Как пользоваться осциллографом омл 3м

Федеральное агентство по образованию

Электронный осциллограф – прибор, предназначенный для наблюдения, исследования и регистрации разнообразных быстропеременных электрических процессов путем их графического воспроизведения на экран электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Например, с помощью осциллографа можно измерить силу тока и напряжение, найти изменение их со временем, определить сдвиг фаз между ними, сравнить частоты и амплитуды различных переменных напряжений. Кроме того, осциллограф при применении соответствующих преобразователей позволяет исследовать неэлектрические процессы, например, измерять малые промежутки времени, кратковременные давления и т.д. Осциллограф характеризуется большим входным сопротивлением, высокой чувствительностью и малой инерционностью. Электронно-лучевые трубки для осциллографирования, т. е. записи быстропеременных электрических явлений, были впервые задействованы в начале прошлого столетия, и одной из первых таких трубок была разработанная проф. Д. А. Рожанским в 1910-1911 гг. Осциллограф малогабаритный любительский ОМЛ-ЗМ предназначен для наблюдения и исследования формы электрических сигналов в диапазоне частот от постоянного тока до 5МГц путем визуального наблюдения и исследования их временных и амплитудных значений, для настройки низкочастотной и высокочастотной бытовой радиоаппаратуры конструкторами-любителями. Условное обозначение 1У1 на задней панели свидетельствует о том, что изделие не предназначено для промышленных измерений.

Как использовать осциллограф ОМЛ 3М для измерения сигналов

Осциллографы — незаменимые помощники для измерения и анализа электрических сигналов. Модель ОМЛ 3М, выпущенная еще в советское время, и сегодня остается актуальной для радиолюбителей. Давайте разберемся, каким образом можно эффективно использовать этот прибор для решения различных задач.

1. История создания осциллографа ОМЛ 3М

Осциллографы появились в первой половине XX века как приборы для исследования электрических процессов. Их применение позволяло наглядно представить форму сигнала в виде графика зависимости напряжения от времени. Первые модели были аналоговыми, с электронно-лучевыми трубками.

В СССР осциллографы для нужд промышленности и обороны стали выпускаться в 1930-х годах. С 1950-х появились и более доступные любительские конструкции, такие как ОМЛ-1, ОМЛ-2.

Модель осциллографа ОМЛ 3М была разработана инженерами Саратовского завода имени Орджоникидзе. Это был одноканальный аналоговый осциллограф с полосой пропускания 5 МГц. Он имел встроенный генератор развертки и был оснащен электронно-лучевой трубкой 6Л1И с диагональю экрана 50 мм.

ОМЛ 3М предназначался для наблюдения и исследования формы электрических сигналов радиолюбителями и конструкторами.

Основные технические характеристики ОМЛ 3М:

• Полоса пропускания вертикального канала — 0..5 МГц
• Чувствительность по вертикали — 5 мВ/дел до 10 В/дел
• Коэффициент отклонения по горизонтали — 0,2 мкс/дел до 0,5 с/дел
• Максимальное входное напряжение — 400 В
• Питание — 127 или 220 В, 50 Гц

По сравнению с предыдущей моделью ОМЛ-2М новый осциллограф имел улучшенные характеристики развертки, более удобные органы управления, повышенную надежность. Однако он также имел ряд недостатков — не очень удобный переключатель длительности развертки, незащищенный выносной щуп.

2. Устройство и принцип работы

Упрощенная структурная схема осциллографа ОМЛ 3М выглядит следующим образом:

Основными функциональными узлами являются:

1. Входной аттенюатор
2. Усилитель вертикального отклонения
3. Генератор развертки
4. Усилитель горизонтального отклонения
5. Электронно-лучевая трубка
6. Блок питания

Исследуемый электрический сигнал подается на вход А. Здесь он делится по амплитуде входным аттенюатором и поступает на усилитель вертикального отклонения. Усиленный сигнал подается на отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки и отклоняет луч по вертикали.

Одновременно от генератора развертки на усилитель горизонтального отклонения поступают пилообразные импульсы напряжения. Этот сигнал отклоняет луч ЭЛТ по горизонтали, формируя развертку. Благодаря совмещению вертикального и горизонтального отклонений на экране трубки прорисовывается график исследуемого сигнала.

Таким образом, осциллограф ОМЛ 3М позволяет визуализировать электрические сигналы различных форм и частот. Это делает его незаменимым помощником для радиолюбителей и разработчиков электронных устройств. Далее рассмотрим более подробно управление осциллографом и проведение измерений.

3. Органы управления на передней панели

Для управления работой осциллографа ОМЛ 3М и проведения измерений на передней панели прибора расположен ряд органов управления:

• Регулятор яркости и включения/выключения питания
• Регулятор фокусировки луча
• Регуляторы смещения луча по оси X и Y
• Разъем входа сигнала канала Y
• Переключатели делителей и пределов измерения канала Y
• Переключатель вида входа канала Y
• Переключатели длительности развертки
• Переключатель вида синхронизации
• Регуляторы синхронизации и длины развертки
• Гнезда входа синхронизирующих сигналов канала X

Описание основных органов управления и порядок включения осциллографа ОМЛ 3М описаны в инструкции по эксплуатации. Кратко процедура сводится к следующим действиям:

1. Установить регуляторы в стартовые положения
2. Подать питание и прогреть ЭЛТ в течение 5-7 минут
3. Отрегулировать яркость и фокусировку луча
4. Установить линию развертки в центр экрана
5. При необходимости сбалансировать усилитель Y
6. Подать исследуемый сигнал и произвести измерения

После включения прибора также рекомендуется визуально проверить форму и стабильность линии развертки. При обнаружении отклонений может потребоваться регулировка или ремонт отдельных узлов осциллографа.

4. Измерение параметров сигналов

Осциллограф радиолюбителя ОМЛ 3М позволяет производить измерения следующих параметров электрических сигналов:

• форма сигнала во временной и амплитудной областях
• период и частота периодических сигналов
• амплитуда и пик-фактор импульсных сигналов
• временные интервалы и задержки
• параметры модулированных сигналов

Для исследования формы сигнала его подают на вход Y, выбирают необходимый коэффициент отклонения и наблюдают осциллограмму на экране ЭЛТ. Масштабная сетка позволяет определить амплитудные и временные характеристики.

При измерении периода периодического сигнала используют развертку, длительность которой соизмерима с периодом. Зная коэффициент развертки, по числу периодов на экране определяют период и частоту сигнала.

Амплитуду импульсов измеряют по вертикальной шкале, а длительность импульсов — с помощью курсорных линий развертки. Для получения устойчивого изображения используют синхронизацию развертки от исследуемого сигнала.

5. Поиск и устранение неисправностей

К сожалению, даже надежный прибор со временем может давать сбои и выходить из строя. Для восстановления работоспособности осциллографа ОМЛ 3М может потребоваться поиск и устранение неисправностей.

• Появление шумов, искажение или отсутствие изображения
• Нестабильность питающих напряжений
• Сбои в работе развертки, неустойчивость изображения
• Не работает синхронизация, пропадает сигнал

Для диагностики обычно проверяют цепи питания, усилители и генераторы, ЭЛТ. Возможные неисправности: перегоревшие предохранители, дрейф параметров элементов, выход из строя ЭЛТ.

При наличии навыков диагностики и пайки, многие проблемы можно решить путем замены вышедших из строя деталей. Критичные неисправности ЭЛТ и других узлов могут потребовать обращения в сервисную мастерскую.

5 Меры безопасности при работе с изделием

Эксплуатация осциллографа должна осуществляться с соблюдением следующих правил электробезопасности.

Перед началом работы корпус осциллографа необходимо заземлить. Зажим заземления расположен на задней панели. Запрещается эксплуатация осциллографа без заземления корпуса.

– подсоединять осциллограф к сети питания при отсутствии штепсельного соединения;

– подсоединять осциллограф к сети при включенном переклю­чателе «СЕТЬ» (на передней панели — регулятор яркости свечения луча);

– применять предохранители, отличающиеся по величине тока от указанных в настоящем РЭ;

– заменять предохранитель, вскрывать осциллограф, произ­водить ремонтные работы в нем, снимать ручки управления при включенной в сеть вилке прибора и в течение 3-5 ми­нут после отключения его от сети.

6 ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

Перед началом работы осциллограф необходимо заземлить: подсоединить провод заземления к зажиму , расположенному на задней панели осциллографа.

6.1 Описание органов управления

На передней панели осциллографа (см. приложение 1) расположены:

— выключатель питаний 220 В, регулятор яркости свечения луча;

— регулятор фокусировки луча;

— регулятор перемещения луча до вертикали;

— регулятор перемещения луча по горизонтали;

— регулятор длины развертки;

СИНХР. — регулятор синхронизации;

В/ДЕЛ. — переключатель входного делителя канала вертикального отклонения;

ВРЕМЯ/ДЕЛ. — переключатель диапазонов частот развертки;

ВНУТР.-ВНЕШ.- переключатель вида синхронизации;

АВТ.-ЖДУЩ. — переключатель режима развертки;

~ ~ — переключатель вида входа канала вертикального отклонения;

РАЗВ.-ВХ. Х — переключатель входа канала горизонтального отклонения.

Переключатель » ВРЕМЯ/ДЕЛ.» состоит из трех кнопок с зависимой фиксацией с пределами. 1, 2, 5; двух кнопок с незави­симой фиксацией. Первая делит, а вторая умножает длительности указанных пределов на 10.

При отжатых кнопках «х0,1» и «х10″ работает первый столбец (1,2,5). При нажатой кнопке “ х0,1” (кнопка » х10″ — отжата) работает второй столбец (х0,1; 0,2; 0,5). При нажатой кнопке ” х10” (кноп­ка «х0,1» — отжата) работает третий столбец (10,20,50).

При отжатой кнопке «мс-мкс» все перечисленные вше положе­ния переключателя работают на «мс», при нажатой кнопке «мс-мкс” — на «мкс».

— кнопка нажата, — кнопка отжата.

Переключатель «В/ДЕЛ» читается следующим образом:

— при нажатой кнопке » » (аттенюатор с коэффициентом деления «100») читается (работает) левая сторона переключателя;

— при отжатой кнопке » » — читается правая сторона переключателя «В/ДЕЛ».

6.2 Порядок включения прибора

Исходные положения органов управления прибора.

— присоединить вилку шнура питания к сети 220 В 50 Гц;

— установить ручки — фокус, — смещение по горизон­тали — смещение по вертикали в средние положения;

— нажать кнопку максимального коэффициента вертикального отклонения 50 В/дел., при этом нижняя кнопка переключателя «В/ДЕЛ.» должна быть отжата;

— нажать любую из 3-х кнопок с зависимой фиксацией переключателя «ВРЕМЯ/ДЕЛ.»;

— установить режим работы развертки автоколебательным (кнопка «АВТ.-ЖДУЩ.» отжата);

— установить переключатель «РАЗВ.- ВХ.Х» в положение «разв.» (кнопка отжата);

— установить переключатель «ВНУТР.-ВНЕШН.» в положение «внутр.» (кнопка отжата).

Включить прибор поворотом ручки яркость вправо до упора (тумблер включения питания совмещен с ручкой потенцио­метра «яркость»).

После включения осциллографа убедитесь в его нормальном функционировании:

— добейтесь органами управления » » оптимальной яркости и фокусировки луча развертки;

— сместите ручкой “ » начало развертки в левую часть экрана

— ручкой » » сместите луч развертки в центр экрана.

Прибор готов к проведению измерений через 5 минут после включения.

Проверьте балансировку усилителя вертикального отклонения и при необходимости подстройте поворотом оси потенциометра R13 через отверстие на боковой стенке осциллографа (см. приложение 1).

Для этого: нажмите кнопку 0,01/1,0. Если луч отклоняется более чем на 1 деление, то поворотом оси-потенциометра R13 верните его в первоначальное положение. Повторите подстройку несколько раз.

Производите необходимые измерения и наблюдения по экрану ЭЛТ, снабженного прозрачной шкалой, используемой для измерений по вертикали и горизонтали.

Шкала разделена на шесть делений по вертикали и восемь по горизонтали (одно деление 5 мм).

Как пользоваться осциллографом омл 3м

Осциллограф радиолюбителя ОМЛ-3М

Доживший до нынешних времен, осциллограф для радиолюбителей ОМЛ-3М, и по сей день используется многими мастерами и любителями при ремонте и наладке электронной аппаратуры. По сравнению с современными цифровыми осциллографами, слегка «пожелтевший» от времени ОМЛ-3М, чем-то напоминает музейный экспонат приборов, эпохи советского союза. Изготовитель данного осциллографа – «Саратовский электроприборостроительный завод им. Серго Орджоникидзе», выпускавший отечественные авиационные приборы, а в годы великой отечественной, был занят производством продукции для фронта. Логотип завода можно увидеть с задней стороны прибора.

Поскольку попавший к нам в руки осциллограф является абсолютно рабочим, то при его использовании будем учитывать указания и инструкцию от производителя. В инструкции завод-изготовитель четко и ясно дал понять о предназначении этого осциллографа: « Осциллограф малогабаритный любительский ОМЛ-3М предназначен для наблюдения и исследования формы электрических сигналов в диапазоне частот от постоянного тока до 5МГц путем визуального наблюдения и исследования их временных и амплитудных значений, для настройки низкочастотной и высокочастотной бытовой радиоаппаратуры конструкторами – любителями. Условное обозначение «У» на задней панели свидетельствует о том, что изделие не предназначено для промышленных измерений». Не будем полностью описывать все технические характеристики и прочую информацию этого прибора, кто заинтересован в подробном описании, могут скачать его, перейдя по ссылке – «Руководство по эксплуатации для ОМЛ-3М» . Помимо характеристик осциллографа, там вы сможете найти описание принципа работы, требования по технике безопасности, подготовка и порядок работы, и некоторые другие моменты. Электрическую схему можно скачать здесь – «Принципиальная схема осциллографа для радиолюбителя ОМЛ-3М» . Также для радиолюбителей есть замечательная книга – «Осциллограф – ваш помощник (как работать с осциллографом)», автор Б.С.Иванов, где описываются приемы работы с осциллографом, приводятся примеры наблюдения и измерения электрических сигналов, дается методика визуальной проверки и наладки различных радиоустройств. В этой книге затрагивается работа именно с осциллографом ОМЛ-3М, рекомендуем к прочтению.

Осциллограф радиолюбителя ОМЛ-3М

Задняя сторона осциллографа (с логотипом)

Логотип и условное обозначение — буква «У»

Для того чтобы разобрать осциллограф, надо вооружиться плоской отверткой, поскольку здесь все винтики имеют прямой шлиц. Две металлические крышки (кожухи), сверху и снизу, надежно прикрывают внутренности измерительного прибора, между ними прикручивается декоративный держатель, на котором крепится ручка для транспортировки осциллографа. Внутри можно увидеть платы из фольгированного гетинакса, с электронными компонентами давно минувших дней. Самый распространенный советский транзистор КТ315 – маломощный кремниевый, биполярный, в корпусах желтого и оранжевого цвета – можно встретить на платах чаще всего, в те времена он применялся практически во всей электронной аппаратуре (на фото ниже его хорошо видно). Вся конструкция осциллографа состоит из пяти частей. Передняя панель — вход «У», регуляторы, переключатели. Задняя панель — вход 220 вольт, понижающий трансформатор, предохранитель, заземление. Три платы – каналы вертикального и горизонтального отклонения, и плата блока питания. На верхней фотографии мы видим плату канала горизонтального отклонения (она самая верхняя), ниже – фото фрагмента платы блока питания, эта плата находиться посередине. Узнать плату блока питания можно по большим конденсаторам сглаживающего фильтра, с вертикальным монтажом.

Плата канала горизонтального отклонения и фрагмент блока питания, осциллографа ОМЛ-3М

Осциллограф ОМЛ-3М без крышек, вид сбоку

На следующих фотографиях хорошо видно основную деталь осциллографа – это электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) 6Л01И (однолучевая). Покрытая изнутри люминофором, электронно-лучевая трубка осциллографа, внешне напоминает кинескоп телевизора, в уменьшенных размерах. Размер рабочей области экрана 30 х 40 mm . Также как и у телевизионного кинескопа, внутри ЭЛТ осциллографа есть нить накала, управляющие электроды и аноды. Основной принцип работы ЭЛТ осциллографа и кинескопа телевизора, ничем не отличается. Для смещения пучка электронов в стороны, в данной трубке используются пластины горизонтального и вертикального отклонения , установленные внутри (в кинескопе телевизора – отклоняющие катушки, на горловине). Вкратце напомним, каким образом появляется развертка — светящаяся горизонтальная линия, после включения осциллографа. Все очень просто, на пластины горизонтального отклонения подается пилообразное напряжение , от амплитуды которого зависит длина линии развертки. С помощью регулятора расположенного на передней панели, мы можем задавать амплитуду этого напряжения и соответственно длину развертки. Помимо переменного напряжения, на отклоняющие пластины подается постоянное напряжение, для того, чтобы мы могли двигать пучок электронов относительно центра экрана электронно-лучевой трубки. Для этого, на передней панели расположены регуляторы перемещения луча по оси X и Y . Ниже рассмотрим назначение всех регуляторов и переключателей на передней панели осциллографа. При подаче переменного напряжения синусоидальной формы , на пластины вертикального отклонения, горизонтальная линия развертки будет изменяться, в зависимости от формы этих колебаний. Так рисуется «картина» исследуемого сигнала. Для более углубленного изучения этого процесса, рекомендуем скачать и прочесть книгу указанную выше, мы лишь бегло описали принцип. На цоколе трубки расположены выводы электродов, всего их четырнадцать: накал (подогреватель) – 1, 14 вывод; катод – 2 ; модулятор – 3 ; первый анод – 4 ; модулятор – 6, 12 ; временная отклоняющая пластина Х1 – 7 ; временная отклоняющая пластина Х2 – 8 вывод; второй анод – 9 вывод; сигнальная отклоняющая пластина Y1 – 10 ; сигнальная отклоняющая пластина Y2 – 11 ; не используются – 5, 13 выводы. После включения осциллографа в сеть, электронно-лучевой трубке дают время прогреться несколько минут перед использованием, обычно 5- 7 минут.

Электронно-лучевая трубка 6Л01И, вид сверху осциллографа

ЭЛТ для осциллографа 6Л01И, вид сбоку

Выводы электродов 6Л01И

Рассмотрим переднюю, панель осциллографа, с находящимися на ней регуляторами и кнопочными переключателями и перечислим назначение каждого.

(1) — Регулятор яркости луча и включение/выключение питания ;

(2) — Регулятор фокусировки луча ;

(3) — Регулятор перемещения луча по оси Y ;

(4) — Регулятор перемещения луча по оси X ;

(5) — Разъем входа канала Y ;

(6, 7) — Переключатели делителей канала Y ;

(8) — Переключатель вида входа канала Y ;

(9, 10, 11, 14) — Переключатели диапазонов частот (длительностей) развертки ;

(12) — Переключатель вида синхронизации ;

(13) — Переключатель входа канала X ;

(15) — Переключатель режима развертки ;

(16) — Регулятор синхронизации ;

(17) — Регулятор длины развертки ;

(18) — Гнезда входа канала X ;

Переключатели и регуляторы осциллографа ОМЛ-3М

Включаем осциллограф и делаем его настройку так, как указано об этом в книге Б.С.Иванова «Осциллограф – ваш помощник (как работать с осциллографом)». Приведем некоторые описания настройки из книги, а номера и расположения регуляторов и переключателей, вы можете видеть на фотографии выше: «Перед включением поставим все кнопки в отжатое положение, кроме кнопок «0,5 – 50» переключателя (6) и «1 – 0,1 – 10» переключателя (9) – они должны быть нажаты. Регулятор длины развертки (17) поставьте в крайнее положение по часовой стрелке, регулятор яркости (1) – в крайнее положение против часовой стрелки, остальные регуляторы – примерно в среднее положение. К гнездам (18) и разъему (5) пока ничего не подключайте. Вставим вилку питания осциллографа в сетевую розетку, повернув регулятор яркости (1) по часовой стрелке до появления щелчка, дадим осциллографу прогреться минут 5…7. После этого поверните регулятор яркости по часовой стрелке до появления светящейся линии на экране ( линия развертки ), сфокусируйте ее регулятором (2) , а регуляторами (3) и (4) сместите линию так, чтобы она начиналась у крайнего левого вертикального деления масштабной сетки и проходила по ее средней горизонтальной линии».

Выравниваем развертку по горизонтальной (средней) линии масштабной сетки

Далее: «Нажмите кнопку «0,01 – 1» переключателя (1) – линия развертки может сместиться вверх или вниз. Это будет свидетельствовать о разбалансировке усилителя вертикального отклонения . Если смещение не превышает одного деления масштабной сетки, то все в порядке. При большем смещении нужно сбалансировать усилитель подстроечным резистором, расположенным за отверстием на правой боковой стенке кожуха. Движок резистора поворачивают отверткой так, чтобы линия возвратилась на прежнее место». На нашем осциллографе линия немного сместилась вверх, но не превышала одного деления, что считается допустимым. На фото ниже наглядно показано отверстие для подстроечной отвертки, в случае разбалансировки усилителя.

Линия развертки не превышает одного деления — все в порядке

Отверстие для регулировки усилителя вертикального отклонения

После проведения небольших регулировок осциллографа, можно приступать к измерениям сигналов. В книге «Осциллограф – ваш помощник (как работать с осциллографом)», подробно описано об измерениях постоянного напряжения, как посмотреть амплитуду пульсаций на нагрузке, или проверить усилитель звуковой частоты и многое другое. Мы решили посмотреть, как выглядит ПЦТС (Полный Цветной Телевизионный Сигнал), на данном осциллографе, используя генератор телевизионных сигналов . На фото ниже результат. Получился немного растянутым, но не суть, факт в том, что начинающие радиолюбители уже могут посмотреть, например, прохождение видеосигнала.

Так выглядит ПЦТС на экране осциллографа ОМЛ-3М

Нельзя недооценить роль осциллографа при ремонте и настройке современной электронной аппаратуры, во многих случаях без него просто невозможно обойтись. Очень часто встречаются люди, которые считают себя, чуть ли не гениями, «знатоками» электроники, дающие советы другим, но на деле, все их познания сводятся минимум к тому, что вздувшиеся электролитические конденсаторы надо заменить, и максимум, они знают что диод «звонится» только в одну сторону. Сейчас много интернет – ресурсов, где выложены готовые решения по неисправности того или иного аппарата, но, не всегда это спасает «знающих» , и при более или менее серьезной проблеме они впадают в ступор, не найдя ответа в Интернете. Осциллограф дает визуальное представление процессов, происходящих в электронной схеме, и следовательно более глубокое их понимание. Мы будем рады, если юные радиолюбители нашли хоть малейший интерес в этой небольшой статье, и заинтересовались осциллографом как очень полезным измерительным прибором, неважно, цифровой он или нет. Не все начинающие радиолюбители, могут позволить себе дорогостоящий, качественный, цифровой осциллограф, и «на ходу» еще много «дедушкиных приборов», наподобие данного осциллографа. Желаем успехов в изучении электроники!