2 Производство

Существует большое количество компаний, которые производят осциллографы. Они находятся по всему миру, также большое количество фирм находится именно в России.

У каждого производителя может быть как множество устройств, как и единицы. У некоторых компаний насчитывается более 100 видов осциллографов, которые имеют разную форму, габаритность, метрологические характеристики и цену.

Одни из самых популярных компаний по производству осциллографов:

- брянский завод ООО «НПФ «Электроаппарат»;

- компания ЭЛИКС;

- Ооо «нпф «Электроаппарат».

3 Инструкция по эксплуатации. Применение

Для работы с осциллографом предварительно необходимо произвести калибровку его канала (каналов). Калибровка производится после прогрева прибора (примерно минут 5). Калибратор встроен в большинство осциллографов. Для калибровки высокочастотных моделей желательно иметь шнур с двумя разъемами (на выход калибратора и на вход осциллографа) иначе возможны искажения сигнала. Для низкочастотных моделей возможно просто коснуться щупом выхода калибратора. Далее ручку вольт/дел. ставится так, чтобы сигнал калибратора занимал 2—4 деления на экране (то есть, если калибратор 1 вольт,- то на 250 милливольт). После этого канал включается на переменное напряжение и на экране появится сигнал. Далее, в зависимости от частоты калибратора, ручка развертки ставится в положение при котором видно не менее 5—7 периодов сигнала. Для частоты 1 килогерц частота развертки при которой каждый период занимает одно деление экрана равен 1 мс (одна миллисекунда). Далее необходимо убедиться, чтобы сигнал на протяжении этих 5-7 периодов попадал точно по делениям экрана. Для аналоговых осциллографов нормируется как правило ±4 деления от центра экрана, то есть на протяжении восьми делений должен совпадать точно. Если не совпадает, следует поворачивать ручку плавного изменения развертки добиваясь совпадения. Заодно проверяется амплитуда (размах) сигнала — она должна совпадать с тем, что написано на калибраторе. Если не совпадает, то необходимо добиться совпадения, поворачивая ручку плавного изменения чувствительности вольт/дел. Необходимо помнить, что если установлена чувствительность канала в 250 милливольт, то сигнал в 1 вольт занимает при правильной настройке 4 деления. После калибровки прибор будет показывать сигнал точно. Теперь можно не только смотреть, но и измерять сигналы.

Рисунок 1 - панель управления типичного двухлучевого осциллографа

К органам управления и индикации осциллографа относятся: Экран. Электронно-лучевой осциллограф имеет экран A, на котором отображаются графики входных сигналов. На экран нанесена разметка в виде сетки. У цифровых осциллографов изображение выводится на дисплей (монохромный или цветной) в виде готовой картинки. У аналоговых осциллографов в качестве экрана используется электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением. Сигнальные входы. Осциллографы разделяются на одноканальные и многоканальные (2, 4, 6, и т.д. каналов на входе). Многоканальные осциллографы позволяют одновременно сравнивать сигналы между собой (формы, амплитуды, частоты и пр.) Триггер. Если запуск развёртки никак не связан с наблюдаемым сигналом, то изображение на экране будет выглядеть «бегущим» или даже совершенно размазанным. Это происходит потому, что в этом случае осциллограф отображает различные участки наблюдаемого сигнала на одном и том же месте. Для получения стабильного изображения все осциллографы содержат систему, называемую триггер. Триггер в осциллографе — это устройство, которое задерживает запуск развёртки до тех пор, пока не будут выполнены некоторые условия. Триггер имеет как минимум две настройки:

• Уровень сигнала: задаёт входное напряжение (в вольтах), при достижении которого запускается развёртка

• Тип запуска: по фронту или по спаду

4 ВЫБОР ОСЦИЛЛОГРАФА, СРАВНЕНИЕ СТОИМОСТИ И ПАРАМЕТРОВ

Стоимость осциллографа напрямую зависит от его функций, далее представлены достоинства и недостатки различных видов исходя из которых можно выбрать нужный вариант.

Достоинства аналоговых осциллографов:

• возможность непрерывного наблюдения аналогового сигнала в реальном масштабе времени;

• привычный интерфейс;

• прямые, понятные средства управления для часто используемых настроек (чувствительность, скорость развертки, смещение сигнала, уровень запуска и т. д.);

• невысокая стоимость.

Недостатки аналоговых осциллографов:

• низкая точность;

• мерцание и/или малая яркость экрана в зависимости от частоты сигнала и скорости развертки;

• невозможность отображения и изучения сигнала до момента запуска (это не позволяет, например, анализировать процессы, предшествовавшие выходу оборудования из строя);

• полоса пропускания ограничена полосой аналогового тракта;

• ограниченные средства измерения параметров сигналов.

Достоинства цифровых осциллографов:

• высокая точность измерений;

• яркий, хорошо сфокусированный экран на любой скорости развертки;

• возможность отображения сигнала до момента запуска (в «отрицательном» времени);

• возможность детектирования импульсных помех между выборками сигнала;

• автоматические средства измерения параметров сигналов (что, в частности, позволяет автоматизировать настройку прибора в условиях неизвестного сигнала);

• возможность подключения к внешним регистрирующим устройствам (компьютеру, принтеру, плоттеру и т. д.);

• широкие возможности математической и статистической обработки сигнала;

• средства автодиагностики и автокалибровки.

Недостатки цифровых осциллографов:

• более высокая стоимость;

• более сложные в управлении;

• в отдельных случаях, отображение несуществующих сигналов.

Одной из основных характеристик осциллографа, влияющих на выбор прибора, является полоса пропускания, которая зависит от того, какие сигналы и с какой точностью необходимо измерять.

Каждый цифровой осциллограф имеет два принципиально разных значения полосы пропускания: полоса для повторяющихся сигналов (или аналоговая) и полоса для однократных сигналов. Многие цифровые осциллографы имеют полосу пропускания для повторяющихся сигналов гораздо более высокую, чем та, которую, казалось бы, может обеспечить их частота дискретизации. Однако, если сигнал повторяющийся, то осциллографу не обязательно оцифровывать весь сигнал сразу. Прибор может захватить только часть сигнала при каждом запуске и затем воспроизвести на экране весь сигнал за несколько циклов запуска, причем этот процесс протекает обычно настолько быстро, что он практически не заметен. Таким образом, полоса пропускания повторяющихся сигналов не зависит от частоты дискретизации, а является характеристикой аналогового тракта цифрового осциллографа. 

Кроме того, следует помнить, что:

• на точность результатов измерений также влияют пробники и щупы;

• в спецификациях на некоторые осциллографы указывается только наилучшее значение полосы пропускания и только для определенных диапазонов чувствительности, в то время как на других диапазонах значение полосы может значительно отличаться от наилучшего;

• полоса пропускания аналоговых осциллографов редко превышает 400 МГц, в то время как цифровые осциллографы могут иметь полосу до 50 ГГц.

При выборе осциллографа нужно обратить внимание на количество каналов. Количество необходимых каналов очевидно зависит от исследуемого изделия и вида решаемых задач. Пока наибольшей популярностью пользуются двухканальные осциллографы. Однако в последнее время все больший спрос находят четырехканальные модели, поскольку удельная стоимость канала у них меньше, чем у двухканальных моделей, а возможности существенно шире.

Для задач, связанных с изменением однократных или переходных процессов, частота дискретизации имеет первостепенное значение. Параметр «частота дискретизации» обозначает скорость, с которой осциллограф может оцифровывать входной сигнал. Более высокая частота дискретизации определяет более широкую полосу пропускания для однократных сигналов и дает большее временное разрешение. Большинство производителей цифровых осциллографов используют отношение между частотой дискретизации и полосой для однократных сигналов на уровне 4:1 (если есть средства интерполяции) или 10:1 (без средств встроенной интерполяции) для предотвращения искажения сигнала.

Требуемый объем памяти зависит от общей длительности сигнала, параметры которого необходимо исследовать, и желаемого разрешения по времени. Если исследуются сигналы в большом промежутке времени с большим разрешением, то потребуется большая память. Большой объем памяти позволит использовать более высокую частоту дискретизации на медленных скоростях развертки, уменьшая вероятность получения искаженного сигнала и получая больше информации о сигнале.

Для большинства пользователей осциллографов общего назначения просто запуска по фронту (перепаду) сигнала часто бывает недостаточно. Для решения многих задач бывает также полезно иметь дополнительные возможности по запуску, позволяющие обнаружить события, которые иначе очень трудно отследить. Для цифровых применений, например, бывает необходимо произвести запуск по комбинации логических состояний по всем каналам осциллографа. Кроме того, запуск по логическому состоянию позволяет синхронизировать комбинацию логических состояний с фронтом тактового сигнала. Запуск по импульсной помехе дает возможность запустить прибор по нарастающему или спадающему фронту помехи или импульсу с заданной длительностью (меньшей, равной или большей определенной величины). Указанные возможности особенно полезны, когда ведется поиск неисправностей. Вы можете запустить развертку прибора по сбою и проследить по времени (используя регулятор цифровой задержки или горизонтального положения) причину сбоя. Но, если требуется более расширенный диапазон возможностей по запуску, вам необходимо использовать логический анализатор.

Если проанализировать все эти характеристики, то можно выбрать для себя подходящий прибор для выполнения определенных функций и минимальный по стоимости, для экономии бюджета

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Осциллографы применяются очень давно и за последнее десятилетие , компании очень плотно стали развиваться в этой отрасли. Стали появляться различные виды осциллографов, от портативных устройств, которые помещаются в карман, до огромных с максимально возможными функциями.