Oscilloskop

Från ElektronikWikin

Hoppa till: navigering, sök

Innehåll

Oscilloskop

Ett analogt standardoscilloskop brukar vara på 20 MHz och ha två kanaler. En av anledningarna till att 20 MHz är standard är för att man ska kunna mäta på en 10,7 MHz mellanfrekvens på en radiomottagare.

och om man kollar på olika delar av ett skop så, baserat på ett beg hyggligt standardskop,

Skärm

Förr var skärmen rund, numera fyrkantig, standard är en skärm som har en mätdel på 10*8 centimeter med ett rutmönster, vilket benäms för div=1cm=1ruta röret i skärmen kan ha olika egenskaper. Det som brukar stå i databladet är accelerationspänning i Kv. Högre spänning ger möjlighet till att visa högre frekvens och skarpare bild. sedan så finns det en hel del gamla rör som hadde olika egenskaper det ända som som jag själv annvänt har varit analoga minnesoskilloskop den har egenskapen att en linje som ritats stannar kvar på skärmen (extra floodelekronkanoner, och bilden är ofta halvtaskig och tonar ut efter några minuter) fördelen är att det var lättare att se långsamma förlopp, har ersattas av digitala skop sedan slutet av sjuttiotalet, skärmen hadde också lång efterlysningstid

vred som hör till skärmen, luminans, hur ljus man vill ha strålen focus, ställa in skärpan astigmatism, ställa in så elektronstrålen är rund ibland finns det en skalbelysning som gör att rutmönstret lyses upp

Kanaler

1,2, eller fler. Gamla eller billiga skop har ibland bara en kanal in, normala två , en del med tre eller fyra mera finns men det är ganska ovanligt. Enkelt uttryckt hur många linjer man visar på skärmen samtidigt. Det finns flera olika sätt att visa varje kanal på, det vanligaste är att visa varannan gång, först kanal 1, sedan kanal två och så vidare. Nackdelen är att om hastigheten är låg så visas dom inte samtidigt vilket gör att man har svårt att jämföra signaler, och om man letar störningar så visas varje kanal mindre än 50% av tiden(trigg tar lite tid). Alternativet är chopping, man växlar mellan kanalerna i relativt hög frekvens(några hundra Khz). Fungerar bra vid låga frekvenser, men självklart så ser del lustigt ut när man börjar se choppingen. Det finns även dubbelstrålsrör med två elekronkanoner, om jag inte tar fel så kan man beskriva dom som två vanliga skoprör som delar fronten, vilket gör att man kan ha olika sveptider på dom olika kanalerna, dyra var dom när dom var i ropet i vilket fall som helst.


Vertikalförstärkare

Varje kanal har en vertikalförstärkardel här är en skopens viktigare bitar, normalt sett så börjas det med in ingångsväljare med tre lägen dc,ac,jord, läget ac kopplas en kondesator in på ingången, för att kunna mäta växelspänning överlagrad på likspänningen, och jord för att nolla ingången så man kan ställa 0nivån på lämplig höjd på skärmen

sen finns vanligvis dessa inställningar på varje kanal, V/div,variabel förstärkning och pos pos är bara en pot där man ställer in var på skärmen man har 0nivån V/div är ett vred som man ställer in förstärkningen på vertikalled oftast från 10mV till 20v volt per ruta på skärmen,oftast i steg om 10,5,2,1 o,s,v, bra skop kan ha värden från 1mV/div till 50v/div om man kollar på skärmen och ser att en fyrkantsvåg hoppar mellan 2.5 rutor i höjdled och V/div är inställd på 2V/div så är signalen 2.5*2V från topp till botten= 5V den variabla förstärkningen gör att man kan finjustera förstärkningen mellan två lägen på V/div vredet glöm inte att ställa den i läge cal när man mäter, annars vet man inte hur många V/div det är

kan finnas en inv funktion på en kanal, man inverterar signalen, användbart om man har nästan samma signal på kanal 1 och 2, inverterar kanal 2 och kopplar in sum läget, då ser man så gott som enbart skillnaden mellan signalerna på skärmen på ett flerkanligt skop brukar man kunna stänga av/på varje kanal för sig

stigtid, på vertikaldelen anges stigtid, hur lång tid det tar för skopet att ändra visningen från 10 till 90 % av sitt värde,

bandbredd, hur snabb förstärkaren är, ex 20 Mhz, en sinussignal har sjunkt med -3db på skärmen vid den frekvensen, snabbare är bättre tänk på att om man ska se störningar, fyrkantsvågor eller allt annat än sinusvågor så måste man ha en bra mycket snabbare skop än vad signalen är på ett skop på 20Mhz och en 20Mhz fyrkantsvåg visar som någons slags triangelvåg på ett ungefär så behöver man 10 gånger högre bandbredd än den signal man ska kolla på om man ska se något annat än signalen i sig

standard är ingångsmotstånd på 1 Mohm och några pf(5>50) kapacitans parallelt med det andra värden kan vara 10Mohm eller 50ohm, båda är ovanliga

en varning, billiga skop har oftas få lägen i V/div, ibland stegat 100,10,1 så för att mäta höga spänningar krävs 10x prober


triggdel

där man ställer in när svepet ska börja ganska viktig del på ett skop om man ska kolla på något specifikt på en signal

har börjar man med att välja på vad man ska trigga på kanal 1,2,main eller externt, main är växelspänningen skopet drivs på sedan väljer man hur den ska kopplas, dc eller ac , hf eller lf kan finnas filter som gör att den enbart triggar på en videosignal, tv horisontal eller tv vertikal sen kan man ofta välja mellan trigga på positiv eller negativ flank och en level-vred för att ställa in på vilken nivå man ska trigga på

dyrare skop kan ha mycket annvändbara trigfunktioner trigger hold of, fördröjning på signalen så man kan se strax innan trigningen,olika triggvilkor för kanalerna

och till sist finns oftast en autoknapp med, som gör livet enklare vid en normal signal


svepdel

när triggvilkoret uppfylls så startar svepet som ritar kanalerna i horisontalled, där har man ett vred märkt S/div, vilket är huvudinställningen för svephastigheten, även den i steg om 10,5,2,1 ekunder/millisekunder/mikrosekunder/nanosekunder per div o,s,v om man kollar på en fyrkantsvåg som tar 4 rutor för en upp ner och vredet är inställt på 50 mikrosekunder så tar den 4*0.00005 sekunder på sig = 0.0002 S eller 1/0.0002S= 5000hz brukar finnas ett variabel vred där med, även den ska stå i cal när man mäter tid brukar även finnas en *5 eller *10 knapp, då ökar man bara förstärkningen på horisontal delen och man drar ut horisontal delen 5 eller 10 gånger, lättare att se en viss del av signalen, men man ser inte hela samtidigt, utan får panorera med Ypos vredet Ypos är så man normalt ställer in att man får hela signal på skärmen i sidled

varning, billig skop har oftast få lägen i S/div lägen , ibland i steg om 100,10,1 då har man svårt att svepa tillräcklig långsamt för att se lågfrekventa signaler


X-Y

kopplar om så man kan får kanal 2 på horisontaldelen annvändbar vid många slags mätningar fasförskjutningar, frekvens jämförande, störningar(ser signalen hela tiden, i vanligt läge försvinner en del för att vänta på trigg) kolla även vilken maxfrekvensen på horisontalförstärkaren har, många gånger är den lägre än vertikalförstärkaren


Zmod

en ingång för att utifrån modifiera ljuset på strålen. Z anvvänds ofta när man jobbar med radaranläggningar då man kan låta Oscilloskopet bli ett PPI om man koppar Sin till X Cos till Y och videot till Z. brukar sitta på baksidan och där hittar man ofta trace align, ställer så att strålen normalt ligger i våg med skärmen/rutmönstret

probkalibrering

en utgång för att ställa in kompenseringen på 10x prober vanligtvis 1Khz fyrkantvåg 500mv topp till topp


nätdel

inte så mycket att (j)orda om 220v är standard, inte 230v, dom äldre skopen med transformator har många gånger en spänningsväljare med små steg, ofta 10v åt gången så kolla och ställ om om det behövs en del skop har möjlighet till batteridrift, vilket kan vara en stor fördel om man inte har 230 i närheten eller om man vill hålla skopets potential helt separerad från nätet vilket leder till jordfrågan, många skop är metallchassit jordat via nätkablen vilket gör gör att nollan på bnc-kontaktern på framsidan är jord i elutaget kan ge mycket störda signaler om man inte tänker sig för, och för den delen, trasig elektronik eller så kallade ljusbågar Wink, på många skop så har någon antingen moddat 230kablen eller öppnat skopet och tagit loss jorden ur inkommande kabel/kontakt, bör kollas vilket man har om man köper ett beg skop vad som är rätt eller fel där överlåter jag till var och en att välja, har själv gjort båda sakerna, eller rättare sagt, haft en 230kabel utan ansluten jord som var nödvändigt(egenteligen inte, men då behöver man en speciell prob, kommer till det senare)


Mätprobar

mätprobar 10x har kan ha två fördelar man kan mäta på 10 gånger högre spänning, och man höjer ingångs inpendansen till 10 Mohm och 5>20 pf, tänk på att 10x prober har en trimkonding som ska ställas in för varje enskillt skop den ansluts på prober har en sigtid som aderas till skopets stigtid så om man vill ha bra högfrekvensegenskaper så annvänd prober som har högre bandbredd än skopets

prober som går att ställa om mellan 10x/1x har oftast lägre bandbredd i 1x läget

andra bra probar är

diffprobar, om man vill mäta en signal som inte har den ena mätpunkten jordad så finns diffprobar, så man kan mäta en signal oberoende i förhållande till jord

strömtänger, att koppla in för att se vågformen på ström utan att koppla in ett shuntmotstånd, inte så ofta man behöver ha det, men mycket smidigt om man ska mäta ström på ställen där man har svårt för att bryta strömen

mycket fattas eller är dåligt beskrivet,kompletera mycket gärna

Gammal förklaring

Oscilloskopet är ett mätinstrument som används för att synliggöra elekriska signaler med avseende på tid och spänning.

Grunden till oscilloskopet är att det innehåller en voltmeter och en tidsbas. Den uppmätta signalen presenteras på en fyrkantig skärm, från vänster till höger beskrivs tiden och nerifrån och upp beskrivs den uppmätta spänningen.

En likspänning på t.ex. 5 volt kommer att se ut som ett rakt streck från vänster till höger eftersom inte en likspänning förändras med tiden. En signal från en kristalloscillator från en mikrodator kommer att se ut som en sinuskurva på oscilloskopet eftersom dess spänning varierar i jämn takt med tiden.

Oscilloskopet är därför ett fantastiskt bra redskap när man arbetar med ljud, radio, mikrodatorer, pulsbreddsmodulering, spänningsaggregat och annan elektronik där man vill veta hur signalerna ser ut.

Ett vanligt oscilloskop har oftast två ingångar. Detta kan jämföras med att man har en multimeter som kan mäta två saker samtidigt. Man klarar sig med en kanal (som det kallas) med två är att föredra, om man tex vill jämföra en signal med en annan.

Till en kanal ansluts en så kallad prob, detta är den del av oscilloskopet man mäter med. Denna har en jord- och en signalingång. Jorden kopplas lämpligtvis till 0V och sen mäter man med spetsen på proben, oscilloskopet kommer sedan att visa skillnaden mellan jord- och signalingången på skärmen.

Man bör komma ihåg att ett oscilloskop mäter toppvärdet på växelspänning (peak). Skulle man därför mäta på vägguttaget (detta skall man absolut inte göra om man inte har speciell högspänningsprob) skulle oscilloskopet visa 325V (1.41*230)

När man anslutit proben till tex en sinusvågsgenerator finns det i huvudsak två inställningar man vill kunna justera. Det är skalområde för spänning och för frekvens. På bildrutan finns det ett utsatt rutnät. Varje ruta kallas en division. På spänningsratten står det V/div. Det betyder att står den på tex 20mV/div betyder det att varje lodrät ruta (division) motsvarar 20mV

Den andra ratten kommer jag itne ihåg vad det står på [känn dig fri att fylla i].men den är oftast den största ratten. Det är kan man säga hur fort oscilloskopet sveper frekvensen, typ hur fort den uppdaterar. Har man en väligt hög frekvens måste man uppdatera väldigt ofta för att man skall kunna se frekvensen.

Samma princip gäller här. Varje division motsvarar vad du ställt in den på. Tex 20mS/div. Vill man därför beräkna en viss frekvens man mäter använder man formeln: F=1/t (Frekvensen=1/tidskonstanten).

Tidskonstanten får man fram genom att multiplicera antalet divisioner perioden tar med vad ratten är inställd på. Tex 6*0.001 (6 perioder * 1mS)

(En period är en "frekvenskurva" dvs därifrån kurvan börjar tills den kommer tillbaks till samma läga igen. Så lång är en period)

Vad bör man tänka på när man står inför ett inköp av ett Oscilloskop?

Vilka prober är bästa valet för mig?

Externa Länkar

Här hittar du externa länkar till bra sidor om oscilloscope.

Att tänka på vid köp av Oscilloscope (Picotech.com)

Applikationen bestämmer bandbredden (Elektronik Tidningen)

Personliga verktyg