Как измерить частоту осциллографом

Как читать данные на экране осциллографа

Мне нравится создавать бесплатный контент, полный советов для моих читателей, вас. Я не принимаю платное спонсорство, мое мнение принадлежит мне, но если вы сочтете мои рекомендации полезными и в конечном итоге купите что-то, что вам нравится, по одной из моих ссылок, я мог бы получить комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас. Узнать больше

Как читать экран осциллографа

Осциллограф измеряет напряжение питания любого источника и отображает график зависимости напряжения от времени на прикрепленном к нему цифровом экране. Этот график используется в различных областях электротехники и медицины. Благодаря точности и визуальному представлению данных, осциллографы являются широко используемым устройством. На первый взгляд может показаться, что в этом нет ничего особенного, но это может быть очень полезно для понимания того, как ведет себя сигнал. Наблюдение за постоянным изменением может помочь вам найти острые детали, которые невозможно было узнать без живого графика. Мы научим вас читать экран осциллографа для некоторых распространенных медицинских и инженерных целей.

Использование осциллографа
Чтение экрана осциллографа
Как измерить напряжение переменного тока с помощью осциллографа?
- Шаг 1: понимание масштаба
- Шаг 2. Знайте вертикальное и горизонтальное сечения
- Шаг 3: наберите ручки позиционирования
- Шаг 4: Измерение
- Проверьте дополнительную информацию на экране
Использование осциллографа

Использование осциллографа в основном используется в исследовательских целях. В электротехнике он обеспечивает чувствительное и точное визуальное представление сложных волновых функций. Помимо базовых данных, частоты и амплитуды, их можно использовать для изучения любых шумов в цепях. Также можно рассмотреть формы волн. В области медицины осциллографы используются для проведения различных тестов на сердце. Постоянное изменение напряжения со временем преобразуется в биение сердца. Глядя на график осциллографов, врачи могут получить важную информацию о сердце.

Чтение экрана осциллографа

После того, как вы подключили пробники к источнику напряжения и сумели получить выходной сигнал на экране, вы сможете прочитать и понять, что означает этот выходной сигнал. Графики означают разные вещи для техники и медицины. Мы поможем вам понять и то, и другое, ответив на некоторые из наиболее распространенных вопросов.

Как измерить напряжение переменного тока с помощью осциллографа?

Источник переменного тока или напряжение переменного тока изменяют направление потока относительно времени. Итак, график, полученный для переменного напряжения, представляет собой синусоидальную волну. Мы можем рассчитать частоту, амплитуда, период времени, шумы и т. д. из графика.

Шаг 1: понимание масштаба

На экране вашего осциллографа есть небольшие квадратные прямоугольники. Каждый из этих квадратов называется делением. Однако масштаб — это значение, которое вы присваиваете отдельному квадрату, то есть делению. В зависимости от того, какую шкалу вы установите на обеих осях, ваши показания будут различаться, но в конечном итоге они будут отражать одно и то же.

Шаг 2. Знайте вертикальное и горизонтальное сечения

Полученные значения по горизонтали или оси X указывают время. И у нас есть значения напряжения по оси Y. В вертикальной части есть ручка для установки значений напряжения на деление (вольт / деление). В горизонтальной части также есть ручка, которая устанавливает значение времени на деление (время / деление). Обычно значения времени не задаются в секундах. Миллисекунды (мс) или микросекунды более распространены, потому что измеренная частота напряжения обычно находится в диапазоне до килогерц (кГц). Значения напряжения находятся в вольтах (v) или милливольтах.

Шаг 3: наберите ручки позиционирования

Есть две другие ручки, как в горизонтальной, так и в вертикальной части осциллографа, которые позволяют перемещать весь график / рисунок сигнала по осям X и Y. Это может быть очень полезно для получения точных данных с экрана. Если вам нужны точные данные с графика, вы можете переместить график и сопоставить его с острием квадрата деления. Таким образом, вы можете быть уверены в количестве делений. Однако не забудьте рассмотреть нижнюю часть графика.

Шаг 4: Измерение

После того, как вы установите ручки в разумное положение, вы можете начать измерения. Наибольшая вертикальная высота, которую график достигнет от положения равновесия, называется амплитудой. Скажем, вы установили масштаб по оси Y как 1 вольт на деление. Если ваш график достигает 3 наименьших квадратов от положения равновесия, то его амплитуда составляет 3 вольта.Период времени на графике можно узнать, измерив расстояние между двумя амплитудами. Для оси X предположим, что вы установили масштаб на 10 микросекунд на деление. Если расстояние между двумя пиковыми точками вашего графика составляет, скажем, 3.5 деления, то это соответствует 35 микросекундам.

Почему на осциллографе видны более крупные волны

Некоторые ручки на вертикальном и горизонтальном участках можно набрать, чтобы изменить масштаб графика. Изменяя масштаб, вы увеличиваете и уменьшаете масштаб. Из-за большего масштаба, скажем, 5 единиц на деление, на осциллографе будут видны более крупные волны.

Что такое смещение постоянного тока на осциллографе

Если средняя амплитуда волны равна нулю, волна формируется таким образом, что ось X имеет нулевые значения ординаты (значения оси Y). Однако некоторые формы сигналов создаются выше оси X или ниже оси X. Это потому, что их средняя амплитуда не равна нулю, а больше или меньше нуля. Это состояние называется смещением постоянного тока.

Почему большие волны, видимые на осциллографе, представляют сокращение желудочков

Если на осциллографе видны более крупные волны, это означает сокращение желудочков. Волны больше, потому что насосное действие желудочков сердца намного сильнее, чем предсердий. Это потому, что желудочек перекачивает кровь из сердца во все тело. Значит, для этого требуется огромное количество силы. Врачи следят за волнами и изучают волны, формируемые на осциллографе, чтобы понять состояние желудочков, предсердий и, в конечном итоге, сердца. Любая необычная форма или скорость формирования волн указывает на проблемы с сердцем, к которым врачи могут помочь.

Проверьте дополнительную информацию на экране

Современные осциллографы показывают не только график, но и набор других данных. Наиболее распространенный из этих данных — частота. Поскольку осциллограф дает данные относительно определенного времени, значение частоты может продолжать изменяться относительно времени. Количество изменений зависит от испытуемого. Компании, которые производят осциллографы высшего качества постоянно пытаются улучшить взаимодействие с пользователями своих устройств и раздвинуть границы. С этой целью ставят большое количество дополнительных настроек для устройства. Опции для сохранения графика, запуска чего-либо снова и снова, замораживания графика и т. Д. — вот некоторые из вещей, информацию о которых вы можете увидеть на экране. Все, что вам нужно для новичка, — это умение читать и собирать данные с графика. Вам не обязательно сначала понимать их все. Как только вы освоитесь с ним, начните изучать кнопки и посмотрите, какие изменения появятся на экране.

Заключение

Осциллограф — важный инструмент как в области медицины, так и в области электротехники. Если у вас есть более старые модели осциллографов, мы рекомендуем сначала начать с них. Вам будет проще и менее запутанным, если вы начнете с чего-то базового.

Я Йоост Нуссельдер, основатель Tools Doctor, контент-маркетолог и папа. Мне нравится пробовать новое оборудование, и с 2016 года вместе со своей командой я пишу подробные статьи в блогах, чтобы помочь постоянным читателям с инструментами и советами по изготовлению.

Я Йоост Нуссельдер, основатель Tools Doctor, контент-маркетолог и папа. Мне нравится пробовать новое оборудование, и с 2016 года вместе со своей командой я пишу подробные статьи в блогах, чтобы помочь постоянным читателям с инструментами и советами по изготовлению.

Что такое осциллограф, как с ним работать для измерения тока и частоты

При ремонте или наладке радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры нередко возникает необходимость определить наличие периодического сигнала, посмотреть его форму и с определенной точностью определить параметры. Все это можно сделать с помощью прибора, который не совсем правильно называется осциллографом ( слово «осцилло» на латыни означает качаться, а «графо» по-гречески — пишу, а точнее это устройство надо бы называть осциллоскопом, от греческого «скопео» — наблюдать).

Что может замерять осциллограф

Осциллограф позволяет посмотреть форму сигнала. Понять принцип его действия можно по механическому аналогу – над движущейся лентой совершает колебания мешочек с песком. Песочный след рисует линию, соответствующую форме колебаний.

В электронном осциллографе роль движущейся ленты выполняет горизонтальная развертка, роль сыплющегося песка – электронный луч, рисующий на экране, покрытом люминофором. Развертка по горизонтали определяется временем хода луча, развёртка по вертикали – амплитудой напряжения, поданного на вход. На экран нанесены деления, масштаб которых устанавливается ручками на передней панели прибора:
- время на деление (TIME/DIV);
- вольт на деление (VOLT/DIV).
Вращением ручек можно «развернуть» изображение сигнала, который показывает осциллограф, таким образом, чтобы его было комфортно наблюдать и измерять.

Далее в качестве примеров будет приводиться работа с электронным осциллографом GOS-620FG.

В первую очередь, осциллографом можно измерить напряжение. Например, постоянное. Если на вход прибора подать подобный сигнал, прямой луч отклонится от нулевого положения на величину измеряемого напряжения (с учетом выбранного усиления ручкой вольт/дел).

Можно увидеть и переменное напряжение – если брать его от сети (напрямую или через понижающий трансформатор) оно будет иметь форму синусоиды. Если брать сигнал от функционального генератора или от электронной схемы, его форма может быть различной.

В принципе, осциллографом можно измерить любую величину, если преобразовать ее в напряжение. Например, можно измерить ток в виде падения напряжения на шунтовом резисторе.

Основные понятия

Чтобы научиться проводить измерения с помощью осциллографа, надо четко понимать, что представляют собой величины, характеризующие периодическую функцию.

Частота сигнала

Если сигнал периодический, это означает, что он через определенное время повторяется. Это время называется периодом, он обозначается буквой T и его длительность измеряется в секундах (микросекундах, миллисекундах и т.д.).

Более строгая формулировка – периодом называется время одного полного колебания.

Зная период, легко посчитать частоту. Зависимость выглядит, как f =1/T.

Здесь время в секундах, частота – в герцах.

Мнение эксперта
Становой Алексей
Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.

У каждого осциллографа есть верхняя рабочая частота. Для данного прибора она составляет 20 МГц. На самом деле, можно посмотреть наличие сигнала частотой и 25 МГц, и 30 МГц, а возможно и выше. Но надо понимать, что за пределами частотного диапазона осциллограф будет непредсказуемо уменьшать амплитуду (точно измерить размах колебаний будет невозможно) и «заваливать» фронты сигнала (прямоугольник будет больше похож на синусоиду).

Амплитуда сигнала

Амплитудой (A) называется максимальное отклонение изменяющейся величины от среднего значения. В радиотехнике и электротехнике амплитудой называют наибольшее отклонение напряжения от нулевого значения (линия 1 на рисунке).

Существует и другая величина, оценивающая наибольшее отклонение от нуля, она называется размахом (в зарубежной технической литературе – peak-to-peak, «от пика до пика», Vpp). Эта величина равна разнице между наибольшим и наименьшим значением сигнала.

У однополярных сигналов без постоянной составляющей амплитуда в общем случае равна размаху. Это верно, например, для однополярного напряжения прямоугольной формы.

Форма сигнала

При разработке, налаживании и ремонте электронных схем можно встретить самые разнообразные формы сигналов. Наиболее простые и распространённые среди них:
- синусоидальный;
- треугольный;
- прямоугольный.
Эти сигналы можно получить от многих функциональных генераторов, которые имеются в лабораториях.

По мере прохождения сигнала по схеме, его форма может модифицироваться (намеренно) или искажаться (нештатно). Посредством осциллографа можно контролировать эти явления.

Фаза сигнала

Под фазой в радиотехнике и электротехнике понимают местоположение точки периодического сигнала в пределах одного периода колебаний.
1. Период можно измерять в радианах, тогда полный период составит 2π. Фаза первой точки будет равна 0, второй π/2, третьей — 3π/2, четвертой — 2π.
2. Можно измерять период в градусах, тогда полный период составит 180 градусов, точка 1 – 0 градусов, точка 2 – 45 градусов, точка 3 – 135 градусов, а точка 4 – 180.
3. Можно измерять фазу в относительных единицах (долях периода). Тогда точка 0 имеет фазу 0, точка 2 – T/4, точка 3 – 3/4Т, точка 4 – Т.
Часто фазой сигнала называют его начальную фазу (колебание начинается не с нулевой точки) или сдвиг фаз между двумя периодическими сигналами.

Работа с осциллографом

От правильного выбора режима осциллографа зависит точность измерения. Да и удобство работы тоже.

Подготовка

После включения осциллографа надо:
- отрегулировать яркость свечения до комфортной (ручкой INTEN);
- сфокусировать луч (FOCUS) до минимальной ширины дорожки;
- установить дорожку на нулевое деление ручкой POSITION.
После этого можно приступать к дальнейшему выбору режима работы.

Удобнее всего выполнять эти операции, поставив переключатель входа в позицию GND.

Настройка усиления

Сигнал комфортно наблюдать и считывать его параметры, если он занимает по размаху большую (но не всю) часть экрана. Например, на экран осциллографа GOS-620FG нанесено 8 делений по вертикали (по 4 вверх и вниз от нуля). Удобно, чтобы сигнал от пика до пика занимал 6 делений. Значит, если ожидается наблюдение сигнала размахом в 1 вольт, надо, чтобы на 1 деление приходилось 1/6=0,16 вольта. Выбирается усиление 0,2 вольта на деление.

Если фактический сигнал будет больше или меньше ожидаемого, или удобнее изменить масштаб в большую или меньшую сторону, можно изменить предел измерения непосредственно во время наблюдения.

Выбор режима

В первую очередь надо выбрать режим синхронизации. От этого будет зависеть, насколько получится «остановить» наблюдаемый сигнал для измерения и анализа. Несинхронизированный сигнал будет «бежать» по экрану или сливаться в одну дорожку. В рассматриваемом приборе органы управления синхронизацией расположены в зоне Trigger.

В первую очередь надо выбрать режим синхронизации переключателем Mode:
- auto – генератор развертки работает постоянно в автоматическом режиме;
- norm – ждущий режим, развертка запускается при появлении на входе сигнала достаточной амплитуды ( регулируется ручкой Level);
- режимы TV-V и TV-H – синхронизация импульсом вертикальной или горизонтальной синхронизации ТВ-сигнала (используется при работе с видеоаппаратурой).
Чтобы посмотреть сигнал неизвестной заранее амплитуды, лучше выбрать автоматический режим.

Ручкой Source надо выбрать источник синхронизирующего сигнала:
- CH1, CH2 – сигнал, подаваемый на соответствующий вход (у данного осциллографа их два);
- line – синхронизация от сети 220 вольт;
- ext – синхронизация внешним сигналом.
В самом простом случае выбирается тот же вход, на который подается исследуемый сигнал (CH1 в приведенном примере). Картинка «останавливается» вращением ручки level.

Далее надо выбрать режим работы входа. Он может быть:
- открытым (DC, пропускает как переменное, так и постоянное напряжение);
- закрытым (AC, пропускает только переменное напряжение);
- GND – соединен с общим проводом и не пропускает ничего.
С одной стороны, бывает необходимо посмотреть обе составляющие сигнала. С другой это не всегда удобно.

Например, имеется схема каскада, показанного на рисунке, и надо посмотреть сигнал в точке, указанной зеленой стрелкой. В ней уровень постоянного напряжения составляет 4..5 вольт, а переменное может быть, к примеру, 0,1 вольт. Уместить на одном экране оба уровня не получится – переменная часть «съедет» к краю дисплея или уйдет за его пределы. Поэтому в данном случае переменную составляющую сигнала лучше рассматривать в режиме закрытого входа (AC).

Подключение к источнику сигнала

При подключении к источнику сигнала надо осознавать, что осциллограф имеет собственное входное сопротивление и входную ёмкость. Обычно эти параметры указаны рядом с входным разъемом прибора.

Кроме того, свою емкость имеет и шнур со щупами. Эта емкость подключается параллельно входной емкости входа осциллографа и суммируется с ней. Она невелика, всего несколько десятков пикофарад, но при работе с высокочастотными цепями это может иметь значение. Обе эти величины могут внести искажения и, в определенных случаях, сделать измерение менее точным (а иногда и полностью исказить результат).

Мнение эксперта
Становой Алексей
Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.

Если выходное сопротивление источника сигнала хотя бы на порядок ниже входного сопротивления входа прибора (в данном случае – 100 кОм и ниже, что в большинстве практических ситуаций соблюдается), то Rвх можно не учитывать. Также можно не учитывать паразитную ёмкость, если она не влияет на измерения.

Если анализ показывает, что измерения с обычным кабелем могут быть неточными, придется применить щуп с делителем. Он снижает амплитуду сигнала в 10 раз, но при этом уменьшает входную емкость и увеличивает входное сопротивление. Типовые параметры для распространенных щупов с делителем указаны в таблице (для разных изделий могут различаться).

Режим Входная ёмкость, пФ Входное сопротивление, МОм Наибольшая частота измерений

1:1 70..120 1 10

1:10 14..18 10 100

Работа с измерительными линейками

Дисплей осциллографа содержит:
- горизонтальную линейку из 8 делений для измерения времени;
- вертикальную линейку из 8 делений для измерения напряжения.
Деления линеек пересекаются, образуя измерительную сетку. Для более точных замеров каждое большое деление разбито еще на 5 малых, но малые деления сетки не образуют. Цена каждого большого деления (а вслед за ним – и малого зависит от положения переключателей.

Переключатели вольт на деление (VOLT/DIV) задают значение большого вертикального деления. Данная модель осциллографа позволяет выбирать значение масштабирования от 5 мВ (0,005 вольт) до 5 вольт на 1 деление. На самом грубом пределе на экран умещается снизу до верху 5 х 8 =40 вольт, на самом чувствительном – 40 милливольт. В первом случае малое деление имеет значение 0,1 мВ, а во втором – 1 вольт.

Эта модель осциллографа является двухлучевой (двухканальной), масштаб напряжений можно установить раздельно для каждого входа.

Примеры измерения параметров электрических сигналов

В качестве примера можно рассмотреть синусоидальный сигнал неизвестной амплитуды и частоты, поданный с функционального генератора. Для работы выбирается канал 1 в закрытом режиме и автоматический режим синхронизации по этому же каналу.

После установки удобного для наблюдения усиления (ручка VOLT/DIV) в положении 0,5V) и синхронизации сигнала ручкой Level изображение сигнала растянуто ручкой TIME/DIV (положение 0,1 mS).

Амплитуда сигнала составляет 1,7 большого деления (размах от пика до пика – 3,4 большого деления). Значит, при выбранном усилении амплитуда составит 1,7 х 0,5=0,85 вольт (Vpp=1,7 вольт).

Длительность одного периода колебаний составит 4,4 большого деления. Значит, период длится T=4,4 х 0,1 мс=0,44 мс=0,00044 секунды. Следовательно, частота сигнала составляет f=1/T=1/0,00044=2272,7 Герц или около 2,27 кГц.

В другом положении ручки TIME/DIV (0,2 mS) сигнал на экране «сожмется» вдове по горизонтали. Длительность периода составит 2,2 деления, но все те же 0,44 мс.

Точно измерить частоту с помощью осциллографа не получится (если у него нет встроенного частотомера), поэтому к полученной цифре надо относиться, как к оценочной.

В обзоре описаны только базовые приемы работы с осциллографом. По мере накопления знаний и навыков можно выполнять более сложные измерения. Значительно расширяют возможности этого прибора дополнительные блоки (приставки), которые можно сделать самостоятельно или приобрести в специализированных магазинах. Так, генератор качающейся частоты позволяет осциллографу измерять АЧХ различных устройств, а блок с шунтовым резистором – измерять токи.

Еще больше возможностей дает пользователю применение цифровых осциллографов. Они дают возможность более точных замеров, хранения данных, их можно подключать к компьютеру, что позволяет использовать ресурсы, недоступные аналоговому устройству.

Следует лишь помнить, что сигнал в таком осциллографе выдается на дисплей после обработки, поэтому форма его может не полностью соответствовать реальной.

Тем не менее, первые навыки лучше получать на аналоговом приборе. Лишь после есть смысл переходить к более сложным измерительным устройствам.

radiohlam.ru

БАРС модератор, спонсор, писатель, идеолог, редактор
Сообщения: 2019 Зарегистрирован: 16 ноя 2009, 15:25 Откуда: СССР, г. Москва

Определение частоты по осциллограмме

Сообщение БАРС » 15 ноя 2011, 20:24

Давно хотел создать тему для всех, да и самому немного разобраться. Как известно в импульсной электронике без осциллографа делать вообще нечего. Тут я расскажу как узнать частоту с помощью осциллографа.

Частота = 1 / период импульса.

$Изображение$

Период импульса = диапазон положения ручки «время» на осциллографе * количество клеток периода импульса на осциллограмме.

Предлагаю рассмотреть три осциллограммы и рассчитать частоту:
(На всех трёх осциллограммах ручка «время» у меня была в положении «0,05 мкс» [микросекунд])

Первый пример, расписываю очень подробно:

Период импульса = 0,05 мкс * 4,2 клетки = 0,21 мкс
0,21 мкс / 1000 = 0,00 021 мс [миллисекунда]
0,00 021 мс / 1000 = 0,0 000 0021 с [секунды]

Частота = 1 / 0,0 000 0021 с = 4 761 900 Гц
4 761 900 Гц / 1000 = 47 619 кГц
47 619 кГц / 1000 = 4,7619 МГц

Второй пример, кратко:

Период импульса = 0,05 мкс * 2 клетки = 0,1 мкс

Частота = 1 / 0,1 мкс = 10 МГц

Третий пример (прошу прощения за плохую синхронизацию, мой осциллограф уже не «тянет» столь высокую частоту):

Период импульса = 0,05 мкс * 1,2 клетки = 0,06 мкс

Частота = 1 / 0,06 мкс = 16,666 МГц

Всем спасибо. Прошу ткнуть носом в имеющиеся ошибки и опечатки
Уважаемого Админа персонально прошу прокомментировать данный пост

Сотрудничаю с НАСА, Роскосмос, Газпром, РЖД, Интер РАО ЕЭС, Роснано и др. (конкретно уточняйте у самой организации) ©.

ec73 инженер, читатель
Сообщения: 54 Зарегистрирован: 20 окт 2010, 19:49 Контактная информация:

Re: Определение частоты по осциллограмме

Сообщение ec73 » 15 ноя 2011, 23:36

Очевидные вещи комментировать — все верно

Считаем скважность:
Период в первом случае равен 4,2 клетки
Длительность — 2,2 клетки.
Скважность равна 2. Ну примерно
Или коэффициент заполнения — 0,5 (duty=50%)

rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 3059 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Re: Определение частоты по осциллограмме

Сообщение rhf-admin » 16 ноя 2011, 09:45

Всё правильно, только мега- обычно большой буквой М обозначают, а маленькой — милли-. То есть мегагерцы надо вот так: МГц.

С уважением, администрация сайта.

БАРС модератор, спонсор, писатель, идеолог, редактор
Сообщения: 2019 Зарегистрирован: 16 ноя 2009, 15:25 Откуда: СССР, г. Москва

Re: Определение частоты по осциллограмме

Сообщение БАРС » 22 ноя 2011, 20:03

Объясните доходчиво на примере моих осциллограмм, что такое амплитуда?
Нашёл в гугле какую-то непонятную ересь:

Амплитуда — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении. Неотрицательная скалярная величина, размерность которой совпадает с размерностью определяемой физической величины.
Иначе: Амплитуда — модуль максимального отклонения тела от положения равновесия.

Сотрудничаю с НАСА, Роскосмос, Газпром, РЖД, Интер РАО ЕЭС, Роснано и др. (конкретно уточняйте у самой организации) ©.

rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 3059 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Re: Определение частоты по осциллограмме

Сообщение rhf-admin » 23 ноя 2011, 01:01

2.JPG (13.24 КБ) 95027 просмотров
С уважением, администрация сайта.

БАРС модератор, спонсор, писатель, идеолог, редактор
Сообщения: 2019 Зарегистрирован: 16 ноя 2009, 15:25 Откуда: СССР, г. Москва

Re: Определение частоты по осциллограмме

Сообщение БАРС » 23 ноя 2011, 01:37

Спасибо
Получается что амплитуда это модуль напряжения между нулевой точкой сигнала и его максимальной или минимальной величиной?
А если сигнал постоянный, скажем 5В, то никакой амплитуды быть не может?
А как тогда называется «размах сигнала» (в вольтах)? Например пульсации 1 Вольт (5 клеток по 200 мВ).

Сотрудничаю с НАСА, Роскосмос, Газпром, РЖД, Интер РАО ЕЭС, Роснано и др. (конкретно уточняйте у самой организации) ©.

rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 3059 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Re: Определение частоты по осциллограмме

Сообщение rhf-admin » 23 ноя 2011, 12:06

Получается что амплитуда это модуль напряжения между нулевой точкой сигнала и его максимальной или минимальной величиной?

Нет, почему обязательно между нулевой. Колебания могут быть наложены и на постоянную составляющую. Нормальное же определение:

Амплитуда — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении.

Допустим у тебя на выходе +5 Вольт постоянного напряжения и на них наложена синусоида. Среднее значение будет +5В, а отклонение от +5 Вольт допустим составляет 0,5 Вольта, т.е. сигнал на выходе меняется от 4,5 В, до 5,5 Вольт. Амплитуда будет 0,5 Вольт, размах колебаний (от минимального до максимального значения) 1 Вольт (двойная амплитуда).

Например пульсации 1 Вольт

Само по себе такое выражение смысла не имеет, обычно подразумевают или «размах пульсаций» или «амплитуду пульсаций» (надо по контексту смотреть). Если речь идёт о помехах на постоянном сигнале, то они часто совсем не синусоидальной формы, не имеют строгой периодичности и отклонение сигнала вверх и вниз тоже не одинаковой величины. В этом случае говорить об амплитуде бессмысленно и говоря о пульсациях подразумевают просто максимальное отклонение от этого постоянного сигнала.

С уважением, администрация сайта.

БАРС модератор, спонсор, писатель, идеолог, редактор
Сообщения: 2019 Зарегистрирован: 16 ноя 2009, 15:25 Откуда: СССР, г. Москва

Re: Определение частоты по осциллограмме

Сообщение БАРС » 23 ноя 2011, 13:01

rhf-admin писал(а): Допустим у тебя на выходе +5 Вольт постоянного напряжения и на них наложена синусоида. Среднее значение будет +5В, а отклонение от +5 Вольт допустим составляет 0,5 Вольта, т.е. сигнал на выходе меняется от 4,5 В, до 5,5 Вольт. Амплитуда будет 0,5 Вольт, размах колебаний (от минимального до максимального значения) 1 Вольт (двойная амплитуда).

Тогда если представим что я измеряю пульсации на этой осциллограмме
download/file.php?id=523&mode=view
получается что размах пульсаций здесь = 4,6 клетки; амплитуда пульсаций = 2,3 клетки; двойная амплитуда (первый раз такой термин услышал ) пульсаций = 4,6 клетки?

И ещё вопрос, почему на этой осциллограмме на ножках кварца не синусоида а непонятно что? Или это мой осциллограф её так искажает? Хотя быть такого не может, у него полоса пропускания до 10МГц, а импульсы на осциллограмме под 5 МГц.
download/file.php?id=522&mode=view

Сотрудничаю с НАСА, Роскосмос, Газпром, РЖД, Интер РАО ЕЭС, Роснано и др. (конкретно уточняйте у самой организации) ©.

rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 3059 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Re: Определение частоты по осциллограмме

Сообщение rhf-admin » 23 ноя 2011, 23:12

Тогда если представим что я измеряю пульсации на этой осциллограмме
download/file.php?id=523&mode=view
получается что размах пульсаций здесь = 4,6 клетки; амплитуда пульсаций = 2,3 клетки; двойная амплитуда (первый раз такой термин услышал ) пульсаций = 4,6 клетки?

Ну это смотря с какой точностью вглядываться. Мне например кажется, что здесь размах 4,3 клетки, амплитуда 2,15 клетки. Но в целом всё верно.

почему на этой осциллограмме на ножках кварца не синусоида а непонятно что

Это нормально. На кварце обычно и не бывает красивой синусоиды (особенно чем выше частота — тем некрасивее синусоида). Есть даже такое понятие как «коэффициент формы». В целом же сигнал похож на синусоиду, — похож. Девайс, к которому этот кварц подключен, такой сигнал устраивает для нормальной работы, — устраивает. Значит всё нормально.

С уважением, администрация сайта.

dionisiu Читатель
Сообщения: 35 Зарегистрирован: 24 мар 2015, 10:40 Откуда: ЮжныйБерегКрыма

Re: Определение частоты по осциллограмме

Сообщение dionisiu » 01 апр 2015, 16:27

Дико извиняюсь за некрофильство, но другой темы по осциллографам здесь ещё не нашёл.
Вопрос в следующем. Добыл я из своего хламушника осциллограф Н313, да вот родной щуп к нему утерян. Кое-как сделал некое подобие и включил прибор, щуп на палец, подстроился на частоту наведенного напряжения сети и. немного озадачился. В общем и целом, на экране — синусоида, но при рассмотрении её вблизи обнаружены отклонения от математически верной формы. Линия ступенчатая (как ступеньки на иллюстрациях к интегралам ), и отсюда возникает ряд вопросов:
1. Это признак внутренних проблем прибора (типа высыхания электролитов)?
2. Это из-за помех, вносимых народным щупом ( ни грамма пайки, только скотч, алюминиевая фольга, соединители от коаксиального кабеля, стоматологический шпатель из нержавейки и кусок провода из наушников)?
3. Это из-за слишком большого числа окружающих нас импульсных блоков питания?
4. Кто-то рядом запилил отмотку счётчика?
5. Несколько факторов вместе?

Уважаемые радиохламеры, посмотрите, пожалуйста, на своих осциллографах форму сетевых наводок, а то я тут беспокоиться начинаю.
И, нет, это не первоапрельская шутка, несмотря на дату.
Простите, фото сигнала пока приложить не могу, нечем скинуть

Как рассчитать частоту с помощью осциллографа?

Мне нравится создавать бесплатный контент, полный советов для моих читателей, вас. Я не принимаю платное спонсорство, мое мнение принадлежит мне, но если вы сочтете мои рекомендации полезными и в конечном итоге купите что-то, что вам нравится, по одной из моих ссылок, я мог бы получить комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас. Узнать больше

Осциллографы могут измерять и отображать мгновенное напряжение графически, но имейте в виду, что осциллограф и графический мультиметр это не одно и то же. Он состоит из экрана с вертикальными и горизонтальными линиями в форме графика. Осциллограф измеряет напряжение и отображает его в виде графика зависимости напряжения от времени на экране. Обычно он не показывает частоту напрямую, но мы можем получить тесно связанный параметр из графика. Отсюда мы можем рассчитать частоту. Некоторые из новейших осциллографов в наши дни могут автоматически вычислять частоту, но здесь мы сосредоточимся на том, как рассчитать ее самостоятельно.
- Органы управления и переключатели на осциллографе
- Настройка графика осциллографа и вычисление частоты
  - Подключение зонда
  - Использование регуляторов положения
  - Использование триггера
  - Использование напряжения / дел и времени / дел
  - Период измерения и частота расчета
  - Расчетный период
  - Расчет частоты
  Органы управления и переключатели на осциллографе
  
  Чтобы рассчитать частоту, нам нужно подключить ее к проводу с зондом. После подключения он покажет синусоидальную волну, которую можно настроить с помощью элементов управления и переключателей на осциллографе. Поэтому очень важно знать об этих переключателях управления.Канал зонда В нижней строке у вас будет место для подключения пробника к осциллографу. В зависимости от того, какой тип устройства вы используете, может быть один или несколько каналов. Позиционная ручка Осциллограф имеет ручку позиционирования по горизонтали и вертикали. Когда он показывает синусоидальную волну, она не всегда находится в центре. Вы можете повернуть ручку вертикального положения, чтобы форма волны находилась в центре экрана. Таким же образом иногда волна занимает только часть экрана, а остальная часть экрана остается пустой. Вы можете повернуть ручку горизонтального позиционирования, чтобы улучшить горизонтальное положение волны и заполнить экран. Вольт / дел и время / дел Эти две ручки позволяют изменять значение на деление графика. В осциллографе напряжение отображается по оси Y, а время — по оси X. Поверните ручки вольт / деление и время / деление, чтобы отрегулировать значение, которое вы хотите, чтобы на деление отображалось на графике. Это также поможет вам лучше понять график. Управление триггером Осциллограф не всегда дает стабильный график. Иногда местами может искажаться. А вот важность запуск осциллографа. Управление триггером позволяет получить четкий график на экране. Он обозначен желтым треугольником в правой части экрана.
  
  Настройка графика осциллографа и вычисление частоты
  
  Частота — это число, показывающее, сколько раз волна завершает свой цикл каждую секунду. В осциллографе вы не можете измерить частоту. Но вы можете измерить период. Период — это время, необходимое для формирования полноволнового цикла. Это можно использовать для измерения частоты. Вот как вы это сделаете.
  
  Подключение зонда
  
  Сначала подключите одну сторону пробника к каналу пробника осциллографа, а другую сторону — к проводу, который вы хотите измерить. Убедитесь, что ваш провод не заземлен, иначе это вызовет короткое замыкание, которое может быть опасным.
  
  Использование регуляторов положения
  
  Позиционирование имеет большое значение, когда речь идет о частоте. Ключевым моментом здесь является признание окончаний волнового цикла.Горизонтальная позиция После подключения провода к осциллографу он будет показывать синусоидальную волну. Эта волна не всегда находится посередине или занимает весь экран. Поверните ручку горизонтального положения по часовой стрелке, если не используется полный экран. Поверните его против часовой стрелки, если вам кажется, что он занимает слишком много места на экране. Вертикальная позиция Теперь, когда синусоида покрывает весь экран, вам нужно сделать ее по центру. Если волна находится в верхней части экрана, поверните ручку по часовой стрелке, чтобы опустить ее. Если он находится внизу экрана, поверните его против часовой стрелки.
  
  Использование триггера
  
  Триггерный переключатель может быть ручкой или переключателем. В правой части экрана вы увидите маленький желтый треугольник. Это уровень срабатывания. Отрегулируйте этот уровень запуска, если на показанной вами волне есть статические помехи или она нечеткая.
  
  Использование напряжения / дел и времени / дел
  
  Вращение этих двух ручек приведет к изменению ваших расчетов. Независимо от того, какие настройки установлены у этих двух регуляторов, результат будет одинаковым. Только расчет будет отличаться. Вращение регуляторов Voltage / div сделает ваш график вертикально высоким или коротким, а вращение ручки Time / div сделает ваш график длиннее или короче по горизонтали. Для удобства используйте 1 В / дел и 1 раз / дел, пока вы можете видеть полный волновой цикл. Если вы не можете увидеть полный волновой цикл в этих настройках, вы можете изменить его в соответствии с вашими потребностями и использовать эти настройки в своих расчетах.
  
  Период измерения и частота расчета
  
  Скажем, я использовал 0.5 вольта на вольт / деление, что означает, что каждое деление соответствует 5 напряжения. Снова 2 мс по времени / деление, что означает, что каждый квадрат составляет 2 миллисекунды. Теперь, если я хочу вычислить период, я должен проверить, сколько делений или квадратов требуется по горизонтали для формирования полного волнового цикла.
  
  Расчетный период
  
  Скажем, я обнаружил, что для формирования полного цикла требуется 9 подразделений. Тогда период — это произведение значений времени / деления и количества делений. Таким образом, в этом случае 2 мс * 9 = 0.0018 секунды.
  
  Расчет частоты
  
  Теперь по формуле F = 1 / T. Здесь F — частота, а T — период. Таким образом, частота в этом случае будет F = 1 / 0018 = 555 Гц.Вы также можете вычислить другие данные, используя формулу F = C / λ, где λ — длина волны, а C — скорость волны, которая является скоростью света.
  
  Заключение
  
  осциллограф является очень важным инструментом в области электротехники. Осциллограф используется для наблюдения за очень быстрыми изменениями напряжения во времени. Это что-то мультиметр не могу сделать. Там, где мультиметр показывает только напряжение, можно использовать осциллограф. сделай это графиком. На графике вы можете измерить не только напряжение, например период, частоту и длину волны. Поэтому очень важно узнать о функциях осциллографа.
  
  Я Йоост Нуссельдер, основатель Tools Doctor, контент-маркетолог и папа. Мне нравится пробовать новое оборудование, и с 2016 года вместе со своей командой я пишу подробные статьи в блогах, чтобы помочь постоянным читателям с инструментами и советами по изготовлению.
  
  Я Йоост Нуссельдер, основатель Tools Doctor, контент-маркетолог и папа. Мне нравится пробовать новое оборудование, и с 2016 года вместе со своей командой я пишу подробные статьи в блогах, чтобы помочь постоянным читателям с инструментами и советами по изготовлению.
  Похожие публикации: