся сигнал.
Запуск по фронту — наиболее распространенная форма запуска. В этом режиме элементы управления уровнем запуска и наклоном обеспечивают основное определение точки запуска. Контроль наклона определяет, находится ли точка запуска на переднем или заднем фронте сигнала, а регулятор уровня определяет, где на фронте возникает точка триггера.
При работе со сложными сигналами, такими как серия импульсов, может потребоваться запуск по ширине импульса.При использовании этого метода и установка уровня запуска, и следующий задний фронт сигнала должны происходить в течение определенного промежутка времени. После выполнения этих двух условий осциллограф запускается.
Другой метод — запуск по одному импульсу, при котором осциллограф отображает кривую только тогда, когда входной сигнал соответствует установленным условиям запуска. Как только условия запуска выполнены, осциллограф регистрирует и обновляет отображение, а затем останавливает отображение, чтобы сохранить кривую.
Связанные ресурсы
HdM Stage | Das Projekt
HdM Stage | Das Projekt- und Medienarchiv der HdM ШтутгартDas Projekt- und Medienarchiv der HdM
Studiengang
Audiovisuelle MedienAudiovisuelle Medien (магистр) Bibliothek- und Informationsmanagement (Master) Bibliotheks- und Informationsmanagement (Master) Медиен унд TechnologieDruck- унд MedientechnologieInformationsdesignIntegriertes ProduktdesignInternational бизнеса (MBA) внутри- унд предпринимательства (технический, berufsbegleitende, MBE) Media Research (Master) MediapublishingMedieninformatikMedienmanagement (Master) MedienwirtschaftMobile MedienOnline-Medien-ManagementPackaging Management Development (Master) Print Media TechnologiesStudiengangübergreifendes AngebotUnternehmenskommunikation (Master) VerpackungstechnikWerbung und MarktkommunikationWirtschaftsinformatik (Master) Wirtschaftsinformatik und digitale MedienWirtschaftsingenieurwesen Medien
семестр
SS2021WS2020 / 2021SS2020WS2019 / 2020SS2019WS2018 / 2019SS2018WS2017 / 2018SS2017WS2016 / 2017SS2016WS2015 / 2016SS2015WS2014 / 2015SS2014WS2013 / 2014SS2013WS2012 / 2013SS2012WS2011 / 2012SS2011WS2010 / 2011SS2010WS2009 / 2010SS2009WS2008 / 2009SS2008WS2007 / 2008SS2007WS2006 / 2007SS2006WS2005 / 2006SS2005WS2004 / 2005SS2004WS2003 / 2004SS2003WS2002 / 2003SS2002WS2001 / 2002WS2000 / 2001SS2000WS1999 / 2000SS1999WS1998 / 1999SS1998WS1997 / 1998
verfügbar
Видео Tonaufnahme
Категория
BachelorarbeitMasterarbeitProjektarbeitSemesterarbeitSonstigesStudioproduktion
Projekttyp
Аудио и звукКнигаФильм-Анимация-VFXФотографияИгрыГрафика и печатьИнтерактив-Веб-Программное обеспечениеКоммуникацииkonzepteМобильныеПечатьДизайн продуктаРахменпрограммаРаум и события
Da ist leider etwas schief gegangen.