خدمات وبسایت آی‌سی‌تی نیـــک

طراحی و ساخت انواع پروژه‌های الکترونیکی با: میکروکنترلرavr - میکروکنترلرarm - میکروکنترلرpic و آردوینو

مقالات و آموزش‌های رایگان در سطوح پایه و حرفه‌ای برای الکترونیک و آی سی تی - ICT

اسیلوسکوپ چیست -همه چیز درباره oscilloscope

منتشر شده در واژه نامه تخصصی

نوسان‌نما یا اسیلوسکوپ ( Oscilloscope) دستگاهی الکترونیکی است که امکان مشاهده ولتاژ را فراهم می‌کند. غالباً مقدار ولتاژ به صورت نموداری دوبعدی نمایش داده می‌شود که محور افقی، زمان و محور عمودی آن ولتاژ است. از نوسان‌نما عموماً برای نمایش دقیق موج استفاده می‌شود. علاوه بر دامنه، معمولاً نوسان‌نماها قادر به اندازه‌گیری و نمایش دیگر پارامترها مانند عرض پالس، دوره تناوب و زمان بین دو حادثه (مانند وقوع دو پیک) هستند.

osciloscope2

اسیلوسکوپ وسیله اندازه گیری است، که کار آن نمایش ولتاژ بر حسب زمان است. این دستگاه بیشتر توسط دانشجویان رشته برق الکترونیک و مخابرات مورد استفاده قرار می گیرد و یا توسط افرادی که به نوعی با برق سروکار دارند. اسیلوسکوپ ها قابلیت این را دارند که دو یا چند شکل موج ولتاژ در واحد زمان را به طور همزمان روی صفحه اسیلوسکوپ نمایش دهند. همچنین این قابلیت را دارند که یک شکل موج ولتاژ را برحسب دیگری نمایش دهند. به این مد لیساژور میگویند.

اجزای اسیلوسکوپ

اجزای اسیلوسکوپ شامل یک لامپ پرتو کاتدی که قلب دستگاه است و تعدای مدار برای کار کردن لامپ پرتو کاتدی می باشد.

نوسان نماها ممکن است یک کانال و یا چند کانال داشته باشند. دستگاه های دارای یک کانال فقط می توانند یک سیگنال را روی صفحه خود نمایش دهند اما آن هایی که دارای چند کانال هستند ، همزمان می توانند چند سیگنال را روی صفحه، نمایش دهند. برای انتقال سیگنال های الکتریکی به نوسان نما از پراب این دستگاه استفاده می شود. این ابزارها از نمایشگر های CRT : Cathode Ray Tube جهت نمایش سیگنال ها و آمپلی فایر های خطی برای پردازش سیگنال ها استفاده می کردند که CRO به این دست اسیلوسکوپ ها اشاره می نماید.CRO بعد از فراگیر شدن الکترونیک دیجیتال ، جای خود را به ابزارهای از نوع حافظه دیجیتال دادند که دارای صفحه نمایش های LCD یا LED باریک و مبدل های آنالوگ به دیجیتال سریع و پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) می باشند.

اسيلوسکوپ ها دارای يک صفحه نمايش هستند که اين صفحه نمايش در راستای افقی به ١٠ قسمت و در راستای عمودی به ٨ قسمت تقسيم می شود که برای دقت بيشتر در اندازه گيری ، در راستاهای افقی و عمودی ، خطوط وسط دارای تقسيمات ريزتری نيز می باشند به طوری که هر خانه به ۵ قسمت تقسيم شده و هر قسمت معادل ٠.٢ خانه است .
 

عملکرد انواع اسیلوسکوپ

سیگنال های ورودی را در برابر زمان و یا در برابر سیگنال دیگر نمایش می دهند. در واقع این دستگاه ها رسام های بسیار سریعی هستند. قلم این رسام یک لکه نورانی است که در اثر برخورد یک باریکه الکترون به پرده ای فلوئورسان به وجود می آید. این دستگاه بر اساس ولتاژ کار می کند.اسیلوسکوپ ها کاربرد گسترده و وسیعی در الکترونیک دارند و ابزارهایی کامل در رفع عیب و اندازه گیری مدارهای الکترونیکی مانند مدار های الکترونیکی فرکانس بالا هستند. از اصلی ترین پارامتر های یک اسیلوسکوپ فرکانس کاری اسکوپ و سرعت نمونه برداری آن است که در زمان خرید حتماً باید این پارامتر در نظر گرفته شود.اسیلوسکوپ ها از چند مگاهرتز تا چند گیگاهرتز وجود دارند. هرچه فرکانس بالاتر می رود کاربردها محدودتر و حرفه ای تر می شود. قیمت اسیلوسکوپ تحت تاثیر این پارامتر است و سبب گستردگی محدوده قیمت اسیلوسکوپ ها شده است.این دستگاه هادر مراکز علمی ، پزشکی ، مهندسی و صنایع ارتباطی و نظامی کاربرد زیادی دارند. معمولا اسیلوسکوپ های معمولی و با کاربرد عمومی برای تعمیر و رفع عیب دستگاه های الکترونیکی و اغلب در آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرند در صورتیکه نوع مخصوص این ابزار ممکن است برای بررسی سیستم احتراق خودرو یا نمایش ضربان قلب ( الکتروکاردیوگرافی ) به کار گرفته شوند.

 

کاربردهای اسیلوسکوپ :

اسیلوسکوپ ها در مراکز علمی ، پزشکی ، مهندسی و صنایع ارتباطی و نظامی کاربرد دارند. معمولا اسیلوسکوپ های معمولی و با کاربرد عمومی برای تعمیر و رفع عیب دستگاه های الکترونیکی و در آزمایشگاه ها استفاده می شوند اما اسیلوسکوپ های مخصوص ممکن است برای بررسی سیستم احتراق خودرو یا نمایش ضربان قلب ( الکتروکاردیوگرافی ) استفاده شوند.

 

تفاوت انواع اسیلوسکوپ آنالوگ و دیجیتال :

این دستگاه عموماً برای نمایش دقیق موج استفاده می‌شود. علاوه بر دامنه، معمولاً قادر به اندازه‌ گیری و نمایش دیگر پارامترها مانند عرض پالس، دوره تناوب و زمان بین دو حادثه (مانند وقوع دو پیک) هستند. از مشخصه های اصلی اسیلوسکوپ های آنالوگ صفحه نمایش شطرنجی CRT ،سرعت بالای نمایش و واقعی بودن سیگنال است.در صورتیکه در اسیلوسکوپ دیجیتال مهم مترین شاخص ها عبارتند از ،حافظه،صفحه نمایش LCD،توابع اندازه گیری اتوماتیک،مدهای تریگر پیشرفته،ارتباط با کامپیوتر و پرینتر. یقیناً امکانات و قابلیت های اسکوپ های دیجیتال بسیار بیشتر از آنالوگ ها هستند اما همچنان اسکوپ های آنالوگ جایگاه خود را در بازار مصرف حفظ کرده است. 

اسیلوسکوپ های دیجیتال کار را برای کاربر راحت تر کرده است. این نوع دارای کلیدی تحت عنوان Auto Set هستند که با فشردن این کلید تمامی تنظیمات پنل دستگاه روی بهترین حالت برای نشان دادن سیگنال متصل با پروب دستگاه به صورت اتوماتیک تنظیم می شود.هم چنین توابع Automatic Measurment که در تمامی اسکوپ های دیجیتال قرار داده شده اند عملیات اندازه گیری مولفه های عمودی و افقی سیگنال نظیر Vpp,Vrms,Vave,Period,Frequency,Duty Cycle و ... را به طور خودکار  اندازه گیری می کنند و نشان می دهند. این نوع حافظه دار هستند و توانایی ذخیره اطلاعات سیگنال را روی حافظه داخلی خود دارند و در صورت نیاز بازیابی را نیز انجام می دهند.به علاوه اکثر اسکوپ های دیجیتال می توانند با حافظه های جانبی نظیر فلش مموری یا SD کارت ارتباط مستقیم برقرار کنند و اطلاعات را روی وسایل جانبی نیز ذخیره کنند.اسیلوسکوپ های دیجیتال تحت نرم افزاری تحت عنوان ریموت کنترل مستقیماً به کامپیوتر متصل شده و اطلاعات را در اختیار کامپیوتر جهت تجزیه و تحلیل بیشتر قرار می دهند.این قابلیت امکان ارتباط دستگاه با نرم افزارهایی نظیر MATLAB و LABVIEW را به کاربر می دهد. 
ویژگی هایی مانند Cursor ،ضبط سیگنال یا Waveform Recorder ،کالیبراسیون خودکار،ارتباط مستقیم با پرینتر و ... سبب شده است تا اسیلوسکوپ های دیجیتال به سرعت به آزمایشگاه های مختلف مهندسی برق وارد شوند.
 

آشنایی با بخش های مختلف اسیلوسکوپ(مطابق شکل زیر)

oscilocope

 

برای مشاهده دقیق شماره ی دکمه ها ابتدا عکس را دانلود کنید

1-2-مربوط به تست كاليبره بودن اسیلوسکوپ

3- ولوم Focus واضح كننده شكل موج است.

5-لامپ راهنما كه روشن بودن دستگاه را نشان می دهد.

6-دكمه POWER براي روشن و خاموش كردن دستگاه.

7-ولوم ولت بر قسمت براي تنظيم دامنه(محور عمودي كانال يك) موج را بزرگتر يا كوچكتر نشان مي دهد.

8-ترمينال ورودي كانال 1(محل اتصال پروپ).

9-ولوم كاليبره كننده، كه اين ولوم هميشه بايد در منتها اليه سمت راست باشد.

10-كليد سه حالته انتخاب وضعيت سيگنال ورودي كانال يك در حالت AC فقط موج AC را نشان ميدهد و در حالت DC سيگنال AC و DC را نشان ميدهد. درحالت GND خط صفری در صفحه اسيلوسكوپ داريم كه ازآن به عنوان خط مبنا (خط صفر) استفاده مي شود.

11-با چرخاندن ولوم Position، سيگنال ورودي كانال يك به بالا و پايين تغيير مكان ميدهد.

12- وضعیت ALT در صورتي كه براي نمايش امواج ورودي هر دو كانال با فركانس هاي بيش از يك كيلو هرتز است. در صورت فشردن كليد به حالت CHOP ميرود، كه براي امواج كمتر از 1كيلو هرتز است.

13- ولومDCBAL :اين پنتانسيومتر براي بالانس محور عمودي به كار ميرود.

14-كليد 4حالته MODE: در حالت CH1 ورودي فقط از كانال 1 است. درحالت CH2 ورودي فقط از كانال 2 است. در حالت DOUL وردی هر دو نشان داده مي شود.(به طور جداگانه ). در حالت ADD مجموعه دامنه ورود ي هر دو كانال نشان داده ميشود.

15-زمين دستگاه اسكوپ است. در هنگام وصل كردن اسيلوسكوپ به دستگاه ديگر اين ترمينال بايد به زمين دستگاه ديگر وصل شود.

16-اگر اين كليد در حالت بيرون باشد وموج كانال دو را عادي نشان مي دهد واگركليد را فشار دهيم موج كانال 2 را معكوس نشان ميدهد.

17- ولوم DCBAL :اين پنتانسيومتر براي بالانس محور عمودي به كار ميرود.

18- عملكرد همانند شماره 10

19-عملكرد همانند شماره 11

20-ترمينال ورودي كانال دو محل اتصال پروپ

21-عملكرد همانند شماره 9

22-عملكرد همانند شماره 7

23-اگر بخواهيم از كانال 1 استفاده كنيم كليد را در حالت ch1 و اگر بخواهيم از كانال 2 استفاده كنيم در حالت ch2 قرار ميدهيم.

24-ترمينال ورودي خارجی برای تنظيم دستگاه.

25- در اسيلوسكوپ مداري وجود دارد كه وجود ياعدم وجود سيگنال ورودي را تشخيص دهد. اگركليد 4 حالته Mode در حالت: AUTO:در صورت عدم وجود سيگنال ورودي يك خط صاف روي صفحه اسكوپ ظاهر ميشود. NORM :در صورت عدم وجود سيگنال ورودي هيچ شكل موجي روي صفحه ظاهر نميشود.

26-كليد SLOP دامنه موج را در وضعيت بيرون مثبت و در وضعيت درون منفي نشان ميدهد (180درجه اختلاف فاز ايجاد ميكند ).

27-امواج ورودي هر دو كانال را به روش متناوب جاروب ميكند.

28-با تنظيم اين ولوم از لغزش و حركت موج در صفحه جلوگيری ميشود.

29-عرض ( دامنه) موج تغييرميكند.

30-كليد SWPVAR براي كاليبره كردن پريود، بايد در منتها اليه سمت راست قرار مي گيرد.

31-كليد بزرگنمايی ،10برابر دوره را زياد ميكند.

32-با چرخاندن ولوم POSITION شكل موج به چپ و راست تغيير مكان ميدهد.

 

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 اسیلوسکوپ به نکات زیر دقیقا توجه کنید.

1. هنگام تغییر رنج کلیدسلکتورها، 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 حساسفقط یک نقطه نقش می بندد. در این حالت اشعه به طور مداوم به صفحه می تابد و موادفسفر سانس 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 درمکانی قرار دهید که امکان افتادن آن به طور مطلق وجود نداشته باشد.

5. اسیلوسکوپ را درمکانی قرار دهید که اطراف آن حرارت زیاد(مانند بخاری و ...) وجود دارد یا نورخورشید مستقیما به آن می تابد قرار ندهید.

6.  سیم پروب راهیچگاه نکشید.

7. چنانچه ولتاژ مورداندازه گیری در ابتدا مشخص نیست از حالت10* (ضربدر 10) پروب استفاده کنید رنج کلیدسلکتورVolt/Div را در بیشترین مقدار خود قرار دهید.

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

با داشتن زمان تناوبیک 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 بالامقدار فرکانس را به دست آورد.

ث) حال دامنه وفرکانس 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.

 

آموزش کار با اسیلوسکوپ با کیفیت بالاتر را از لینک زیر دانلود و مطالعه کنید.

 

 مطالب مرتبط :

برچسب ها: 

Tags: برق و الکترونیک ابزار دقیق کنترل و ابزار دانلود الکترونیک کاربردی الکتروتکنیک oscilloscope اسیلوسکوپ بخش های مختلف اسیلوسکوپ

4

پشتیبانی و مشاوره 24 ساعته

ictnic2

تماس با ما

  • تلگرام : ICTNIC2@

به ما بپیوندید

ما را در صفحات اجتماعی دنبال نمایید...

کاربران ثبت نامی

تا این لحظه تعداد

2415 نفر

در وبسایت تخصصی ictnic

ثبت نام و از خدمات ما استفاده می کنند.

ما را در آپارات دنبال کنید

aparat logo fa color black 275x100