Osciloskop

Osciloskop je elektronický měřicí přístroj, který slouží většinou k zachycení časových průběhů napětí signálu. V dnešní době rozlišujeme osciloskopy na analogové a digitální. Pak jestli mají jeden nebo více kanálu (vstupů pro signál).

Analogové obsahují vakuové obrazovky s elektrostatickým vychylováním. Vychylování může být symetrické nebo asymetrické. Obrazovky můžou být dokonce paměťové. Analogové osciloskopy mají určité výhody proti osciloskopům digitálním, ale asi nejdůležitější je, že analogové osciloskopy pořídíte většinou levněji než digitální, pak mají ještě (alespoň podle mne) lepší kvalitu obrazu signálu. Nevýhody jsou jejich rozměry, nedají se jednoduše připojit k počítači a životnost obrazovek není moc velká.

Jednoduchý analogový osciloskop si můžete postavit doma s pár součástkami, nebo jestli vystačíte s nepřesností, můžete si udělat osciloskop ze zvukové karty, na internetu je dost návodů. Já jsem si koupil osciloskop TESLA BM 463, na něm ji popíšeme základní prvky a postupy při měření.

Na obrázku jsem rozdělil přední panel osciloskopu do několika částí. Jednotlivé části si popíšeme:

1. panel pro ovládají obrazovky - posvícení rastru, jas, ostření a astigmat.
2. obrazovka
3. panel pro kanál A - vstup signálu, napěťový dělič vstupního signálu, pak trimry pro kalibraci děliče, vyrovnání "nuly" a posun stopy po stínítku
4. panel pro kanál B - stejný jako u kanálu B
5. panel pro určení režimu a určení hlavního kanálu a polarity - režimy jsou:
   1. kanál A
   2. kanál B
   3. Č. Z. - alternate
   4. 100 kHz - chopper
   5. A+(-)B
6. Vstupy a výstupy - vstup X a externí synchronizace, výstupy pro kontrolu osciloskopu
7. přepínač ČZ a VZ, čas /d - přepínač mezi časovou základnou a horizontálním zesilovač (X-Y režim) + lupa, a nastavení časové základny čas na dílek rastru
8. panel pro nastavování synchronizace a stability obrazu
9. kalibrace - slouží ke kalibraci osciloskopu (správně před každým měřením)

Abychom si vysvětlili, jak se pracuje s osciloskopem. Osciloskop nastavíme tak, aby byl nastaven na vstup A, aby byl dělič nastaven správně (kalibrován) a stopa byla ostře vidět. Pak připojíme nějaký generátor signálu, v našem případě použijeme integrovanou kalibraci. Časovou základnu nastavíme tak, aby se zobrazila minimálně jedna celá perioda, a signál se snažíme stabilizovat, aby "necestoval" po stínítku. Pak uvidíme stopu např.:

Na tomto obrázku si ukážeme, co je perioda a co je amplituda a jak zjistíme jejich velikosti. Perioda je čas potřebný k tomu, aby se děj začal opakovat (vrátil do výchozího stavu). Na rastru spočítáme dílky například 5,2 dílků rastru. Časovou základnu máme nastavenu na 0,2 ms/díl. Pak čas jedné periody je:

kde n je počet dílků na rastru a k je konstanta časové základny (čas/díl)

Převrácenou hodnotou periody je frekvence,
která je cca 952 Hz.

Amplituda je maximální hodnota napětí signálu. V našem případě jsme naměřili amplitudu 2,5 dílků rastru. Na děliči napětí máme nastavené 0,2 V. Pak velikost amplitudy (napětí) je:

\(U=n \cdot \mathrm k_U \implies 2{,}5\cdot 0{,}2=0{,}5\ \mathrm V\)

kde n je počet dílků a k_U je konstanta děliče vstupního napětí.

Z vypočítaných informací můžeme říct, že napětí je 0,5 V a frekvence je 952 Hz. Kalibrace by měla být naladěna na frekvenci kolem 1 kHz a výstupní napětí jsme nastavili na 0,5 V.

Teď jsme si ukázali základní zapojení a práci s osciloskopem, ale u každého osciloskopu doporučuji si přečíst návod na použití, protože se různé osciloskopy od sebe liší, aby nedošlo k jeho poškození.

Přidal Vojtěch Šotola. Naposledy upravil Vojtěch Šotola dne 2016-08-05 19:47:38.