Просто про складне: Навіщо потрібен осцилограф?

Можливо, ви відкриваєте свій сервісний центр по ремонту обладнання. Може бути, ви радіоаматор, який бажає зібрати в своєму домашньому інструментарії всі необхідні для комфортної роботи прилади. Або ж ви оснащується дослідницьку лабораторію для вищого навчального закладу, а може просто дивіться асортимент вимірювальних приладів, які можна підібрати на будь-який смак в інтернет-магазині: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/ostcillo.

І ось, в процесі пошуку ви натикаєтеся на осцилограф - прилад, дуже дорого стоїть і зовсім незрозуміло що робить. Спробуємо розібратися, яким чином він працює, навіщо потрібен і де буде корисний.

Як працює осцилограф?

Осцилограф - це прилад, який візуально показує, чи є напруга в якійсь точці електричного кола. Візьмемо для прикладу сучасну цифрову модель. Процедура використання така - в осцилограф вставляється щуп (екранований відрізок проводу) який з'єднується з місцем, в якому ми хочемо подивитися напруга. Якщо воно там є - струм (дуже маленький) починає йти через осцилограф. Потрапляючи в процесор пристрою, він обробляється (обчислюються його форма, значення напруги, частота та інші параметри), і це все виводиться на екран.

Якщо в точці, до якої ми приставили щуп, нічого немає - на екрані буде рівна лінія. Якщо є постійна напруга - лінія з'їде вгору (або вниз) на те значення в вольтах, скільки і є в ланцюзі. І найголовніше - якщо напруга коливається (змінної частоти), осцилограф дуже детально покаже нам його форму і коливання, давши повну уяву про те, що ж відбувається всередині схеми.

Навіщо це потрібно?

Весь навколишній світ складається з коливань. Це світло, радіохвилі, теплове випромінювання, механічний рух об'ектов.Хорошім прикладом для опису роботи осцилографа нам послужать звукові частоти, які ми чуємо, наприклад, коли слухаємо музику.

Записаний звук відтворюють динаміки. Вони перетворюють електричний сигнал в звуковий. А цей електричок сигнал в них посилає УНЧ (підсилювач низьких частот). І ось, ми хочемо послухати музику, включаємо підсилювач, з динаміків йде звук ... вельми посередньої якості. Хрипить, свистить, і взагалі звучить якось не так. У чому ж справа? Звук нас зовсім не влаштовує, ми хочемо розібратися.

Відкриваємо корпус підсилювача, бачимо його друковану плату. А що далі? Несправності, як такої, немає, підсилювач робочий, всі деталі на місці. Зовні оцінити правильність його роботи ми ніяк не можемо - коливання адже електричні, зовні їх ніяк не побачиш. Тут і приходить на допомогу осцилограф.

Ми не здаємося, беремо в руки щуп і починаємо досліджувати сигнал, починаючи з місця, звідки він надходить. Подаємо певну частоту з генератора (наприклад, з телефону або комп'ютера). Дивимося на вхід підсилювача - рівна синусоїда. Йдемо далі за схемою. Перевіряємо всі ланцюги (передпідсилювач, коректувальні елементи) - всюди сигнал такий же.

Добираємося до кінцевого, потужного, каскаду. Дивимося, що він видає - а там жах! Ніякої синусоїди, купа перешкод, сигнал трикутний, взагалі не те, що ми хотіли побачити. Тепер все зрозуміло - саме цей каскад псує звук. Далі можна думати над причинами. Можливо, не вистачає потужності блоку живлення (на осцилографі виглядає, як осідання напруги, перекручена, нерівна форма сигналу), можливо, десь в платі входять спотворення, може бути не зовсім робочий якийсь із каналів. Тепер ясно, де шукати проблему і як її вирішити. Без осцилографа ми б цього ніяк не впізнали.

Де осцилограф буде корисний?

Насправді, застосувань неймовірно багато, адже робота дуже багатьох важливих ланцюгів заснована саме на різних сігналах.Начіная з діагностики блоків живлення і перетворювачів (наприклад, там, де повинен бути прямокутний сигнал - він трикутний, пилкоподібний або його взагалі немає), ремонтом мобільних пристроїв, комп'ютерів, радіокерованих іграшок -, закінчуючи проектуванням нового обладнання, тестуванням готових виробів (у багатьох осцилографів для цього є спеціальні функції), і навіть дослідженням природних явищ і наочним наблюд еніем за ними. Дуже зручно порівнювати кілька сигналів - якщо вони повинні бути однаковими, або навпаки, повинні чергуватися, все це можна перевірити.

Висновки

У будь-якій схемі, де генеруються якісь сигнал (а це практично скрізь), його можна подивитися осциллографом. Якщо його можна побачити, значить можна зрозуміти, правильний він чи ні, є він взагалі або відсутній, який він форми і наскільки це критично для конкретного пристрою. Після того, як з осцилографом починаєш дружити, без нього дуже складно уявити собі роботу з електронним обладнанням. Це перший і найголовніший помічник в кожної якісної майстерні.