Многообразие функциональных возможностей современной бытовой техники требует от обслуживающего ее персонала (сервисных центров, ремонтных мастерских, аналитических центров) решения многих вопросов, связанных с ее радиоэлектронной начинкой (восстановление, настройка, регулировка). Большинство этих задач невозможно решить без использования специальных контрольно-измерительных, исследовательских приборов, среди которых важную роль играет осциллограф. В статье расскажем, как выбрать осцилограф для ремонта, рассмотрим характеристики прибора.
- Назначение, сферы применения
- Аналоговые модели осциллографов
- Цифровые приборы для ремонта техники
- USB осциллографы для работы с компьютером
- Обзор популярных моделей, сравнительный анализ
- Порядок применения, пошаговая инструкция
- Проверка малых значений
- Применение двухканального осциллографа
- Средний срок службы осциллографа
- Актуальные вопросы по теме
Назначение, сферы применения
Посредством осциллографа производятся исследования параметров электросигналов, подводимых на вход прибора. Он преобразует принимаемые данные в графическое изображение, по которому можно производить анализ. С помощью полученной «картинки» анализируется зависимость сигнала, например, напряжения от времени. Прибор может одновременно принимать от 1 до нескольких лучей (сигналов). Каждый из них поступает на отдельный вход и отображается отдельным графиком на экране (дисплее). Таким образом, приборы бывают однолучевыми, двулучевыми, многолучевыми (многоканальными).
Сфера применения прибора:
- изучение колебаний значений сигналов электросети или их мгновенных показателей;
- сигналов, изменяющихся во времени;
- характеристик схем электроники и ее составляющих элементов.
Наиболее распространенными типами приборов являются аналоговые, цифровые и USB осциллографы.
Аналоговые модели осциллографов
В основе прибора лежит электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), проходя через которую сигнал преобразуется в графическую форму. Многие специалисты до сих пор предпочитают пользоваться именно этими моделями, считая их более привычными и надежными. Такие приборы имеют ряд достоинств, но и отрицательных моментов в их конструкции содержатся немало. Для удобства восприятия, информация сведена в таблицу:
| Преимущества | Недостатки |
| Привычная панель, простота пользования | Зависимость от частоты сигнала (мигание, тусклость изображения) и, как следствие невысокая точность |
| Изображение реальной «картинки» с отображением происходящих во времени изменений | Полоса пропускания ограничена |
| При постоянном использовании управление настройками становится знакомым и понятным | Анализ характеристик поступающих данных ограничен средствами |
| Невысокий ценовой сегмент |
Однако нельзя ставить низкую стоимость во главу угла – для дела важна функциональность. Большинство пользователей продолжают использовать аналоговые модели в связи с их наличием. Тем не менее, при случае, предпочитают обзавестись более современными изделиями. Читайте также статью: → «Соединительная коробка. Поиск и ремонт неисправностей».
Цифровые приборы для ремонта техники
Развитие и совершенствование электронной техники усложняет процесс ее обслуживания, но вместе с тем, параллельный рост цифровых технологий дает возможность широкого использования достигнутых результатов в создании новых контрольно-измерительных приборов. Не являются исключением и цифровые осциллографы, которые становятся более функциональными и удобными в применении.
Преимущества и недостатки сведены в таблицу:
| Преимущества | Недостатки |
| Доступность остановки картинки на нужное время | Высокие ценовые значения |
| Высокая измерительная точность | Сложность управления |
| Полоса пропускания гораздо шире, чем у аналоговых моделей | Недостаточная частота оцифровки затирает некоторые детали сигнала |
| Экран яркий, защищен от мерцаний | |
| Доступность обнаружения импульсных сетевых помех | |
| Допустимость коммутации с компьютером | |
| Возможность дополнительной обработки полученных данных |
Некоторые модели не имеют собственного дисплея. Они применяются путем подключения к компьютеру и передают данные на его монитор.
USB осциллографы для работы с компьютером
Такие компактные устройства относятся к цифровым моделям, однако работают только в совокупности с персональным компьютером (ноутбуком), на который передают принимаемый сигнал для последующего изучения.
Преимуществами этих приборов являются:
- небольшие размеры;
- доступность сохранения и распечатки полученных данных;
- возможность быстрой обработки с помощью компьютера.
Единственным недостатком, хотя и довольно значительным, является не совсем точное отображение формы сигнала.
Если планируется применение осциллографа только в целях контроля и проверки определенных параметров, а особая точность не имеет решающего значения, то прибор-приставка к ПК – правильный выбор.
Обзор популярных моделей, сравнительный анализ
Tektronix 2465B (аналоговый) – один из самых достойных представителей своего класса с полосой пропускания 400 МГц. Основные характеристики:
- прибор многоканальный (4 канала);
- чувствительность от 2 мВ до 5 В на деление;
- предусмотрен частотомер;
- дисплей 6 дюймов;
- габариты: передняя панель 330х160 мм, длина – 434 мм, вес 9,3 кг.
Кроме того модель предусматривает систему измерений ТВ сигналов. Управление режимами электронное, поэтому все регулировки производятся плавно.
RIGOL MSO 4052 (цифровой) – обладает широкой полосой пропускания 500 МГц. Эксплуатационные характеристики:
- прибор 2-канальный, оснащенный логическим анализатором на 16 каналов;
- чувствительность от 1 мВ до 5 В/деление;
- функция записи осциллограмм до 110,000 в секунду;
- анализ показателей в реальном времени;
- жидкокристаллический дисплей 9 дюймов (цветной);
- габариты 440х218х130 мм, вес 5 кг.
Устройство способно взаимодействовать с ПК, поэтому комплектуется диском с программным обеспечением и кабелем USB.
UNI—T UTD 4302C (цифровой) – полоса пропускания 300 МГц. Обладает следующими параметрами:
- прибор двухканальный + логический анализатор на 16 каналов;
- чувствительность 2мВ – 5 В на деление;
- предусмотрена опция мультиметра;
- дисплей ЖК цветной 5,7 дюйма;
- размеры 330х165х165 мм, масса 3,8 кг.
Прекрасный тестовый прибор для производства измерений и выявления неполадок.
Hantek DSO 3204 (USB осциллограф) – полоса пропускания 200 МГц. Высокие эксплуатационные показатели:
- прибор имеет 4 канала;
- чувствительность от 10 мВ/деление до 5 В/деление;
- функция мультиметра;
- программное обеспечение совместимо с 6 системами;
- размеры 190х45х255 мм, масса 1 кг.
Идеально совмещается с портативными ПК и планшетами. Может использоваться на выездах. Защищен корпусом из алюминиевого сплава.
Hantek 6204 BD (модель USB) с пропускной полосой 200 МГц, оснащен независимым дисплеем 2,9 дюйма. Рабочие параметры:
- прибор четырехканальный;
- чувствительность 2 мВ – 5 В на деление;
- ПО совместимо с Windows 7, 8, 10.
Предусмотрена возможность подключения нескольких осциллографов к одному компьютеру, что при необходимости позволяет увеличить количество каналов. Читайте также статью: → «Измерение сопротивления изоляции электропроводки».
Порядок применения, пошаговая инструкция
Наиболее часто осциллограф применяется для исследования значений напряжения на разных участках электронных схем. Поэтому для примера будет описываться порядок действий при измерении этой величины:
- Включить прибор. Выставить настройки интерфейса: яркость экрана, фокус изображения, освещение шкалы
- Устройство имеет два проводника «фаза» и «земля» (корпус), к которым подсоединяются щупы. Для определения «земли» нужно коснуться одного из проводников рукой. Если на дисплее появилась горизонтальная линия, то определение верно, если появилась сильно искаженная синусоида – проводник «фаза».
- Чтобы проверить точность работы прибора, можно воспользоваться обычной батарейкой. На панели управления следует выставить предполагаемый предел значений напряжения. Лучше избрать его с запасом. Сигнальный щуп «фазу» прилагаем к плюсу, а корпусный – к минусу батарейки. На экране сразу должен появиться график соответствующий номинальному напряжению объекта (например, 1,5 В).
- Далее можно переходить к измерениям на схеме. Земляной проводник соединяется с минусом (нулевым потенциалом) или общим проводом, а сигнальным щупом касаются интересующих участков. Если общий или заземляющий провод не просматривается, то корпус можно подсоединить к одной из точек, между которыми проводится измерение.
- Используя формулу:
U=I R,
зная величину резистора в измеряемой цепи, можно легко высчитать значение силы тока:
I=U/R
Установив несовпадение, можно принимать решение о замене сопротивления. Схематично можно изобразить подключение осциллографа в цепь следующим образом:
Проверка малых значений
Зная величину допустимых помех на участке проверяемой схемы, можно проверить их соответствие. В качестве примера используется блок питания компьютера:
- При напряжении 12 В, допустимые помехи не должны превышать 0,3В. При проверке обычным способом, такое значение будет совершенно незаметным.
- Необходимо переключить тумблер входа из положения прямых измерений в емкостные, то есть, пропуская изучаемый сигнал через конденсатор.
- Основное постоянное напряжение 12 В, останутся на конденсаторе, а переменное значение помех 0,3 В отобразится на дисплее, где его можно увеличить с помощью коэффициента усиления Y и изучить.
Описанный в п.2 тумблер, присутствует во всех моделях, но может иметь другое оформление (кнопка, переключатель). Установить это можно из инструкции.
Применение двухканального осциллографа
Двухканальное (двулучевое) устройство может демонстрировать графики двух измеряемых параметров одновременно. Такие приборы имеют два входа, у которых гнезда «земля» заперемычены между собой и корпусом изделия. Таким образом, при производстве измерений, нужно следить, чтобы противоположные проводники не оказались подключенными к одной точке, чтобы избежать сбоев в работе контрольно-измерительной техники.
Средний срок службы осциллографа
Согласно советскому ГОСТ, рассматриваемые контрольно-измерительные исследовательские приборы, должны иметь гарантийный срок службы не менее 18 месяцев со дня ввода в эксплуатацию. Однако этим же документом предусмотрена регулярность проверок приборов, которые должны проводиться каждые 5 лет. То есть минимальный рабочий ресурс осциллографа хотя бы при двух проверках, должен составлять 10 лет.
Как показывает практика, при правильной эксплуатации, осциллограф способен прослужить гораздо больший период времени. Однако нельзя отрицать тот факт, что в процессе длительной эксплуатации, приборы утрачивают первоначальные настройки и их показатели нуждаются в корректировке. Читайте также статью: → «Способы измерения сопротивления заземления, используемые приборы».
Учитывая количество предлагаемых в продажу устройств б/у 80-х годов выпуска, можно предположить, что сроки службы этих изделий значительно превышают ранее обозначенные временные границы.
Актуальные вопросы по теме
Вопрос №1. Какие измерения можно делать осциллографом помимо напряжения?
Можно измерять любые параметры в электронных схемах вплоть до периодичности импульсов, искажения сигналов, амплитудных характеристик. Все навыки приходят с опытом работы.
Вопрос №2. Какую роль играет регулятор развертки, кроме перемещения графика по экрану?
В этом и заключается его основная польза. Перемещая изображение, можно подогнать его под деление сетки, чтобы удобнее было производить точные расчеты.
Вопрос №3. Как наиболее эффективно использовать регулятор «Длительность»?
С помощью этого регулятора можно определять частоту развертки – чем меньше интервал, тем более высокой частоты сигнал становится различим. Просчитав по клеткам и делениям ширину параметра, умножив его на масштаб X, определяется длительность сигнала, а зная ее, можно просчитать и частоту.
Вопрос №4. Нужно ли сразу приобретать многоканальный, дорогой осциллограф?
Если финансовое положение позволяет, то можно купить самый дорогой прибор. Однако без умения пользоваться его возможностями, он не принесет никакой пользы и останется простым вольтметром. Такие приборы востребованы опытными электронщиками. Для начинающих специалистов, на первых порах, достаточно экземпляров, имеющихся в лаборатории. Хотя если стремление роста присутствует, то функциональный прибор станет хорошим подспорьем.