Pomiary oscyloskopowe - w pigułce

Nasze warsztaty i sprzęt w nich przydatny ...
ODPOWIEDZ
Awatar użytkownika
SunRiver
Administrator
Posty: 907
Rejestracja: 08 paź 2017, 11:27
Lokalizacja: Festung Oppeln
Kontakt:

Pomiary oscyloskopowe - w pigułce

Post autor: SunRiver »

Zasadniczo to jest wiele dobrych pozycji na rynku opisujących pomiary oscyloskopem i łatwo je wyszukać w sieci,
oczywiście warto przynajmniej dla tych co chcą zgłębić wiedzę na temat użytkowania i interpretacji pokazywanych
parametrów. Tak by wiedzieć co i jak mierzyć , bowiem szczęśliwa większość kupuje scope dla fanu, a oglądając przebiegi
w zasadzie nie wie co pokazują. Ale zanim przejdziemy do sedna warto zadać sobie jeszcze pytanie czy faktycznie w pracy
z cyfrówką jest nam potrzebny oscyloskop ....

Np dla mnie podczas serwisowania sprzętu elektronicznego , zwłaszcza starszego , ale w 90% przypadków z mikrokontrolerami
bardziej się przydaje Analizator Stanów logicznych. Niemniej jednak jak już mamy scope ... warto umieć z niego korzystać w rozsądny
sposób poza trybem automatycznym ... tak dzisiejsze oscyloskopy cyfrowe upośledzają myślenie .... większość użytkowników
ogranicza się do naciśnięcia przycisku [AUTO] i cieszenia się przebiegiem np PWM :) Ale i w tym trybie możemy uzyskać szereg przydatnych
informacji .... Zatem ....
Bazować będziemy na prostych oscyloskopach cyfrowych produkcji Chińskiej jak : RIGOL , SIGLENT, UNIT , OWON wszystkie
działają tak samo i mają podobnie rozwiązane ustawienia ... można rzec że różnią się głównie napisem :P


1.0 -- Proste ale przydatne pomiary

To jest to co kochają wszyscy , podłączamy sondę i naciskamy auto ... samo się ustawi i coś tam pokazuje ...
tak naprawdę całkiem sporo bo możemy w przypadku nieznanego sygnału zmierzyć jego częstotliwość i wartości międzyszczytowe,
a to już wiele nam mówi o samym sygnale i może doprowadzić do jakiś wniosków.

Aby uzyskać taki pomiar wystarczy sondę np w 1 kanale ustawić na tłumienie 10x , dołączyć do badanego punktu i nacisnąć [AUTO]
(tak robi większość ) możecie to łatwo sprawdzić na sygnale testowym oscyloskopu -- gdzie jest sygnał prostokątny 1kHz

Obrazek

Ładnie pięknie , oczywiście ten sygnał ma znane parametry np w przypadku Rigola DS1xxxCD jest to prostokąt 1KHz , 0-3V Vpp
ale widzicie to gdzieś na screenie ?? No tak średnio .... bowiem trzeba sobie włączyć ....

1.1 Wartość międzyszczytowa

Jako że pomiaru dokonujemy na 1 kanale i niechaj na razie będzie to dalej nasz sygnał testowy.
Naciskamy [MEASURE] wybieramy Source - CH1 następnie [Voltage] i wybieramy [Vpp] ...

Obrazek

Jak widzicie już widzimy jakie mamy : w tym wypadku to : 3.04V
Ale zmierzmy też czestotliwość sygnału .....

1.2 Częstotliwość

Tu postępujemy bardzo podobnie. Wciskamy [MEASURE] ustawiamy źródło na CH1 następnie naciskamy [TIME] i wybieramy [Freq]

Obrazek

i proszę już wiemy że mamy sygnał 1.000 kHz :)

Oczywiście to i tak sygnał był znany więc nic nie odkryliśmy ale możemy zerknąć na szybko na kilka nieznanych sygnałów :

Obrazek

Obrazek

Obrazek

Na tą chwilę wystarczy, ale to nie wszystko co potrafi oscyloskop ... wiec jeszcze trochę pisania będzie , ale z przerwami na kawę
i przekąskę :)

2.0 Pomiar sygnałów opóźnionych

Możliwość pomiaru na wejściu i wyjściu testowanego układu jest bardzo przydatna , i w zasadzie wykonalna tylko na oscyloskopach
wyposażonych w 2 kanały , teoretycznie da się jedno kanałowym ,ale nie uda nam się zaobserwować opóźnienia wprowadzonego
przez urządzenie do sygnału , a często ma to kluczowe znaczenie.

Zatem podłączamy sondy do naszego urządzenia CH1 na wejście, a CH2 na wyjście (ja tu mam prosty wzmacniacz operacyjny na którego
wejście wprowadzam trójkąt 1Khz , na wyjściu mam to samo tylko ale to za chwilę) Naciskamy [AUTO] następnie naciskając CH1 i CH2 pokrętłami
[SCALE] ustawiamy wartości skali osi pionowej i poziomej tak by obserwować interesujący nas zakres i analogicznie pokrętłami position ustawiamy
tak by widzieć oba kanały na ekranie. Teraz by zmierzyć opóźnienie naciskamy [MEASURE] wybieramy Source czyli kanał wyjściowy CH2 oraz TIME
i DELAY 1-2 dla zbocza narastającego.

Obrazek

i proszę ładnie widać że opamp wprowadził co nieco zniekształceń praktycznie nie zauważalnych ....

3.0 Kursory pomiarowe

Te białe linie na wyżej widocznym screenie to kursory. Wprawdzie jest sporo , co najmniej 20 parametrów które się najbardziej przydają,
a które można zmierzyć automatycznie jednak czasem trzeba lub nawet warto mierzyć je właśnie za pomocą kursorów ręcznie. Pozwoli nam to szybko dokonać pomiarów czasu , napięcia na wyświetlanym wykresie ....

Obrazek

W tym celu naciskamy [CURSOR] i ustawiamy tryb ręczny naciskając MODE, następnie wybieramy Type X , następnie naciskamy CurA i kręcąc
pokrętłem nad klawiszem CH1 ustawiamy kursor na żądanej pozycji przebiegu, i po ustawieniu klikamy CurA i CurB analogicznie
pokrętłem ustawiamy pozycję dla kursora B ... Obserwując zmiane parametrów w wybranym zakresie.

Obrazek

I tym sposobem dokonaliśmy pomiaru czestotliwości oscylacji
oczywiście analogicznie możemy postąpić z osią Y .. dokonując pomiaru amplitudy sygnału synchronizacji ... , sprawdźcie sobie sami :)

CDN ... o ile kogoś to interesuje ...:)
..:: KONTO PRZYGOTOWANE DO USUNIĘCIA ::..
💫Lothar TeaM
💦GitHUB
💦Google Drive
💦Sotton

Awatar użytkownika
l3n1n
Moderator
Posty: 339
Rejestracja: 28 paź 2017, 8:46
Lokalizacja: 3M

Re: Pomiary oscyloskopowe - w pigułce

Post autor: l3n1n »

Pewnie nie pamiętasz, ale na taki opis namawiałem cię ze dwa lata temu.
Jak dla mnie to lekko i przyjemnie opisałeś i czekam na więcej.
W sumie nie ważne czy ktoś inny to będzie czytał czy nie, myślę że przyda się to i dla mnie i dla Foreste a i pewnie X na tym też skorzysta.

Awatar użytkownika
SunRiver
Administrator
Posty: 907
Rejestracja: 08 paź 2017, 11:27
Lokalizacja: Festung Oppeln
Kontakt:

Re: Pomiary oscyloskopowe - w pigułce

Post autor: SunRiver »

4.0 FFT - kursory w analizie harmonicznych

FFT jest jedną z przydatniejszych funkcji w oscyloskopie zwłaszcza gdy chcemy dokonać pomiarów :
- amplitudy - wyrażanej w jednostkach wartości skutecznej napięcia Vrms czy dBVrms
- częstotliwości wyrażanej w Hz

Tu dla przykładu posłużę się sygnałem prostokątnym i piłą z generatora UNIT UTG962 który jakiś czas temu dotarł do mnie z aliexpresu ...

Obrazek

tak one wyglądają ... zajmijmy się więc analizą ...(nie moczu)

Naciskamy MATH i wybieramy Oprate -> FFT Source CH1
Naciskamy [Cursor] i wybieramy Mode Manual
Następnie wybieramy Type X lub Y oraz Source FFT ( ja wybrałem na tą chwilę X)
Teraz pozostaje nam tylko pokrętłem nad CH1 wybrać interesujące nas miejsce a wynik mamy na ekranie

Obrazek

analogicznie jeśli zmienimy source na CH2

Obrazek

5.0 Selekcja FALSE/TRUE

To jedna z zaawansowanych funkcji po FFT , która również jest bardzo przydatna podczas różnych zadań
serwisowych , ale i nie tylko. Test ten typu dobry zły automatycznie sprawdza sygnał wejściowy z ustawioną maską
i jeśli się mieści w ustawionych parametrach (wewnątrz maski) sygnalizuje wynik DOBRY , w inny wypadku zły ...
Przydaje się to w wielu miejscach np podczas serwisowania torów wizyjnych czy audio w odbiornikach , automatyce przemysłowej
gdzie można dokonać szybkiej selekcji układu poprzez odrzucenie wadliwego już na linii produkcyjnej...

-- przykładem będzie nasz prostokąt który ustawimy jako prawidłowy przebieg na wyjściu układu wzorcowego
z którym będziemy porównywać kolejne egzemplarze naszego wyrobu...

Włączamy funkcję poprzez naciśniecie [UTILITY] i wybranie opcji Pass/Fail
następnie włączamy Enable Test na On , wybieramy źródło CH1 (tu mam prostokąt) i Mask Setting
tu albo wczytujemy maskę , albo ustawiamy sobie nową , my zrobimy sobie nową w pamieci wewnętrznej (internal)
(ustawiamy X i Y nastepnie naciskamy Create MASK i zapisujemy [SAVE]
teraz wracamy do poczatku menu Pass/Fail i naciskamy Operate tym samym uruchamiamy test ...
Jesli sygnał jest zgodny z maską otrzymujemy pass (DOBRY)

Obrazek

jeśli nie fail (ZŁY)

Obrazek

To na tą chwilę wszystko ... jeśli macie jakieś pytania piszcie postaram się odpowiedzieć
Jak widzicie Oscyloskopy cyfrowe mogą być bardzo użyteczne , jeśli się umie ich używać
a tu macie podstawy podstaw które umożliwią wam wykonywanie pomiarów , zamiast
gapienia się w przebieg z którego wiele się nie dowiecie :)
..:: KONTO PRZYGOTOWANE DO USUNIĘCIA ::..
💫Lothar TeaM
💦GitHUB
💦Google Drive
💦Sotton

Awatar użytkownika
SunRiver
Administrator
Posty: 907
Rejestracja: 08 paź 2017, 11:27
Lokalizacja: Festung Oppeln
Kontakt:

Re: Pomiary oscyloskopowe - w pigułce

Post autor: SunRiver »

Już tak mniej lub więcej wiecie jak sobie poradzić z pomiarami co i jak włączyć , na tym jednakże się nie kończą mozliwości naszych
chińskich zabaweczek ... oczywiście to tylko wierzchołek góry lodowej ... ale jak pisałem wcześniej polecam lekturę
o pomiarach oscyloskopem. Niemniej warto by było jeszcze napisać coś o ..

6.0 Rejestrowaniu szybkich i krótkich sygnałów ...

Co z kolei wymaga znajomości pewnych metod pomiaru. Nie jest to w sumie kłopotliwe .... wystarczy wiedzieć skąd pochodzi sygnał
co pozwoli na ustawienie parametrów poziomu i zbocza wyzwalania. Wydaje się to trudne ale tylko pozornie ....

Np. jeśli nasz sygnał pochodzi z układu TTL ... tak już wiadomo że należy wybrać zbocze narastające wyzwalania , a poziom
to będzie całe 2V .... prawda że jasne ?? Tak są pewne niezmienne zasady i wystarczy je pamiętać , ale do rzeczy ....

Wiemy, że układ mamy TTL więc zbocze narastające , poziom wyzwalania 2V zatem ustawmy oscyloskop tak by przechwycił
jedno pojedyncze zdarzenie ....

-- Podłączamy sondę do źródła badanego sygnału oczywiście ustawioną na tłumienie x10
-- teraz musimy ustawić parametry wyzwalania ...
Naciskamy [MENU] następnie [Edge] gdzie wybieramy tryb wyzwalania SLOPE , wybieramy CH1 i tryb SINGLE, teraz tylko
SetUp i tam Coupling na stały DC. Gałkami SCALE możemy ustawić żądane parametry czułości V/dz i podstawy czasu ,
zaś pokrętłem LEVEL ustawić poziom wyzwalania .

To wszystko ...

Teraz Naciskamy RUN/STOP by zacząć przechwytywanie sygnału , a gdy tylko parametry będą spełnione na
ekranie pojawi się ów schwytany sygnał ..... A przycisk Run/Stop zaświeci się na czerwono ...(Zatrzymany)
Pokrętłami Position możemy obejrzeć sygnał przed wystąpieniem zakłócenia .....

Obrazek

widzicie tu widać zakłócenie w obwodzie pętli sondy magnetycznej takiego jednego urządzenia ..... bardzo nie ładne ,
ale właśnie dzieki takiej możliwości łatwo było dojść co to powoduje i dlaczego się rozstraja obwód ...

gdzie po naprawie wygląda to już tak ...

Obrazek

czyli prawidłowo reaguje na sondę magnetyczną umieszczoną w pętli ...
..:: KONTO PRZYGOTOWANE DO USUNIĘCIA ::..
💫Lothar TeaM
💦GitHUB
💦Google Drive
💦Sotton

Awatar użytkownika
SunRiver
Administrator
Posty: 907
Rejestracja: 08 paź 2017, 11:27
Lokalizacja: Festung Oppeln
Kontakt:

Re: Pomiary oscyloskopowe - w pigułce

Post autor: SunRiver »

Tak ładnie pięknie FFT , Przechwytywanie Pików .... ale niestety Cyfrowe oscyloskopy
działają mocno inaczej od typowych analogowo-cyfrowych z lampami , i choć większość niema FFT i innych bzdetów,
to lampa jest szybsza a przebiegi są czystsze , Niestety Cyfrowe chińskie oscyloskopy mają spore szumy , sondy
też nie są tej jakości co Tectronika ...

Ale śmieci też można się w pewnym stopniu pozbyć z przebiegu ....

7.0 FILTRY i czyszczenie ....

Oczywiście poza szumami własnymi (jak to układy cyfrowe mają w zwyczaju) sam mierzony sygnał też może być w pewien sposób zakłócony ...
Na szczęście można się poniekąd pozbyć szumów i interferencji ...

Obrazek

By się pozbyć możemy :

-- Poprawić jakość warunków wyzwalania np używając Coplingu gdzie wybieramy :
--- HF Reject -- To filtr dolnoprzepustowy o tłumieniu ~3dB przy 150KHz , pozwala na usuniecie zakłóceń w.cz w pasmach AM i FM
--- LF Reject -- To z koleii filtr górnoprzepustowy o tłumieniu ~3dB przy 8kHz , pozwala pozbyć się zakłóceń m.cz np z sieci zasilającej

dodatkowo można jeszcze zredukować zakłócenia regulując intensywność świecenia przebiegu ...

Obrazek

Niemal idealnie czysty jak na lampie :)

Ale Czasem na sygnał nakładają się inne zakłócenia pochodzące z układu mierzonego .... nie wygląda to zbyt fajnie
i na dodatek jest zbyt szeroki .... też można sobie poradzić włączając tryb uśredniania
co uaktywniamy wybierając ACQUIRE - Acquuisition - AVERAGE , następnie wybieramy liczbę uśrednień w zakresie 2 - 256
Jest oki , ale znacznie spada szybkość odświeżania wyświetlanego przebiegu ...

Ale jak widać można sobie radzić z oczyszczeniem oscylogramu . Choć na lampie tego zjawiska praktycznie się nie obserwuje ...
..:: KONTO PRZYGOTOWANE DO USUNIĘCIA ::..
💫Lothar TeaM
💦GitHUB
💦Google Drive
💦Sotton

ODPOWIEDZ

Wróć do „Warsztat”