آموزش کار با اسیلوسکوپ Oscilloscope اسکپ - و فانکشن ژنراتور signal generator

[samaneh66 10265]

آموزش کار با اسیلوسکوپ Oscilloscope اسکپ - و فانکشن ژنراتور signal generator

 

- اسیلوسکوپ (oscilloscope)

اصولا کلمه oscilloscope به معنی نوسان نما یا نوسان سنج است و این وسیله برای نمایش دوبعدی سیگنال های متغیر با زمان است. که محور افقی نمایش زمان و محور عمودی محور اختلاف ولتاژ بین دو نقطه از مدار است. پس اسیلوسکوپ فقط توانایی نمایش ولتاژ رو داره و وسیله ای صرفا برای اندازه گیری است و یک اسکوپ ایده آل نباید هیچ تاثیری بر روی سیگنال ورودی داشته باشه و فقط آن را نمایش بدهد.

2- تنظیمات پایه

اگرچه کلیدهای کنترلی اسکوپ های مختلف کمی با هم فرق می کنند ولی در مجموع در اسکوپ های آنالوگ یک سری کلید های اساسی وجود دارد که اگرچه در ظاهر تفاوت هایی وجود دارد ولی در نهایت وظیفه ی آنها در مدل های مختلف یکی است . در شکل زیر یکی از ساده ترین مدل ها رو می بینید. این شکل به چهار قسمت مختلف تقسیم شده است که سه قسمت مهم آن نامگذاری شده که در زیر توضیح آنها را خواهید دید .

 

 

 

a. انتخاب وضعیت عمودی (کلید Vertical MODE در مرز مشترک قسمت 2 و 3)

بسته به این که بخواهیم از کدام یک از ورودی های اسکوپ استفاده کنیم می تونیم کلید MODE رو تنظیم کنیم که به ترتیب از بالا به پایین اسکوپ، روی صفحه نمایش، کانال یک، کانال دو، دو موج را

همزمان و در وضعیت ADD، جمع ریاضی دو موج را نشان خواهد داد.

توجه1:

بعضی از اسکوپ ها بجای کلید DUAL دو کلید دیگر به نام های ALT و CHOP دارند که هر دوی آن ها هم دو موج را همزمان نمایش می دهند اما تفاوت ALT و CHOP در این است که ALT یک دوره تناوب از یک موج رو به طور کامل و بسیار سریع نمایش میدهد و بعد موج کانال دیگه را . اما این تغییر انقدر سریع انجام میشود که ما آن رو حس نمی کنیم. اما وضعیت CHOP به صورت انتخابی بریده هایی از یک موج و بریده هایی از یک موج دیگر را هم زمان نشان میدهد که ممکن است شکل موج در فرکانس های پایین با نقطه هایی خالی نشان داده شود.

توجه2:

( MODE X-Y) در بعضی از اسکوپ ها دکمه ی تغییر وضعیت به X-Y در کنار همین دکمه های Vertical mode قرار دارد و در بعضی در قسمت تریگر و برخی در قسمت های دیگه مثلا کلید MODE (نه Vertical MODE مثل چیزی که در بالا توضیح داده شد). اما چیزی که مهم است این است که این وضعیت برای حذف بین دو کانال استفاده میشود و در واقع آنچه بر روی اسکوپ نشان داده میشود ، مشخصه ی انتقالی بین دو نقطه است که محور عمودی معرف تغییرات کانال A و محور افقی نمایش تغییرات کانال B است.

b.کنترل زمان

همان طور که در شکل قسمت 1 می بینید صفحه نمایش (CRT) اسکوپ با واحدهایی مدرج شده که در مورد زمان برای پیدا کردن فرکانس موج استفاده می شود به این شکل که فرض کنیم یک موج به ورودی اسکوپ وارد شده(منبع اش می تواند مثلا یک سیگنال ژنراتور یا یک ترانس باشد که توضیح داده خواهد شد) و ما می خواهیم فرکانس ان را پیدا کنیم. اول باید سوییچ Sweep time/Div رو به صورتی تنظیم کنیم که یک موج ثابت با حداقل یک دوره ی تناوب بر روی صفحه مشخص شود ، بعد از آن عددی را که سوییچ روی آن است در واحد آن قسمت ضرب کنیم و به این ترتیب دوره ی تناوب یا پریود موج به دست می یاد که با معکوس کردن آن می توانیم فرکانسش را به دست بیاوریم. مثلا فرض کنیم در مورد موج بالا اگه سوییچ time/div(بخوانید تایم دیویژن) روی عدد 5 در قسمت ms باشد ، نشان می دهد که هر واحد افقی ما 5 میلی ثانیه رو نشان داده و از آن جایی که موج ما در یک دوره ی تناوب در امتداد 4 خانه قرار گرفته ، پس 4 تا 5 میلی ثانیه که 20 میلی ثانیه (یا 0.02 ثانیه) است دوره ی تناوب این موج است و در نتیجه فرکانس آن 0.02/1 یا پنجاه هرتز است که مثلا می تواند خروجی یک ترانس از برق شهری باشد .

c.کنترل ولتاژ یا دامنه

کنترل دامنه یا روش خواندن دامنه ی موج دقیقا مثل روش خوندن زمانه با این تفاوت که باید واحد های عمودی در Volt/Div (بخوانید ولت دیویژن) ضرب شود . مثلا در مورد موج بالا اگه بخواهیم ولتاژ P-P (پیک تو پیک یا از قله تا قله) را اندازه بگیریم. با فرض اینکه Volt/Div بر روی عدد 1 باشه از قله تا قله ی موج ما 4 خانه رو اشغال کرده که ضربدر عدد یک، 4 ولت رو نشون میده. و این تنظیمات برای هر کانال ورودی باید به طور جداگانه انجام شود و موج هر کانال باید بر اساس مقیاس خودش خوانده شود .

نکته ی مهم: در اکثر اسکوپ ها روی دستگیره های Time/Div و Volt/Div یه دستگیره ی کوچکتر وجود داره که برای کالیبره کردن اسکوپ استفاده میشه و ما همیشه باید قبل از تنظیم این سوییچ ها این دستگیره ی کوچکتر را تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخانیم در غیر اینصورت اندازه گیری های ما صحیح نخواهد بود.

d. انتخاب وضعیت های AC , GND , DC

این کلید سه حالته که معمولا زیر Volt/Div قرار دارد به ما امکان میده که نوع خروجی مان را انتخاب کنیم به این صورت که اگر کلید در وضعیت AC قرار داشته باشه تنها مولفه ی AC سیگنال نمایش داده خواهد شد و مقدار DC یا آفست موج ما حذف خواهد شد. وضعیت GND ورودی ما را به زمین اتصال کوتاه می کند و امکان تنظیم عمودی سطح صفر را به ما میدهد . و وضعیت DC موج را دست نخورده و بدون تغییر به ما نشان می دهد که این موج مقدار شامل DC و AC خواهد بود.

توجه: همیشه در ابتدای کار باید از تنظیم بودن وضعیت صفر اسکوپ مطمئن شویم به این ترتیب که کلید را در حالت GND قرار داده و با دستگیره های Position خط افقی را بر روی صفر قرار دهیم. اینکار را باید برای هر کانال به طور جداگانه باید انجام دهیم و برای تغییر وضعیت از یک کانال به کانال دیگر می تولنیم از کلید MODE (که توضیح داده شد) استفاده کنیم.

نکته1:

استفاده از وضعیت AC اگرچه می تواند باعث مسدود کردن مقدار DC موج شود اما در فرکانس های پایین می تواند باعث اعوجاج و به هم ریختگی شکل موج شود و دلیل این مسئله استفاده از خازن های ظرفیت بالایی است که برای حذف مقدار DC موج درون اسکوپ وجود دارد .

نکته2:

اگرچه استفاده از وضعیت AC ، ممکن است مشکل مطرح شده در قسمت الف را بوجود بیاورد ، اما استفاده ی مفید آن می تواند برای اندازه گیری ریپل های بسیار کوچک موجود بر روی ولتاژ های به ظاهر DC باشد .(چگونه ؟)

نکته3:

تنها مشکل وضعیت DC این است که ممکن است مقدار DC موج، مزاحم اندازه گیری دقیق مقدار AC شود .

اساسی ترین مسائل مربوط به اسکوپ را بررسی کردیم ولی مطالب دیگری هم وجود دارد که معمولا در استفاده های مقدماتی کمتر از آنها استفاده میشود مثل تریگر کردن اسکوپ با یک منبع خارجی(و کلا بخش Triggering) یا کالیبره کردن اسکوپ بوسیله ی سیگنال مربعی که اسکوپ در اختیارمون قرار میدهد و یا مسایل نسبتا گسترده در رابطه با پروب ها جهت اندازه گیری های بسیار دقیق و ... )

راهنمای قدم به قدم استفاده از اسکوپ

• قدم اول: روشن کردن اسکوپ!
  
  
• قدم دوم: اطمینان از کالیبره بودن اسکوپ
  
  

کلید های Gain Variable Control را که به صورت کلیدی کوچکتر بر روی کلیدهای Volt/Div و Time/Div وجود دارد تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخانید.

• قدم سوم: تنظیم زمین اسکوپ
  
  

کلید سه حالته ی AC GND DC را برای هر دو کانال در حالت GND قرار بدید و با دستگیره ی Position محور عمودی را روی صفر قرار بدهید. بوسیله ی کلیدهای Intensity و Focus به ترتیب شدت نور و نازکی موج را تنظیم کنید و بعد از تنظیم زمین کلیدها را در وضعیت DC قرار بدهید.

 

• قدم چهارم: وصل مدار به اسکوپ
  
  

اگر از یک کانال می خواهید استفاده کنید با یک پروب و اگه از دو کانال با دو پروب باید مدار را به اسکوپ وصل کنید. به این صورت که سوکت پروب را به ورودی کانال مورد نظر وصل کنید و سر دیگه ی اون را به دو سر المان یا قسمتی از مدار که می خواهید تغییرات ولتاژ اون رو بررسی کنید، وصل کنید

• قدم پنجم: پایداری موج
  
  

اگه موجی که روی صفحه نشون داده میشه یا سریع حرکت میکنه، دستگیره ی Trigger Level را در حالت وسط قرار بدید و کمی Time/Div را هم تغییر بدید تا شکل موج واضحتر بشه و اگه موجتون ثابت بود به قدم بعد برید.

• قدم ششم: انتخاب منبع
  
  

کانال مورد نظرتون را برای نمایش روی صفحه بوسیله ی کلید چند حالته ی Vertical Mode انتخاب کنید. اگه هر دو کانال را هم زمان می خواهید ببینید یکی از حالتهای ALT یا CHOP را انتخاب کنید و اگه مجموع دو موج مورد نظرتونه وضعیت ADD را انتخاب کنید.

 

• قدم هفتم: اندازه گیری مشخصات موج
  
  

تعداد خونه های افقی را که در امتداد یک دوره ی تناوب قرار گرفته اند در واحد Time/Div ضرب کنید و عدد به دست اومده را معکوس کنید تا فرکانس موج بدست بیاد. برای بدست اوردن دامنه ی سیگنال، تعداد خانه های افقی را از قله تا پایین ترین نقطه ی موج بشمارید و در Volt/Div آن کانال ضرب کنید. عدد به دست آمده اندازه ی دامنه ی P-P موج خواهد بود.

اگر مدارتان را درست بسته باشید و اسکوپ تان هم سالم باشد باید بعد از این مراحل یک شکل موج ثابت را بر روی اسکوپ ایجاد کرده باشید و مشخصات آن را هم اندازه گیری کرده باشید. در غیر اینصورت باید دنبال پیدا کردن اشکال مدارتان یا اطمینان از سالم بودن اسکوپ داشته باشید.

[samaneh66 10265]

آموزش کار با اسیلوسکوپ (اسکوپ)

 

 

سیلوسکوپ یک دستگاه اندازه گیری است که می توان از ان برای مشاهده و اندازه گیری ولتاژ,فرکانس , زمان تناوب , اختلاف فاز و همچنین مشخصه های ولت وآمپر عناصر نیمه هادی ( مانند دیودها ,ترانزیستورها ,و...) استفاده کرد.

 

صفحه نمایشگر: هر اسیلوسکوپ دارای یک صفحه نمایشگر است که دو قسمت اصلی تشکیل شده است:

الف) محور زمان ب ) محور ولتاژ

 

 

 

 

در اسیلوسکوپ درجه بندی بر حسب سانتیمترو میلیمتر می باشد (خانه های بزگ 1 سانتی متری وخانه های کوچک 2میلیمتری میباشد.)

 

 

کانال : ورود هر اسیلوسکوپ کانال نامیده می شود که هر اسیلوسکوپبر اساس تعداد کاتالهایی که می توان به ان اعمال کرد تقسیم بندی می شود : یک کاناله , دو کاناله , سه کاناله و چهار کاناله که اسیلوسکوپهای 3و4 کاناله دیجیتال می باشند.

 

الف) اسیلوسکوپ انالوگ :بر اساس انحراف الکترون در میدان الکتروستاتیکی کار می کند

 

 

 

 

لامپ پرتو کاتدی

 

اسیلوسکوپ از یک لامپ پرتو کاتدی که قلب دستگاه است و تعدادی مدار برای کار کردن لامپ پرتو کاتدی تشکیل شده است. قسمتهای مختلف لامپ پرتو کاتدی عبارتند از:

 

تفنگ الکترونی :

تفنگ الکترونی باریکه متمرکزی از الکترونها را بوجود می‌‌آورد که شتاب زیادی کسب کرده‌اند. این باریکه الکترون با انرژی کافی به صفحه فلوئورسان برخورد می‌کند و بر روی آن یک لکه نورانی تولید می‌‌کند. تفنگ الکترونی از رشته گرمکن ، کاتد ، شبکه آند پیش شتاب دهنده ، آند کانونی کننده و آند شتاب دهنده تشکیل شده است.

 

الکترونها از کاتدی که بطور غیر مستقیم گرم می‌شود، گسیل می‌‌شوند. این الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه کنترل می‌‌گردند. شبکه کنترل معمولا یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهای گسیل شده از کاتد که از روزنه می‌‌گذرند (به دلیل پتانسیل مثبت زیادی که به آندهای پیش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال می‌‌شود)، شتاب می‌‌گیرند. باریکه الکترونی را آند کانونی کننده ، کانونی می‌‌کند.

 

صفحات انحراف دهنده :

 

صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم که بطور افقی نسب می‌شوند و یک میدان الکتریکی در صفحه قائم ایجاد می‌‌کنند و صفحات y نامیده می‌‌شوند. صفحات انحراف افقی بطور قائم نصب می‌شوند و انحراف افقی ایجاد می‌‌کنند و صفحات x نامیده می‌‌شوند. فاصله صفحات به اندازه کافی زیاد است که باریکه بتواند بدون برخورد با آنها عبور کند.

 

صفحه فلوئورسان :

 

جنس این پرده که در داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد، از جنس فسفر است. این ماده دارای این خاصیت است که انرژی جنبشی الکترونهای برخورد کننده را جذب می‌‌کند و آنها را به صورت یک لکه نورانی ظاهر می‌سازد. قسمتهای دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشه‌ای ، پایه که از طریق آن اتصالات برقرار می‌‌شود، است.

 

مولد مبنای زمان

 

اسیلوسکوپها بیشتر برای اندازه گیری و نمایش کمیات وابسته به زمان بکار می‌‌روند. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدین منظور یک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال می‌‌شود. مداری که این ولتاژ مثبت را تولید می‌‌کند، مولد مبنای زمان یا مولد رویش نامیده می‌‌شود.

 

 

مدارهای اصلی اسیلوسکوپ

 

سیستم انحراف قائم

 

چون سیگنالها برای ایجاد انحراف قابل اندازه گیری بر روی صفحه لامپ به اندازه کافی قوی نیستند، لذا معمولا تقویت قائم لازم است. هنگام اندازه گیری سیگنالهای با ولتاژ بالا باید آنها را تضعیف کرد تا در محدوده تقویت کننده‌های قائم قرار گیرند. خروجی تقویت کننده قائم ، از طریق انتخاب همزمانی در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان نیز اعمال می‌‌شود.

 

سیستم انحراف افقی

 

صفحات انحراف افقی را ولتاژ رویش که مولد مبنای زمان تولید می‌‌کند، تغذیه می‌کند. این سیگنال از طریق یک تقویت کننده اعمال می‌‌شود، ولی اگر دامنه سیگنالها به اندازه کافی باشد، می‌‌توان آن را مستقیما اعمال کرد. هنگامی ‌که به سیستم انحراف افقی ، سیگنال خارجی اعمال می‌‌شود، باز هم از طرق تقویت کننده افقی و کلید انتخاب رویش در وضعیت خارجی اعمال خواهد شد. اگر کلید انتخاب رویش در وضعیت داخلی باشد، تقویت کننده افقی ، سیگنال ورودی خود را از مولد رویش دندانه‌داری که با تقویت کننده همزمان راه اندازی می‌‌شود، می‌‌گیرد.

همزمانی

 

هر نوع رویشی که بکار می‌‌رود، باید با سیگنال مورد بررسی همزمان باشد. تا یک تصویر بی حرکت بوجود آید. برای این کار باید فرکانس سیگنال مبنای زمان مقسوم علیه‌ای از فرکانس سیگنال مورد بررسی باشد.

 

مواد محو کننده

 

در طی زمان رویش ، ولتاژ دندانه‌دار رویش اعمال شده به صفحات x ، لکه نورانی را بر یک خط افقی از چپ به راست روی صفحه لامپ حرکت می‌دهد. اگر سرعت حرکت کم باشد، یک لکه دیده می‌‌شود و اگر سرعت زیاد باشد، لکه به صورت یک خط دیده می‌‌شود. در سرعتهای خیلی زیاد ، ضخامت خط کم شده و تار به نظر می‌‌رسد و یا حتی دیده نمی‌‌شود.

 

کنترل وضعیت

 

وسیله‌ای برای کنترل حرکت مسیر باریکه بر روی صفحه لازم است. با این کار شکل موج ظاهر شده بر روی صفحه را می‌‌توان بالا یا پائین یا به چپ یا راست حرکت داد. این کار را می‌‌توان با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. این ولتاژ را می‌‌توان با یک پتانسیومتر تغییر داد.

 

کنترل کانونی بودن

 

الکترود کانونی کننده مثل یک عدسی با فاصله کانونی تغییر می‌‌کند. این تغییر با تغییر پتانسیل آند کانونی کننده صورت می‌‌گیرد.

 

کنترل شدت

 

شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل کننده شدت که پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر می‌‌دهد، تنظیم می‌‌شود.

 

مدار کالیبره سازی

 

در اسیلوسکوپهای آزمایشگاهی معمولا یک ولتاژ پایدار داخلی تولید می‌‌شود که دامنه مشخصی دارد. این ولتاژ که برای کالیبره سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولا یک موج مربعی است

 

ب) اسیلوسکوپ دیجیتال :اساس کار این نوع اسیلوسکوپ نمونه برداری از شکل موج ورودی میباشد , هر چه نمونه برداری بیشتر باشد شکل موج نمایش داده شده دقیقتر خواهد بود.(که بلوک دیاگرام ان را در شکل زیر میبینید)

 

 

کلیدهای روی اسیلوسکوپ در سه دسته تقسیم بندی می شود.

 

 

اگرچه کلیدهای کنترلی اسکوپ های مختلف کمی با هم فرق می کنه ولی در مجموع در اسکوپ های آنالوگ یک سری کلید های اساسی وجود داره که اگرچه در ظاهر تفاوت هایی وجود داره ولی در نهایت وظیفه ی اونا در مدل های مختلف یکیه و در شکل زیر یکی از ساده ترین مدل ها رو می بینید

 

1- قسمت vertical :

 

 

 

 

 

1-1 ) CH1 :ورودی شماره یک اسیلوسکوپ

1-2 ) CH2 :ورودی شماره دو اسیلوسکوپ

1-3 ) کلید (AC-GND-DC )

1-3-1)مد AC : اگر کلید روی این قسمت قرار گیرد فقط سیگنال جریان متناوب وارد اسیلوسکوپ می شود واز نمایش ولتا ژ DC جلوگیری می شود.

1-3-2)مد DC : اگر کلید روی این حالت تنظیم شود سیگنال ورودی هر چه باشد ( اعم از DC یا AC یا ترکیبی از هر دو)روی صفحه نمایش داده می شود .

1-3-3) مد GND : اگر این حالت انتخاب شود , ورودی اسیلوسکوپ به زمین وصل می شود و ارتباط الکتریکی بین پروپ و اسیلوسکوپ قطع می شود. این حالت برای تنظیم صفر اسیلوسکوپ کاربرد دارد.

1-4 ) ولوم VARIABLE : که بر روی سلکتور VOLT/DIV قرار دارد و برای کالیبره کردن دستگاه بکار می رود که باید همیشه در منتها علیه سمت راست قرار گیرد(جهت عقربه های ساعت بچرخونیم) تا ضریب 1 داشته باشد.(برای صفر کردن خطای ولتاژ)

1- 5) ولوم POSITION : بااین ولوم می توان شکل موج روی صفحه نمایش را عمودی حرکت داد.

 

 

 

 

1-6 ) کلید mode : این کلید چهار وضعیت دارد: الف)CH1 ب)CH2 ج) DUAL د) ADD

بسته به این که بخواهیم از کدوم یک از ورودی های اسکوپ استفاده کنیم می تونیم کلید MODE رو تنظیم کنیم که به ترتیب از بالا به پایین اسکوپ، روی صفحه نمایش، کانال یک، کانال دو، دو موج راهمزمان و در وضعیت ADD، جمع ریاضی دو موج را نشان خواهد داد

1-7) ولوم VOLT/DIV : با تغییر این پتانسیومتر دامنه ی موجی که در صفحه نمایش ظاهر می شود , تغییر میکند

 

نکته: با تغییر مقیاس(مقدار VOLT/DIV ) میتوان هر شکل موجی رابر روی صفحه نمایش نشان داد .اسیلوسکوپ هیچ نوع دخل وتصرفی در(مقدار دامنه یا پریود) موج نمی کند وتنها مقیاس را تغییر می دهد.(صحیح ترین انتخاب مقیاس برای نشان دادن موج این است که شکل موج در ماکزیمم دامنه قابل دید(بزرگترین حالت پیک تو پیک)وداشتن 1یا2 پریود میباشد.)

1-8) دکمه فشاری ALT :با فشار دادن این دکمه هر دو کانال با هم موج به اسیلوسکوپ داده وموج هر دو کانال با هم رسم می شود ولی شکل موج های ان در تمام لحظات با هم در صفحه اسیلوسکوپ دیده نمی شود . بلکه یک در میان روی صفحه حساس ظاحر می شوند.

 

1-9) دکمه فشاری CHOP :با فشار دادن این دکمه کنال 1و2 هر دو روشن شده وموان دو موج جداگانه را توسط ورودی های این دو کانال به طور مجزا در صفحه سیلوسکوپ مشاهده نمود.

 

نکته:یک دوره تناوب از یک موج رو به طور کامل و بسیار سریع نمایش میده و بعد موج کانال دیگه رو. اما این تغییر انقدر سریع انجام میشه که ما اون رو حس نمی کنیم. اما وضعیت CHOP به صورت انتخابی بریده هایی از یک موج و بریده هایی ازیک موج دیگه رو هم زمان نشون میده که ممکنه شکل موج در فرکانس های پایین با نقطه هایی خالی نشون داده بشه.

 

1- قسمت TRIGER :

 

2-1) SOURSE : برای نمایش یک شکل موج پایدار در صفحه اسیلوسکوپ لازم است شکل موج جاروب کننده (SWEEPR)با شکل موج ورودی سنکرون(همزمانی) داسته باشد لذا برای سنکرون کردن لازم است یک شکل موج به ان اعمال شود که نوع این سیکنال سنکرون کننده در محل SOURSE بصورت زیر تعیین می شود.

 

2-1-1)CH1 وch2 :اگر در یکی از این دو وضعیت باشد , باید برای پایدار بودن موج هر کانال در قسمت vertical در وضعیت مشابه sourse باشد یعنی اگر CH1 بود,SOURSE هم CH1 و اگر CH2 بود, SOURSE هم باید CH2باشد (در این صورت اگر موج ثابت نشد از کلید LEVEL برای نگه داشتن موج استفاده می کنیم.)

 

2-1-2) EXT :اگر در این وضعیت قرار گیرد می توان سیگنال جاروب کنده را از خارج توسط ترمینال (EXT-TRIG)راه انداز خارجی موج با فرکانس لازم را به صفحات افقی داد.

 

2-1-3) اگر فرکانس سیگنال همان فرکانس برق شهر باشد از دکمه ی INE برای تامین سیگنال جاروب کننده استفاده می کنیم.

 

2-2) HEVEL :برای نگه داشتن موج به کار می رود .

 

2-3) SLOP : نمودار را نسبت به محور V قرینه می کند.

 

2-4) TRIC : تحریک کننده مدار می باشد.

 

2- قسمت HORIZONTAL :

 

3-1)ولوم POSITION : با این ولوم می توان شکل موج روی صفحه نمایش گر را در جهت افقی حرکت داد.

 

 

 

 

 

3-2) سلکتور TIME/DIV :با تغییر این کلید پریود موج تغییر میکند . در نتیجه واحد زمان بر روی محور Tها عوض می شود .برای خواندن مقدار پریودواقعی یک موج تعداد واحدهای دیده شده را در عدد TIM/DIV می کنیم. ذ0633در روی این سلکتور سه دسته تنظیمات بر حسب ثانیه (S) میلی ثانیه(MS) و میکرو ثانیه ( ) وجود دارد که در موقع تبدیل باید به این واحدها توجه نمود

 

 

 

3-3)ولوم SWP VAR :با این ولوم می توان تعداد بیشتری شکل موج را روی صفحه منعکس کرد.(برای صفرکردن خطای فرکانس)

3-4)کلید فشاری MAG10:با فشار دادن این کلید موج 10 برابر می شود.

پروب(PROBE):برای مشاهده ی شکل موج اعمال به اسیلوسکوپ در ابتدا با پروب سیگنال الکتیریکی را به ورودی اسیلوسکوپ وصل میکنیم.

 

سیم رابط اسیلوسکوپ از سه قسمت تشکیل شده است 1)مغزی فلزی که به کانال اسیلوسکوپ وصل می شود وB.N.C نامیده می شود 2)پروب که به مدار متصل می شود 3) وسیم shild که پروب را به b.n.c متصل کرده است.

 

 

در روی پروب کلید (1*) و(10*) وجود دارد .چنانچه دامنه سیگنال ورودی کم باشد از حالت 1* وچنانچه دامنه سیگنال ورودی بزرگ باشد از حالت 10* استفاده می شود .(در حالت ورودی 10* سیگنال ورودی 10 برابر تضعیف می شود).

 

مدار داخلی پروب

نحوه ی اندازه گیری با اسیلوسکوپ:

قبل از شروع کار با اسیلوسکوپ باید دو کار انجام دهیم:

الف)تنظیمات اولیه: کلید های Gain Variable Control رو که به صورت کلیدی کوچکتر بر روی کلیدهایVolt/DiV و Time/Div(طوسی رنگ) وجود داره تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخونید.

در اسیلوسکوپهای انالوگ کلیدهای کشویی رو به بالا وکلیدهای فشاری همه بیرون باید باشد.

 

ب) کلید سه حالته ی AC GND DC رو برای هر دو کانال در حالت GND قراربدید و با دستگیره ی Position محور عمودی رو روی صفر قرار بدید. بوسیله ی کلیدهای Intensity و Focus به ترتیب شدت نور و نازکی موج رو تنظیم کنید و بعد از تنظیم زمین کلیدها رو در وضعیت DC قرار بدید.

 

1- انداره گیری ولتاژ(دامنه):

تعداد خونه های عمودی محصور شده رو از قله تا پایین ترین نقطه ی موج بشمارید و در Volt/Div اون کانال ضرب کنید. عدد به دست اومده اندازه ی دامنه ی P-P موج خواهد بود. به عنوان مثال اگر در حالتی که VOLT/DIV روی عدد 2 وتعداد خانه های محصور شده توسط موج در راستای عمودی برابر 3.4 باشد انگاه برای بدست اوردن مقدار ولتاژاز ضرب این دو عدد داریم: دامنه(ولتاژ) = عدد volt/div × تعداد خونه های عمودی

3.4 × 2 = 6.8 V

 

1- اندازه گیری پریود یا فرکانس:

 

الف )تعداد خونه های افقی رو که در امتداد یک دوره ی تناوب قرار گرفته اند در واحد Time/Div ضرب کنید و عدد به دست اومده رو معکوس کنید تا فرکانس موج بدست بیاد.مثلا عدد time/div روی ms50 وتعداد خونه های افقی در یک دوره برابر 5.2

 

(پریود) T = عدد time/div × تعداد خونه های افقی

 

5.2 × 50ms =260ms

F=1/T=1/260ms=3.8hz

 

ب)روش تطبیق:

 

در این روش تطبیق موجی را که فرکانسش را می خواهیم بدست اوریم را با موجی که می توانیم فرکانسش را اندازه بگیریم مقایسه می کنیم , فرکانس معلوم را انقدر تغییر می دهیم تا با فرکانس مجهول برابر شود به این ترتیب می توانیم مقدار فرکانس مجهول را بخوانیم .

 

3- اندازه گیری جریان:

 

همانطور که می دانیم از اسیلوسکوپ فقط برای اندازه گیری ولتاژ می توان استفاده کرد و نمی توانیم جریان را با ان اندازه بگیریم , برای این کار یک مقامت 1 اهمی در مدار سری می کنیم وطبق قانون اهم در این حالت داریم V=RI و R=1Ω پس داریم V=1×I (یعنی V با I برابر خواهد بود ) وبا اندازهگیری ولتاژ در واقع جریان را هم اندازه گرفته ایم.

 

4- اندازه گیری اختلاف پتانسیل:

 

کلید INV :این کلید سیگنال را معکوس می کند وبرای محاسبه اختلاف پتانسیل استفاده می شود.به این صورت که اگر V1 ورودی CH1 وV2 ورودی CH2 باشد برای اختلاف پتانسیل V2-V1 به صورت زیر عمل می کنیم:

 

CH1 را با معکوس CH2 جمع می کنیم(یعنی روی مد ADD قرار میدهیم وبرای کانال دو دکمه INV زده می شود.)

 

CH1 [ADD] ([iNV] CH2) =CH2-CH1=V2-V1

 

5- اندازه گیری اختلاف فاز:

 

الف) روش حوزه ی زمانی : در این روش اسیلوسکوپ را در مد DUAL قرار داده وسیگنال های کانال 1و2 رابا هم نمایش میدهیم سپس از روی نمودار و با توجه به مقادیر T و T0 و از روابط زیر اختلاف فاز را محاسبه می کنیم.

 

ب) روش ایساجوس : در روش لیساجوس برای محاسبه اختلاف فاز , اسیلوسکوپ را در مد X-Y قرار می دهیم و بعد از ظاهر شدن شکل موج لیساجوس پایدار با توجه به شکل ظاهر شده و رابطه زیر اختلاف فاز را محاسبه می کنیم .(بعد از وصل دو سیگنال به کانال ها ابتدا هر دو کانال را روی مد GND قرار می دهیم تا نقطه نورانی ایجاد شده را در وسط محور مختصات تنظیم کنیم.وسپس روی مد DC قرار دادده تا اختلاف فاز را به دست اوریم.)

[samaneh66 10265]

آزمایشهای کار با اسیلوسکوپ (چند آزمایش )

 

 

 

اسیلوسکوپ دستگاه اسیلوسکوپ یا نوسان نگار برای مطالعه شکل یک نوسان و مشخصات دیگر آن مثل: پریود، طول موج، فرکانس، ولتاژ بکار میرود. این وسیله همچنین می تواند جهت اندازه گیری جریان مستقیم(DC) بکار برده شود.

ساختمان اسیلوسکوپ:

اسیلوسکوپ تشکیل شده است از یک تیوپ یا یویه کاتودی یا لامپ پرتو کاتودی(C.R.O - Cathode Ray Oscilloscope)

لامپ پرتو کاتدی دارای سه بخش است:

الف)تفنگ الکترونی که برای تولید کردن باریکه الکترونی است.

ب)سیستمی برای انحراف الکترون.

ج)پرده ای با اندودی از ماده ایی شیمیایی که انرژی باریکه را به انرژی نور مرئی تبدیل می کند.این اجزاء در یک محفظه شیشه ایی تخلیه شده جای داده می شوند. شکل زیر یک لامپ پرتو کاتدی را نشان می دهد.

 

کلیدهای اسیلوسکوپ

کلید هایاین دستگاه را می توان به چهار قسمت طبقه بندی کرد.

1. گروه کنترل
   
2. گروه کنترل عمودی
   
3. گروه کنترل افقی
   
4. گروه کنترل تریگر
   

گروه کنترل شامل:

الف)کلید روشن و خاموش: این کلید که باpower مشخص می شود برای روشن و خاموش کردن است. پس از روشن کردن چند ثانیه طول می کشد تا اسیلوسکوپ به حالت عادی خود برگردد.

ب)کلید شدت(Intensity): این کلید برای کنترل میزان روشنایی نقطه نورانی است

پ)کلید تمرکز اشعه: این کلید با FOCUS نمایان است و برای تنظیم نقطه نورانی بکار می رود.

گروه کنترل عمودی:

که برای موقعیت و وضعیت عمودی اشعه است شامل:

الف) کلید INPUT : این کلید محل ورودی سیگنال به اسیلوسکوپ است و به صورت یک سوکتBNC می باشد.سیگنال توسط یک سیم کواکسیال به این رابط BNC وصل می شود.

ب) کلید انتخاب ورودی: این کلید دارای سه وضعیت AC-GND-DC است و نحوه ارتباط سیگنال ورودی ره به داخل اسیلوسکوپ تعیین می کند.اگر کلید در حالت AC قرار گیرد تنها قسمت متناوب سیگنال ورودی به مدارات اسیلوسکوپ می رود.

اگر در حالت DC قرار گیرد مقادیر DC موج را که به همراه دارد به مدارهای داخلی وصل می کند در حالت GNC ورودی تقویت کننده به زمین وصل می شود.

پ)موقعیت عمودی: که با کلید position مشخص شده است میتواند اشعه را در راستای عمودی حرکت دهد.

ت) کلید VOLTS/DIV یا زمان بر قسمت یا تضعیف کننده مرحله ای: میدانیم که بهره تقویت کننده اسیلوسکوپ بایستی قابل تغییر باشد تا بتواند سیگنال های مختلف با دامنه های متفاوت رت روی صفحه نمایش دهد و از صفحه خارج نشود. این کلید که باVOLTS/DIV مشخص شده است وقتی سیگنال به ورودی اعمال شود و روی صفحه اسیلوسکوپ نمایش داده شود، مقدار واقعی آن به بعداد تقسیمات که روی صفحه اشغال شده و مقدار تضعیف کننده بستگی دارد. برای مثال یک سیگنال به شرح زیر بدست می آید.

تقسیم6.4 = دامنه پیک تا پیک روی صفحه.

(قسمت/ولت)0.2 = مقدار تضعیف کننده.

1.28 = 0.2 * 6.4 = مقدار واقعی.

علاوه بر تضعیف کننده مر حله ایی که بصورت پله ایی تغییر می کند روی این کلید، یک ولوم قرمز رنگ وجود دارد که به صورت پیوسته تغییر می کند که همیشه بایستی در وضعیتی قرار گیرد که موج را یک برابر کند، تا بتوانیم اندازه گیری دقیقی داشته باشیم.

گروه کنترل افقی:

این گروه کلید ها تعیین کننده وضعیت انحرافی افقی اشعه و نحوه جاروب صفحه اسیلوسکوپ هستند و شامل کلید های زیر است.

الف)جاروب افقی: که با SEC/DIV یا زمان بر قسمت مشخص شده است این کلید اصلی ترین کلید کنتری افقی است و برای کنترل زمان حرکت اشعه در مسیر افقی صفحه است و نشان می دهد که چقدر زمان طول می کشد تا اشعه یک قسمت روی صفحه را طی کند این کلید بر حسب ثانیه به تقسیم(SEC/DIV) یا میلی ثانیه به تقسیم(MSEC/DIV) و میکرو ثانیه به تقسیم(mSEC/DIV)تنظیم شده است. و به صورت ناپیوسته حرکت داده می شود بدین ترتیب می توان با اندازه گیری تعداد تقسیمات افقی که یک موج کامل اشغال کرده طول موج و در نتیجه فرکانس موج را محاسبه کرد، مثلا در همان شکل قبلی محاسبات چنین است:

تقسیم 4.8 = تعداد تقسیمات یک موج.

ثانیه 0.2 = کلید کنترل جاروب افقی.

ثانیه0.096 = 4.8 * 0.2 =زمان تناوب یک سیکل کامل.

هرتز 1.04 =0.096/1 =زمان تناوب/1 = فرکانس.

البته روی کلید جاروب افقی(SEC/DIV) یک کلید پیچشی قرمز رنگ دیگر وجود دارد که بجای تغییرات پله ایی امکان تغییرات پیوسته را ایجاد می کند.

ب)موقعیت افقی: این کلید position نشان داده شده است که برای تغییر افقی سیگنال به چپ و راست به کار می رود و از آن برای دقت در اندازه گیری تقسیمات افقی یک سیگنال بکار می برند.

پ)چند برابر کننده: اگر جاروی افقی بر روی این کلید قرار داشته باشد مثلا(10MEG * ) آنگاه جاروب با سرعت 10 برابر یعنی 1MSEC/DIVحرکت می کند.

ت)کلید SWEEP MODE یا حالت های مختلف جاروب: که با MODE مشخص شده است این کلید دارای سه حالت AUTO و NORM و X-Y است.

در حالت AUTO حتی اگر سیگنال ورودی وصل نباشد جاروب افقی به صورت متناوب انجام می گردد و در حالت NORM حتما باید سیگنال ورودی باشد تا جاروب افقی انجام شود وگرنه صفحه اسیلوسکوپ تاریک است در حالتX-Y مدار تریگر قطع شده و از کانال های 1 و 2 به عنوان محور X (افقی) و محور Y (عمودی) استفاده می شود.

گروه کنترل تریگر:

تریگر در ایکترونیک به آتش کردن و یا تحریک کردن معنی شده است در اسیلوسکوپ به معنی زمان شروع جاروب افقی است. در مدل های قدیمی اسیلوسکوپ این زمان به صورت ثابت صورت می گیرد یعنی مدار تریگر را طوری تنظیم می کردند که هرگاه سیگنال ورودی در جای خاصی باشد؛ مثلا در حال عبور از صفر به سمت یک مقدار مثبت(شروع سیکل مثبت) است مدار تریگر تحریک شده و جاروب افقی صورت می گیرد. در نتیجه همیشه سیگنال ورودی از شروع سیکل مثبت بر روی صفحه نمایش داده می شود. به این گونه اسیلوسکوپ نوع تریگر داخلی ثابت می گویند در مدار های جدید تریگر قابل کنترل است و می توان در یک زاویه مشخص از سیگنال ورودی مدار تریگر را به کار انداخت ات سیگنال ورودی از آن لحظه به بعد دیده شود.

قسمت کنترل تریگر دارای کلیدهای زیر است:

الف)سطح تریگر که با LEVEL مشخص می شود. توسط این کلید چرخان می توان زمان شروع تریگر را طوری تنظیم کرد که مطابق باشد با زمان یک دامنه مشخص از سیگنال ورودی، دامنه سیگنال مورد نظر میتواند منفی؛مثبت یا صفر باشد.

ب)کلید نوع اتصال تریگر که با SOURCE نشان داده شده است دارای پنج حالت است.

1. V.MODE اگر چنانچه دکمه در وضعیت V.MODE قرار گیرد موج دندانه اره ای به صفحات انحراف افقی وصل می باشد. و از این کلید وقتی استفاده می شود که از هر دو کانال استفاده شود.

   
   

2. CH1 در این حالت کلید MODE باید در وضعیت CH1 یا CH2 قرار گیرد

   
   

3. CH2 سمت چپ در همان وضعیت قرار گیرد.

   
   

4. LINE این وضعیت وقتی است که برق شهر بجای موج دندانه اره ای بکار می رود.

   
   

5. EXT در این حالت موج دندانه اره ای داخلی قطع شده و می توان از خارج توسط ورودی EXT به صفحات افقی موج دلخواه وصل کرد.

   
   

ج)کلیدهای کوپلینگ(coupling) سه حالت، AC و FRAME و LINE دارد که در دو حالت اخیر برای کارهای ویدئویی و تلویزیون انتخاب می شود سطح LEVEL اثر ندارد و از یک سطح ولتاژ مشخص از موج دستگاه خود به خود نزدیک می کند. حالتAC وقتی است که برای فرکانس های خیلی بالا استفاده می شود. کلیدهای مدهای ورودی که با (MODE ) مشخص شده است چهار حالت دارد:

الف)کانال یک(CH1) و کانال دو(CH2 ) که نشاندهنده این است که چه کانالی روی صفحه دیده شود.

ب)ALT یا (Alternate) برای دیدن همزمان دو موج که با کانال های 1 و 2 وارد شده اند، در این حالت بایستی فرکانس موج ها زیاد باشد تا چشمک بر روی صفحه دیده دیده نشود. زیرا الکترون یک بار موج کانال 1 و یک بار موج کانال 2 را نشان می دهد.

پ)(CHOPE) این حالت برای دیدن همزمان دو کانال ولی برای موج های با فرکانس کم می باشد زیرا در این حالت یک لحظه از کانال 1 و یک لحظه از کانال 2 نمایش می دهد.

 

انجام آزمایش های مربوط به اسیلوسکوپ

نام آزمایش: کار با اسیلوسکوپ

هدف آزمایش:شناخت پانل اسیلوسکوپ، کالیبره کردن اسیلوسکوپ، کالیبره کردن پروب نحوه اعمال سیگنال به اسیلوسکوپ، اندازه گیری دامنه ولتاژ، اندازه گیری زمان تناوب و محاسبه فرکانس سیگنال.

قبل از شروع آزمایش به یاد داشته باشید که کلیه دستگاه های اندازه گیری از جمله اسیلوسکوپ بسیار حساس هستند؛ لذا هنگام کار کردن با اسیلوسکوپبه نکات زیر دقیقا توجه کنید.

1. هنگام تغییر رنج کلید سلکتورها، به آرامی و با دقت، رنج ها را عوض کنید زیرا کنتاکت ثابت اکثر سلکتورها از نوع مدار چاپی است و احتمال خراب شدن آنها زیاد است.
   
2. شدت نور را، مخصوصا هنگامی که اسیلوسکوپ روی X-Y قرار دارد بیش از اندازه زیاد نکنید، در این حالت موج جاروب صفحات انحراف افقی قطع می شود و روی صفحه حساس فقط یک نقطه نقش می بندد. در این حالت اشعه به طور مداوم به صفحه می تابد و مواد فسفرسانس آن نقطه را خراب می کند. این خرابی منجر به ایجاد یک لکه سیاه روی صفحه می شود.
   
3. کلید های فشاری روی پانل اسیلوسکوپ را هنگام تغییرحالت به آرامی فشار دهید.
   
4. اسیلوسکوپ را در مکانی قرار دهید که امکان افتادن آن به طور مطلق وجود نداشته باشد.
   
5. اسیلوسکوپ را در مکانی قرار دهید که اطراف آن حرارت زیاد(مانند بخاری و ...) وجود دارد یا نور خورشید مستقیما به آن می تابد قرار ندهید.
   
6. سیم پروب را هیچگاه نکشید.
   
7. چنانچه ولتاژ مورد اندازه گیری در ابتدا مشخص نیست از حالت10* (ضربدر 10) پروب استفاده کنید رنج کلید سلکتورVolt/Div را در بیشترین مقدار خود قرار دهید.
   
8. چنانچه بعد از روشن کردن اسیلوسکوپ اشعه روی صفحه حساس ظاهر نشد از مربی آزمایشگاه کمک بگیرید.
   

آزمایش شماره (1)

این آزمایش مربوط به شناخت پانل یک اسیلوسکوپ است. قبل از روشن کردن اسیلوسکوپ مراحل زیر را اجرا کنید.

الف) کلید سلکتور Time/div را روی عدد 1ms قرار دهید.

ب)کلید سلکتور Volt/Div را روی عدد 5 ولت قرار دهید.

پ)ولوم تغییر وضعیت افقی و عمودی را در وسط بگذارید.

ت)کلیدAC-GND-DC را در حالتGND قرار دهید.

ث)کلید Source trig را در حالت INT و CH1 قرار دهید.

ج)اسیلوسکوپ را روشن کنید، بعد از مدت کوتاهی روی صفحه حساس اسیلوسکوپ یک خط ظاهر می شود. ولوم های INTEN و FOCUS را طوری تغییر دهید که خط ظاهر شده در روی صفحه حساس دارای شدت نور کافی در کمترین ضخامت باشد. در صورتی که خط مشاهده شده دقیقا موازی خط افقی مدرج روی صفحه حساس نیست از مربی آزمایشگاه بخواهید به کمک یک پیچ گوشتی کوچک، خط را دقیقا موازی درجه بندی محور افقی کند. حال خط مشاهده شده را در شکل زیر رسم کنید.

سپس کلید سلکتور Time/Div را روی 0.1 ثانیه قرار دهید. آنچه را که روی صفحه حساس می بینید در شکل زیر رسم کنید و همین آزمایش را در حالت 1ms نیز تکرار کنید و شکل موج را در همان شکل با رنگ متفاوت رسم کنید.

 

سئوال)

چرا وقتی کلید سلکتور Time/Div روی حالت 1ms است شکل موج آن با شکل موج در حالت 0.1 ثانیه متفاوت است.

سئوال)

نقش کليد Time/Div چیست و ضرايب این کلید بیان کننده چه چیزی هستند؟

حال کلید سلکتور Time/Div را روی عدد 50ms قرار دهید و اثرهای اشعه را روی صفحه حساس ببینید. در این حالت ولوم Time Variable را بر عکس عقربه های ساعت بچرخانید و همزمان با چرخاندن ولوم اثرهای آن را روی صفحه حساس مشاهده کنید.

سئوال)

نقش ولوم Time Variable چیست؟

آزمایش شماره (2) کالیبره کردن اسیلوسکوپ

ابرای اعمال ولتاژ به اسیلوسکوپ از پروب استفاده می کنند. همچنین در روی پانل اسیلوسکوپ پینی وجود دارد که روی این پین ولتاژ مربعی با دامنه حدود 0.5 ولت و فرکانس تقریبی 1KHz که در داخل اسیلوسکوپ تولید می شود، قابل دریافت است. این ولتاژ مربعی برای تنظیم پروب بکار می رود.

برای انجام این کار موج مربعی روی پانل اسیلوسکوپ را توسط پروب به ورودی اسیلوسکوپ وصل می کنیم.

شکل موج روی صفحه حساس را مطابق شکل بالا تنظیم کنید. برای این کار کلید سلکتور Time/Div را روی 0.2ms و کلید سلکتور Volt/Div را روی 0.1V قرار دهید و با تغییر ولوم قرمز رنگی که روی سلکتور Time/Div قرار دارد پریود آن موج را به 10ms تنظیم نمایید. و تا پایان آزمایش نبایستی به این ولوم ها دست بزنید همین کار را برای کانال دیگر انجام دهید.

زمانی که موج مربعی به اسیلوسکوپ وصل است مراحل زیر را انجام دهید:

الف)کلیدAC-GND-DC را در حالت GND قرار دهید.

ب)نقطه صفر را روی اولین خانه از پایین تنظیم کنید.

پ) کلیدAC-GND-DC را در حالت DC قرار دهید.

ت)کلید Volt/Div را یک بار روی 0.5 ولت و بار دیگر روی 0.1 ولت قرار دهید.

ث)در هر دو حالت شکل مشاهده شده را روی شکل زیر رسم کنید.(با دو رنگ مختلف)

 

سوال

:نقش کلید Volt/Div چیست؟

سوال

: ضرایب کلید Volt/Div چه چیزی را نشان می دهند؟

آزمایش شماره (3)

همان طور که در درس تئوری نیز خوانده اید یکی از موارد کاربرد اسیلوسکوپ، اندازه گیری ولتاژ است.برای انجام آزمایش مراحل زیر را انجام دهید.

الف) ولتاژ منبع تغذیه DC را به کمک مولتی متر دقیقا روی 3 ولت تنظیم کنید.

ب)کلید انتخاب AC-GAN-DC را روی حالت DC قرار دهید.

پ)به کمک سیم های رابط و پروب این ولتاژ را به اسیلوسکوپی که نقطه صفر آن را قبلا تنظیم کرده اید وصل کنید.

ت)کلید سلکتور Time/Div را روی 1 ولت بگذارید.

ث)مکان سلکتور Volt/Div را روی 1 ولت بگذارید.

مکان صفر و مکان جدید خط مشاهده شده (تغییر مکان اشعه در جهت عمودی) را در شکل زیر رسم کنید.

 

سؤال

: آیا به ازای هر ولت به اندازه یکی از تقسیمات انحراف اشعه داشته ایم؟

ج)حال کلید سلکتور Volt/Div را روی عدد 0.5 ولت قرار دهید و شکل انحراف اشعه در جهت عمودی را در شکل بالا با رنگ دیگر رسم کنید.

سؤال

:از منحنی های شکل بالا چه نتیجه ای می گیرید؟

سؤال

: برای خواندن ولتاژ چگونه باید عمل کرد؟

سؤال

:اندازه گیری ولتاژدر کدام حالت از شکل بالا دقیقتر صورت می گیرد؟

آزمایش شماره (4)

در این قسمت از آزمایش، می خواهیم شکل موج سیگنال AC را روی صفحه اسیلوسکوپ ببینیم.برای این کار مراحل زیر را انجام دهید:

الف) سیگنال ژنراتور صوتی را روشن کنید و آن را روی فرکانس 1kHz قرار دهید.

ب)پروب اسیلوسکوپ را به ترمینال های خروجی سیگنال ژنراتور صوتی وصل کنید.

پ)شکل ولتاژ خروجی را در حالت سینوسی قرار دهید.

ت) با ولوم تنظیم، دامنه سیگنال را طوری تنظیم کنید که دامنه سیگنال روی صفحه حساس برابر 3 خانه شود و شکل موج را در شکل زیر رسم کنید.

ث)در شکل زیر کلیدAC-GAN-DC را در حالت AC قرار دهید و شکل موج را مشاهده کنید.چه فرقی بین شکل موج نشان داده شده در در حالت AC و DC دارد؟

ج)دامنه و مقدار موثر موج سینوسی شکل زیر را حساب کنید.

آزمایش شماره (5) اندازه گیری زمان تناوب

همان طور که دیدید مدت زمانی طول می کشد تا اشعه از یک خانه به خانه دیگر حرکت کند.لذا می توان زمان تناوب(مدت زمان یک سیکل کامل) سیگنال ها را محاسبه کرد.

برای انجام این عمل مراحل زیر را انجام دهید:

الف)فرکانس سیگنال ژنراتور را در حدود 25KHz در حالت موج سینوسی قرار دهید.

ب)پروب اسیلوسکوپ را به سیگنال ژنراتور وصل کنید.

پ)شکل موج نقش بسته روی صفحه حساس را در شکل زیر رسم کنید.

ت)زمان تناوب سیگنال اعمالی به اسیلوسکوپ را با کمک رابطه زیر محاسبه نمایید.

رنج کلید سلکتور Time/Div *تعداد خانه های در بر گرفته شده ی یک سیکل کامل=زمان تناوب

T

با داشتن زمان تناوب یک سیگنال می توان با استفاده از رابطه فوق فرکانس را محاسبه کرد.

 

بنابراین توسط اسیلوسکوپ های معمولی نمی توان فرکانس را به طور مستقیم اندازه گیری کرد؛ بلکه ابتدا باید زمان تناوب آن را از روم صفحه حساس محاسبه کرد و سپس به کمک رابطه بالا مقدار فرکانس را به دست آورد.

ث) حال دامنه و فرکانس سیگنال ژنراتور را به دلخواه تغیر دهید و کلید سلکتور های Time/Div را طوری تنظیم کنید که حدود دو سیکل کامل و دامنه 3 خانه روی صفحه حساس نقش بندد.

ج)شکل موج روی صفحه حساس را در شکل رسم کنید.

چ)دامنه و فرکانس موج رسم شده در شکل را محاسبه کنید.

سوال

: به طور مشروح توضیح دهید که از این آزمایش ها چه نتیجه ایی گرفته اید.

آزمایش شماره (6) اندازه گیری اختلاف فاز

در اندازه گیری اختلاف فاز، با استفاده از اسیلوسکوپ دو کاناله، دو سیگنال را به دو کانال اعمال می کنیم. روی صفحه اسیلوسکوپشکل موج دو کانال به طور همزمان نشان داده می شوندو با استفاده از شکل موج ها می توان به آسانی اختلاف فاز بین آنها را محاسبه کرد. روش محاسبه اختلاف فاز در روابط زیر آمده است.

به عنوان مثال اختلاف فاز دو سیگنال در شکل زیر برابر است با:

درجه57.14 =6.3 / 360= فاز به ازای هر خانه

درجه114.28=57.14×2= اختلاف فاز دو سیگنال

الف)مدار شکل زیر را روی برد برد یا برد آزمایشگاهی ببندید.

ب)خروجی آنها را به کانال های اسیلوسکوپ وصل کنید.

پ)شکل موج ظاهر شده روی صفحه حساس را در شکل زیر رسم کنید.

ت)اختلاف فاز بین دو سیگنال کانال های 1 و 2 اسیلوسکوپ را محاسبه کنید.

ث)کلید حالت را روی CHOP قرار دهید زیرا فرکانس منبع 50Hz است.

تعداد خانه های دربرگرفته شده توسط یک سیکل/360=اختلاف فاز به ازای هر خانه

اختلاف فاز به ازای هر خانه × تعداد خانه های اختلاف فاز = اختلاف فاز

 

آزمایش شماره (7)

مدارشکل زیر را ببندید و مراحل آزمایش شماره(6) را تکرار کنید.

اسیلوسکوپ را تنظیم و سپس مقادیر رنج را یادداشت کنید.

Volt/Div = CH1

Volt/Div = CH2

=Time/Div

Source Trig = CH1 or CH2 or line

آزمایش شماره (8)

مدار شکل زیر را ببندید و مراحل آزمایش (6) را تکرار نمایید.

منحنی های لیساژور:

اگر دو نیرو در امتداد های عمود بر هم به جسمی وارد شوند و هر کدام از آنها یک حرکت نوسانی به جسم بدهند جسم تحت تاثیر این دو نیرو مسیر بسته ایی را طی می کند که شکل آن مسیر ها را لیساژور گویند.

موقعی که پرتو الکترونی از میان صفحه های خازنی عبور کند تحت اثر میدان الکتریکی دارای حرکت نوسانی خواهد بود و روی صفحه اسیلوسکوپ یک خط مشاهده می شود. اکنون اگر به دو خازن دو ولتاژ نوسانی متصل شود الکترون ها در دو سطح عمودبرهم نوسان خواهند داشت. در حالتی که نسبت بسامد دو ولتاژ متغییر دو عدد درست باشد یکی از اشکال لیساژور روی صفحه اسیلوسکوپ تشکیل می شود.

 

اندازه گیری اختلاف فاز به روش اشکال لیساژور:

روش اندازه گیری اختلاف فاز توضیح داده شده، یکی از دقیق ترین روش های اندازه گیری اختلاف فاز است. روش دیگری نیز وجود دارد که بیشتر در اسیلوسکوپ های یک کاناله از آن استفاده می شود.

در شکل زیر در این روش از اشکال لیساژور استفاده می شود.یک نمونه از اشکال لیساژور رسم شده است در این روش MODE باید روی X-Y قرار گیرد.

اختلاف فاز از رابطه زیر به دست می آید.

A و B تعداد خانه ها هستند.

آزمایش شماره (9)

اختلاف فاز مدار شکل آزمایش شماره 6 را به صورت اشکال لیساژور بدست آورده و شکل لیساژور را در شکل زیر رسم کنید.

آزمایش شماره (10)

اختلاف فاز مدار شکل آزمایش شماره 8 را به صورت اشکال لیساژور بدست آورده و شکل لیساژور را در شکل زیر رسم کنید.

 

آزمایش شماره (11)

در صورتی که فرکانس یکی از ولتاژ های متناوب معلوم باشد به کمک شکل های لیساژور می توان بسامد مجهول ولتاژ دیگر را بدست آورد برای این کار لیساژور حاصل را در مستطیلی قرار می دهند و از رابطه

فرکانس مجهول را بدست می آورند.

F1 بسامد معلوم، F2 بسامد مجهول، n2 تعداد نقاط تماس در امتداد لبه افقی مستطیل و n1 تعداد نقاط تماس در امتداد لبه قائم مستطیل است مانند شکل زیر که 2/1=2/4=n2/n1 است.

آزمایش شماره (12)

رزنانس (همنوایی)

خازن C و مقاومت R و سلف L را بصورت سری به یکدیگر متصل کرده و مطابق شکل زیر به نوسان ساز وصل کنید.

نقاط H و G را به ورودی افقی و V و G را به ورودی قائم وصل کنید(توجه داشته باشید که نقطه V و G به زمین ورودی ها وصل شده باشد) در فرکانسی که راکتانسی سلف برابر راکتانس خازن باشد مدار در حال تشدید است.

یعنی

و فرکانس تشدید

خواهد شد در این حالت امپدانس مدار به صورت مقاومت خالص در آمده و مساوی با R خواهد بود و جریان (که متناسب با انحراف Y است) با ولتاژ (که متناسب با انحراف X است) همفاز می گردد.

دامنه سیگنال را برای انحراف های X و Y از دیدگاه اسیلوسکوپ یکسان کنید.(در حالت تشدید شکل بیضی به خط مورب تبدیل می شود)

یعنی X و Y همفاز شوند(در این صورت شکل منحنی به چه صورتی در می آید؟) به تغییر شکل منحنی در هنگام کاهش یا افزایش فرکانس توجه کرده و شکل های حاصله را رسم نمایید.

[تینا 15116]

:w72:

[hasting_m 385]

باسلام و تشکر.این اسیلوسکوپ آنالوگه دیگه نه؟

آموزش کار با نوع دیجیتالشو ندارین؟