اسیلوسکوپ

اسیلوسکوپ

اسیلوسکوپ دستگاهی است الکترونیکی که شکل موج های خروجی مدار طراحی شده را بر روی نمایشگر خود به ما نشان می دهد. اسیلوسکوپ وسیله اي اساسی در آزمایشگاه الکترونیک است که به کمک آن می توان کمیت هاي مختلفی مانند شکل موج ، ولتاژ، فرکانس ، اختلاف فاز و علائم الکتریکی را مشاهده و اندازه گیري نمود. در اسیلوسکوپ مولدي به نام مولد جاروب کننده وجود دارد و وظیفه ی این مولد تولید موج روی نمایشگر است. نام دیگر اسیلوسکوپ نوسان نما می باشد. به صورت ساده تر می توان گفت اسیلوسکوپ یک ولت متر دقیق است ولی نمی تواند جریان را به طور مستقیم اندازه گیری کند. برای اندازه گیری جریان باید از روش های غیر مستقیم مانند قانون اهم استفاده کرد و از جمله مزایای آن می توان به عملکرد خوب در فرکانس های بالا اشاره کرد. اسیلوسکوپ 2 مگاهرتز، یعنی اسیلوسکوپی که می تواند ولتاژهای DC و AC تا 2MHZ را نمایش دهد. اسیلوسکوپ ها به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند، اسکوپ های حافظه دار دیجیتال هستند و نمایشگر آنها در دو نوع ، لامپ تصویر CRT یا LCD موجود می باشد . در این مبحث به بررسی اسیلوسکوپ آنالوگ می پردازیم.
اگر یک ولتاژ دندان اره اي را به صفحات منحرف کننده افقی اسیلوسکوپ بدهیم پرتو الکترونی عرض صفحه اسیلوسکوپ را جارو می کند و به همین دلیل به آن ولتاژ جارو کننده گفته می شود.

سیگنالی که در خروجی نشان داده می شود به صورت دو بعدی است. این دستگاه می تواند شکل موج را به صورت دقیق نشان دهد. اسیلوسکوپ ها علاوه بر نشان دادن شکل موج های خروجی می تواندد پارامترهای دیگری مانند عرض پالس، دوره تناوب و فاصله زمانی دو رویداد در سیگنال (مانند وقوع دو پیک) نیز را بر روی نمایشگر خود نشان دهند.

قسمتهاي مختلف اسیلوسکوپ به شرح زیر است :


BRILLIANCE-INTEN که وظیفه ی تغییر شدت نور را به عهده دارد.

FOCUS میزان نور را تنظیم می کند.

ASTIC شدت نور را بیشتر تنظیم می کند.

TRACE ROTATION نمودار را حول محور افقی CRT می چرخاند

SCALE ILLOM روشنایی صفحه را تغییر می دهد روشن و خاموش کردن دستگاه نیز با این کلید صورت می گیرد

برای انتقال سیگنال های الکتریکی به اسیلوسکوپ ، از وسیله ای به نام پراب استفاده می شود. در شکل زیر تصویر پراب نشان داده شده است.

پراب اسیلوسکوپ


طرز کار با اسیلوسکوپ

بخش های مختلف اسیلوسکوپ

ابتدا کلید POWER را در جهت حرکت عقربه هاي ساعت می چرخانیم تا دستگاه روشن شود.در این حالت چراغ کوچک سبز رنگی روشن می شود.اگر کلیدهاي OFF–ONدو کانال به داخل فشار داده شوند و خط نورانی روي صفحه ظاهر می شود .ابتدا شدت این خط ها را به وسیله کلید BRILLIANCEو سپس باریکی آنهارا با کلید FOCUS تنظیم می کنیم .

اگر خطا نسبت به محور افقی CRT انحراف داشته باشند به وسیله کلید TRACEROTATION آن ها را افقی می نماییم و سپس بسته به آنکه بخواهیم از کانال 1یا 2 استفاده کنیم، کلید OFF-ON کانال مربوط را در حالت متناسب قرار می دهیم

باید دقت کرد که شدت نور در روي صفحه اسیلوسکوپ زیاد نباشد و نقطه نورانی هرگز براي مدت طولانی ثابت نماند .زیرا باعث کم شدن حساسیت صفحه می گردد .با تغییر کلیدهاي VOLT/DIV-TIM/DIV کانال مربوطه شکل موج را روي صفحه می آوریم و با شستی هاي COARSE-POSITION موج را به وسط صفحه منتقل می کنیم .گاهی اوقات با چنین تغییراتی موج روي صفحه ظاهر نمی شود .در این صورت با تغییر تدریجی کلید STABILITY موج ظاهر می شود

جابه جایی افقی موج، توسط کلیدهاي زیر انجام می شود.

در صورتی که کانال هاي 1و 2 با هم ترکیب نشده باشند
FINE فقط برای تغییرات کم و کوچک دامنه ,کاربرد دارد و اگر بیرون کشیده شود دامنه را 5برابر می کند و باید کمیت هاي اندازه گیري شده را بر 5 تقسیم کرد .

قسمت جاروب کننده موج از کلیدهای زیر تشکیل شده است:

TIME/DIV: دکمه ای است که وظیفه ی آن تنظیم سرعت حرکت نقاط نورانی جاروب کننده صفحه است و زمانی می توان از درستی اعداد نشان داده شده مطمئن شد که کلید (VARIABLE (SWP.VARبه طرف راست تا آخر پیچانده شده (CALL) و کلید FINE بیرون کشیده شده باشد وکلید VARIABLEهم در حالت CALL قرار گرفته باشد . براي تعیین سرعت جارو باید اعداد را بر 5 تقسیم نمود

VARIABLE: می تواند سرعتی را که به وسیله TIME/DIVانتخاب شده است کمی آهسته تر نماید .اگر آن را به داخل فشار دهیم دو موج ورودي کانال هاي 1 و 2 با هم ترکیب می شوند و به این روش می توان نمودار X-Y را به دست آورد.

TRIG LEVELنقطه اي روي موج یا سیگنال ورودي انتخاب می کند که عمل جارو از آن نقطه آغاز شده است

STABI LUETY:حساسیت مولد جاروکننده را تنظیم می کند .اگر این پیچ را در خلاف جهت حرکت عقربه هاي ساعت بچرخانیم از حرکت موج ورودي جلوگیري می نماید و اگر آن را در جهت حرکت عقربه هاي ساعت تا انتها بچرخانیم موج ورودي صفحه را بسرعت طی می کند

SINGLESHOT:هنگام نشان دادن و یا عکسبرداري از یک موج غیر متناوب بکار میرود .اگر یک موج متناوب به اسیلوسکوپ داده شود .در حالت SINGLE SHOTهر بار که شستیRESETرا فشار دهیم ، موج جاروکننده ظاهر می شود )البته به که موجهاي ورودي کانالهاي 1و 2با هم ترکیب نشده باشند

قسمت TRIG MODE ODبراي تریگر کردن موجهاي مثبت و منفی بکار می رود

.5-جابه جایی قائم کانالهاي 1و 2شامل کلیدهاي زیر است .

با فشردن دکمه ON-OFF کانال مربوط قطع (OFF)می شود .CHOP–ALT-SUMسه حالت مختلف براي محور قائم کانال هاي به وجود می آورند .در حالت chop دو کانال به طور متناوب در فرکانس هاي حدود 50 کیلو هرتز روشن و خاموش می شوند .این حالت براي سرعت هاي کم جاروکننده مناسب است. در حالت ALT تغییرات هر کانال در طول یک موج جاروکننده آشکار می شود . حالت ALT براي سرعت هاي زیاد موج جاروکننده است و حالت SUM نمودار موج ها می باشد.

POSITIONاگر کانال ها قطع نباشند می تواند نمودار را در امتداد قائم تغییر دهد .اگر شستی INVERT مربوط به کانال 2 به داخل فشار داده شود نمودار موج ورودي معکوس می شود .در حالت X-Y که می خواهیم موجهاي ورودي را با هم ترکیب کنیم کانال 1به عنوان محور قائم و کانال 2به عنوان محور افقی مورد استفاده قرار می گیرد.

VOLT/DIV دامنه موج ورودي مربوط به هر کانال را با 12ضریب نشان می دهد .مقادیر نشان داده شده زمانی صحیح هستند که کلید VARIABLEبه طرف راست تا آخر پیچانده شده باشد .VARIABLE می تواند حساسیتهایی را که بوسیله VOLT/DIV انتخاب شده است را تغییر دهد چنانچه این کلید به داخل فشار داده شود بهره 10برابر خواهد شد

DC-GND–AC سیگنال ورودي را انتخاب می کند .در وضعیت DC موج ورودي مستقیماً به دستگاه متصل می شود ولی در وضعیت AC یک خازن به صورت سري در مدار قرار می گیرد .در حالت GND ورودي به زمین متصل است و در این حالت ولتاژ DC برابر صفر خواهد بود