oscilloscope شرح/راسم الذبذبات هل سبق لك أن وجدت نفسك تتحرّي الخلل وإصلاحه في دائرة كهربية ، وتحتاج إلى معلومات أكثر مما يوفره جهاز متعدد بسيط إذا كنت بحاجة إلى الكشف عن معلومات مثل التردد أو الضوضاء أو السعة أو أي خاصية أخرى قد تتغير بمرور الوقت ، فأنت بحاجة إلى Oscilloscope (راسم الذبذبات)!
راسم الذبذبات أثناء العمل
تعد النطاقات Oscilloscope أداة مهمة في أي مختبر مهندس كهربائي. إنها تسمح لك برؤية الإشارات الكهربائية لأنها تختلف بمرور الوقت، والتي يمكن أن تكون حاسمة في تشخيص سبب عدم وميض دائرة المؤقت 555 بشكل صحيح، أو سبب عدم وصول صانع الضوضاء إلى أقصى مستويات الإزعاج.
سنستخدم Gratten GA1102CAL – راسم ذبذبات رقمي سهل الاستخدام ومتوسط المستوى – كأساس لمناقشة نطاقنا. قد تبدو نطاقات O-Scope الأخرى مختلفة، ولكن يجب أن تشترك جميعها في مجموعة مماثلة من آليات التحكم والواجهة.
أساسيات O-Scopes
الغرض الرئيسي من مرسمة الذبذبات هو رسم إشارة كهربائية بالرسم البياني لأنها تتغير بمرور الوقت. تنتج معظم النطاقات رسمًا بيانيًا ثنائي الأبعاد مع مرور الوقت على المحور السيني والجهد على المحور الصادي.
مثال على عرض الذبذبات. يتم رسم إشارة (الموجة الجيبية الصفراء في هذه الحالة) على محور زمني أفقي ومحور جهد عمودي.
تتيح لك عناصر التحكم المحيطة بشاشة النطاق ضبط مقياس الرسم البياني ، رأسيًا وأفقيًا – مما يسمح لك بتكبير وتصغير الإشارة. هناك أيضًا عناصر تحكم لضبط المشغل على النطاق ، مما يساعد على تركيز الشاشة واستقرارها.
ما الذي يمكن أن تقيسه النطاقات
بالإضافة إلى هذه الميزات الأساسية ، تحتوي العديد من النطاقات على أدوات قياس تساعد على التحديد الكمي السريع للتردد والسعة وخصائص شكل الموجة الأخرى. بشكل عام ، يمكن للنطاق قياس كل من الخصائص المستندة إلى الوقت والجهد:
خصائص التوقيت
- التردد والفترة – يتم تعريف التردد على أنه عدد المرات التي يتكرر فيها شكل الموجة في الثانية. والدورة هي مقلوب ذلك (عدد الثواني التي يستغرقها كل شكل موجة متكرر). يختلف الحد الأقصى للتردد الذي يمكن أن يقيسه النطاق ، ولكنه غالبًا ما يكون في نطاق 100 ميغاهرتز (1E6 هرتز).
- دورة العمل – النسبة المئوية للفترة التي تكون فيها الموجة إما موجبة أو سلبية (توجد دورات عمل موجبة وسالبة). دورة العمل هي نسبة تخبرك بمدة “تشغيل” الإشارة مقابل مدة “إيقاف التشغيل” لكل فترة.
- وقت الصعود والهبوط – لا يمكن للإشارات أن تنتقل على الفور من 0 فولت إلى 5 فولت ، بل يجب أن ترتفع بسلاسة. تسمى مدة الموجة التي تنتقل من نقطة منخفضة إلى نقطة عالية بوقت الصعود ، ويقيس وقت السقوط عكس ذلك. هذه الخصائص مهمة عند النظر في مدى سرعة استجابة الدائرة للإشارات.
خصائص الجهد
- السعة – السعة هي مقياس لمقدار الإشارة. هناك مجموعة متنوعة من قياسات السعة بما في ذلك السعة من الذروة إلى الذروة ، والتي تقيس الفرق المطلق بين نقطة الجهد العالي والمنخفض للإشارة. سعة الذروة ، من ناحية أخرى ، تقيس فقط مدى ارتفاع أو انخفاض الإشارة عن 0V.
- الحد الأقصى والحد الأدنى من الفولتية – يمكن أن يخبرك النطاق بالضبط بمدى ارتفاع وانخفاض جهد الإشارة.
- متوسط الفولتية – تستطيع راسمات الذبذبات حساب متوسط إشارتك ، ويمكنها أيضًا إخبارك بمتوسط الحد الأدنى والحد الأقصى للجهد الكهربائي للإشارة.
متى تستخدم O-Scope
يعد النطاق O-Scope مفيدًا في مجموعة متنوعة من مواقف استكشاف الأخطاء وإصلاحها والبحث ، بما في ذلك:
- تحديد التردد والسعة للإشارة ، والتي يمكن أن تكون حاسمة في تصحيح إدخال أو إخراج أو الأنظمة الداخلية للدائرة. من هذا، يمكنك معرفة ما إذا كان ج تعطل المكون في دائرتك.
- معرفة مقدار الضوضاء في دائرتك.
- تحديد شكل الموجة – الجيب ، المربع ، المثلث ، سن المنشار ، المركب ، إلخ.
- ايجاد فروق الطور بين إشارتين مختلفتين.
مواصفات راسم الذبذبات الرئيسية
تساعد هذه الخصائص في تحديد مدى جودة أداء النطاق الذي تتوقعه وهي :
- عرض النطاق الترددي
- الرقمية مقابل التناظرية
- مقدار القناة
- معدل أخذ العينات
- وقت الصعود
- أقصى جهد الإدخال
- الدقة
- قاعدة الوقت
- معاوقة الإدخال
وسنتناول كل من هذه الخصائص بالشرح.
1- عرض النطاق الترددي
تُستخدم راسمات الذبذبات بشكل شائع لقياس أشكال الموجة التي لها تردد محدد. ومع ذلك ، لا يوجد نطاق مثالي: فجميعهم لديهم حدود لمدى السرعة التي يمكنهم بها رؤية تغيير الإشارة. يحدد النطاق الترددي للنطاق نطاق الترددات التي يمكنه قياسها بشكل موثوق.
2- الرقمية مقابل التناظرية
كما هو الحال مع معظم الأشياء الإلكترونية ، يمكن أن تكون نطاقات O-Scope إما تمثيلية أو رقمية. تستخدم النطاقات التناظرية شعاعًا إلكترونيًا لتعيين جهد الدخل مباشرةً على الشاشة. تتضمن النطاقات الرقمية متحكمات دقيقة ، والتي تأخذ عينات إشارة الإدخال باستخدام محول تناظري إلى رقمي وتعيين تلك القراءة على الشاشة. النطاقات التناظرية بشكل عام أقدم ، ولها نطاق ترددي أقل ، وميزات أقل ، ولكن قد يكون لها استجابة أسرع (وتبدو أكثر برودة).
3- مقدار القناة
يمكن للعديد من النطاقات قراءة أكثر من إشارة واحدة في وقت واحد ، وعرضها جميعًا على الشاشة في وقت واحد. يتم تغذية كل إشارة تقرأ بواسطة نطاق في قناة منفصلة. نطاقان إلى أربعة قنوات شائع جدًا.
4- معدل أخذ العينات
هذه الخاصية تنفرد بها النطاقات الرقمية ، فهي تحدد عدد مرات قراءة الإشارة في الثانية. بالنسبة للنطاقات التي تحتوي على أكثر من قناة واحدة ، قد تنخفض هذه القيمة في حالة استخدام قنوات متعددة.
5- وقت الصعود
يحدد وقت الارتفاع المحدد للنطاق أسرع نبضة يمكن قياسها. يرتبط وقت صعود النطاق ارتباطًا وثيقًا بالنطاق الترددي. يمكن حسابها على أنها Rise Time = 0.35 / Bandwidth.
6- أقصى جهد الإدخال
لكل قطعة إلكترونية حدودها عندما يتعلق الأمر بالجهد العالي. يجب أن يتم تصنيف جميع النطاقات بجهد دخل أقصى. إذا تجاوزت إشارتك هذا الجهد ، فهناك فرصة جيدة لتلف النطاق.
7- الدقة
يمثل دقة النطاق مدى دقة قياس جهد الدخل. يمكن أن تتغير هذه القيمة عند تعديل المقياس العمودي.
8- الحساسية العمودية
تمثل هذه القيمة الحد الأدنى والحد الأقصى لقيم مقياس الجهد العمودي. يتم سرد هذه القيمة بالفولت لكل div.
9- قاعدة الوقت
عادة ما تشير القاعدة الزمنية إلى نطاق الحساسيات على المحور الزمني الأفقي. يتم سرد هذه القيمة بالثواني لكل div.
10- معاوقة الإدخال
عندما تصبح ترددات الإشارة عالية جدًا ، يمكن أن تؤثر حتى مقاومة صغيرة (مقاومة أو سعة أو محاثة) إلى الدائرة على الإشارة. سيضيف كل راسم ذبذبة مقاومة معينة لدائرة يقرأها ، تسمى مقاومة الإدخال. يتم تمثيل ممانعات الإدخال بشكل عام كمقاومة مقاومة كبيرة (> 1 MΩ) بالتوازي (||) مع سعة صغيرة (في نطاق pF). يكون تأثير مقاومة الإدخال أكثر وضوحًا عند قياس إشارات التردد العالية جدًا ، وقد يتعين على المسبار الذي تستخدمه المساعدة في تعويض ذلك.
وأخيرا من خلال فهم هذه الخصائص ، يجب أن تكون قادرًا على اختيار راسم الذبذبات الذي يناسب احتياجاتك على أفضل وجه.
مقالات مميزه:
