Ремонт бытовой радиоаппаратуры с помощью осциллографа своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

Подробные рекомендации по превращению вашего ПК в универсальный аналитический прибор завзятого электронщика. Обзор необходимого ПО.

Современная измерительная аппаратура давно срослась с цифровыми и процессорными средствами управления и обработки информации. Стрелочные указатели уже становятся нонсенсом даже в дешевых бытовых приборах. Аналитическое оборудование все чаще подключается к обычным ПК через специальные платы-адаптеры. Таким образом, используются интерфейсы и возможности программ приложений, которые можно модернизировать и наращивать без замены основных измерительных блоков, плюс вычислительная мощь настольного компьютера.

Кроме того, и расширение возможностей обычного компьютера возможно за счет разнообразных программно-аппаратных средств, — специальных плат расширения, содержащих измерительные АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). И компьютер очень легко превращается в аналитический прибор, к примеру, — спектроанализатор, осциллограф, частотомер… , как и во многое другое. Подобные средства для модернизации компьютеров выпускаются многими фирмами. Однако цена и узконаправленная специфика не делают это оборудование распространенным в наших условиях.

Но зачем далеко ходить? Оказывается, простой ПК в своей конструкции уже содержит средства, которые с некоторыми ограничениями способны превратить его в тот же осциллограф, спектроанализатор, частотомер или генератор импульсов. Согласитесь, уже немало. К тому же делаются все эти превращения только с помощью специальных программ, которые к тому же совершенно бесплатны и каждый желающий может их скачать в Интернете.

Вы, наверное, зададитесь логичным вопросом — как же в измерениях можно обойтись без АЦП и ЦАП? Никак нельзя. Но ведь и то и другое присутствует почти в каждом компьютере, правда, называется по другому — звуковая карта. А чем не АЦП/ЦАП, скажите, пожалуйста? Это уже давно поняли те, кто написал для нее массу программ, не имеющих никакого отношения к воспроизведению музыки. Ведь обычная звуковая плата ПК способна воспринимать и преобразовывать сигнал сложной формы в пределах звуковой частоты и амплитудой до 2В в цифровую форму со входа LINE-IN или же с микрофона. Возможно и обратное преобразование, — на выход LINE-OUT (Speakers). Таким образом, вы можете работать с любым сигналом до 20 кГц, а то и выше, в зависимости от звуковой платы. Максимальный предел уровня входного напряжения 0,5-2 В тоже не составляет проблемы, — примитивный делитель напряжения на резисторах собирается и калибруется за 15 минут. Вот на таких-то нехитрых принципах и строятся программное обеспечение: осциллографы, осциллоскопы, спектроанализаторы, частотомеры и, наконец, генераторы импульсов всевозможной формы. Такие программы эмулируют на экране компьютера работу привычных для нас приборов, естественно со своей спецификой и в пределах частотного диапазона вашей звуковой платы.

Как это работает? Для пользователя все выглядит очень просто. Запускаем программу, в большинстве случаев такое ПО не нужно даже инсталлировать. На экране монитора появляется изображение осциллографа: с характерным для этих приборов экраном с координатной сеткой, тут же и панель управления с кнопками, движками и регуляторами, тоже часто копирующими вид и форму таковых с настоящих — аппаратных осциллографов. Кроме того, в программных осциллографах могут присутствовать дополнительные возможности, как, например, возможность сохранения исследуемого спектра в памяти, плавное и автоматическое масштабирование изображения сигнала и т.д. Но, конечно же, есть и свои недостатки.

Как подключиться к звуковой карте? Здесь нет ничего сложного — к гнезду LINE-IN, с помощью соответствующего штекера. Типичная звуковая плата имеет на панельке всего три гнезда: LINE-IN, MIC, LINE-OUT (Speakers), соответственно линейный вход, микрофон, выход для колонок или наушников. Конструкция всех гнезд одинакова, соответственно и штекеры для всех идут одни и те же. Программа осциллограф будет работать и отображать спектр и в том случае если снимается звуковой сигнал с помощью микрофона, подключенного к своему входу. Более того, большинство программных осциллографов, спектроанализаторов и частотомеров нормально функционируют, если в это же время на выход звуковой платы LINE-OUT выводится какой-то другой сигнал с помощью другой программы, пусть даже музыка. Таким образом, на одном и том же компьютере можно задавать сигнал, скажем с помощью программы генератора, и тут же его контролировать осциллографом или анализатором спектра.

При подключении сигнала к звуковой плате следует соблюдать некоторые предосторожности, не допуская превышения амплитуды выше 2 В, что чревато последствиями, такими как выходом устройства из строя. Хотя для корректных измерений уровень сигнала должен быть гораздо ниже от максимально допустимого значения, что так же определяется типом звуковой карты. Например, при использовании популярной недорогой платы на чипе Yamaha 724 нормально воспринимается сигнал с амплитудой не выше 0,5 В, при превышении этого значения пики сигнала на осциллографе ПК выглядят обрезанными (рис.1). Поэтому для согласования подаваемого сигнала со входом звуковой карты потребуется собрать простой делитель напряжения (рис.2).

Вот потребовался мне автомобильный осциллограф, посмотрел цены, удивился… Цены как на крыло самолета. Кстати, не понятно почему, ведь параметры осциллографа для тестирования авто крайне низки, как по частотам так и по напряжению. По сему решил сам себе сделать.

1. Вид осциллографа – USB приставка к ноутбуку, ибо на большом экране смотреть удобно, можно сохранять для последующего анализа ну и т.д. и т.п.
2. Тип сигнала – Переменный, Постоянный, Положительная полярность. Работа с отрицательными напряжениями не нужна.
3. Кол-во каналов – 4, больше смысла не вижу, но с возможностью расширения до 8.
4. Максимальное входное напряжение — вольт 50, выше смысла нет.
5. Чувствительность — 1 милливольт, больше тоже не надо :-)
6. Частота — до 20Кгц, для миллисекундных сигналов за глаза хватит, а других там нет :-)
7. Удобная программная оболочка.

Вот она какая, на мой взгляд, самая лучшая. Это не реклама, это факт :-) ИМХО конечно.

Ну вот, с софтом определился, теперь надо определится с интерфейсом, не буду грузить вас своими муками выбора, я остановился на СОМ порте. С ним работать просто, пропускной способности для поставленных задач с избытком, в выбранном софте есть драйвер вывода информации с СОМ пора.

Теперь железо, а точнее что использовать в роли АЦП. Железо должно быть доступное, стабильное, не дорогое и легко программироваться. Долго не думал, остановился на микроконтроллере АТмега 328р. Программируются эти микроконтроллеры банально на С++, точнее на упрощенном С++.
Очень удобно то что этот микроконтроллер можно купить уже распаянным на плате с минимально нужной обвязкой., Ардуино сее называется :-) То есть не надо самому плату разводить и паять, удобно. Всем параметрам, из моего ТЗ, АТмега 328р отвечает полностью, по сему использовать буду ее.

Для миниатюризации я вот такую взял. Она имеет 8 аналоговых входов, отвечающих всем требованиям ТЗ, имеет на борту эмулятор СОМ порта на СН340, питание берет напрямую с USB порта. В общем то что нужно. Ардуинку можно любую использовать на 328р

Вот схема этой платы. На ней стоит сам микроконтроллер АТмега 328р, банальный эмулятор СОМ порта на СН340, кварц и стабилизатор питания на ЛМке для запитки от внешнего источника, если надо, вот и все, ну пара лампочек и фильтров не в счет :-) То есть все то что нам нужно и ничего лишнего! Не зря говорят — Совершенство в простоте.

Теперь надо написать программку для микроконтроллера. Нам нужно что б постоянно опрашивался аналоговый вход и данные о величине напряжения постоянно, онлайн так сказать, шли в СОМ порт. Если каналов несколько, то опрашиваются по кругу все нужные входы и данные идут на СОМ порт с разделителем табуляция. Вот так все просто.

Вот скриншот того что должен выдавать микроконтроллер в СОМ порт для нашей программы PowerGraph.

Осциллограф у меня будет работать в 4х режимах — 1канал, 2канала, 3канала и 4 канала.
Переключение между каналами будет осуществляться по кругу нажатием на кнопку.
При включении канала будет загораться светодиод индикации работы канала.
Вот написал программку. Сам я не программист, по сему написал как смог, сильно не критикуйте, расстроюсь :-) Программа полностью рабочая и проверена не однократно в деле. Как заливать программу в плату рассказывать не буду, в инете на каждом углу это с картинками рассказано :-)

Вот сама программа.

int regim=1;
int flag=0;
void setup()
digitalWrite(07, HIGH);
Serial.begin(128000);//скорость СОМ порта должна совпатать со скорость в драйвере
pinMode(2, OUTPUT);
pinMode(3, OUTPUT);
pinMode(4, OUTPUT);
pinMode(5, OUTPUT);
>
void loop()
if(digitalRead(07)==HIGH&&flag==0)//если кнопка нажата
// и перемення flag равна 0, то …
regim++;
flag=1;
if(regim>4)//ограничим количество режимов
regim=1;//так как мы используем только одну кнопку,
// то переключать режимы будем циклично
>
>
if(digitalRead(07)==LOW&&flag==1)//если кнопка НЕ нажата
//и переменная flag равна — 1, то …
flag=0;//обнуляем переменную "knopka"
>
if(regim==1)//первый режим
digitalWrite(2, HIGH);//включение светодиода
digitalWrite(3, LOW);
digitalWrite(4, LOW);
digitalWrite(5, LOW);
// читаем аналоговый вход pin 0:
int port0 = analogRead(A0);
//Преобразовываем аналоговые показания (которые идут от 0 до 1023) в напряжение (0 — 5 В)
float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);//4.745 опорное напряжение, замеряется при калибровке на плате
// выводим значение напряжения в порт
Serial.println(voltageport0,3);// печатаем значение в порт и жмем энтер
//задержка для стабильности
delay(1);
>
if(regim==2)//второй режим
digitalWrite(2, HIGH);//включение светодиодов
digitalWrite(3, HIGH);
digitalWrite(4, LOW);
digitalWrite(5, LOW);
int port0 = analogRead(A0);
int port1 = analogRead(A1);
float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport1 = port1 * (4.745 / 1023.000);
Serial.print(voltageport0,3);// печатаем значение в порт
Serial.print(" ");// печатаем таб
Serial.println(voltageport1,3);// печатаем значение в порт и жмем энтер
delay(1);
>
if(regim==3)//Третий режим
digitalWrite(2, HIGH);
digitalWrite(3, HIGH);
digitalWrite(4, HIGH);
digitalWrite(5, LOW);
int port0 = analogRead(A0);
int port1 = analogRead(A1);
int port2 = analogRead(A2);
float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport1 = port1 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport2 = port2 * (4.745 / 1023.000);
Serial.print(voltageport0,3);
Serial.print(" ");
Serial.print(voltageport1,3);
Serial.print(" ");
Serial.println(voltageport2,3);
delay(1);
>
if(regim==4)//Четвертый режим
digitalWrite(2, HIGH);
digitalWrite(3, HIGH);
digitalWrite(4, HIGH);
digitalWrite(5, HIGH);
int port0 = analogRead(A0);
int port1 = analogRead(A1);
int port2 = analogRead(A2);
int port3 = analogRead(A3);
float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport1 = port1 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport2 = port2 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport3 = port3 * (4.745 / 1023.000);
Serial.print(voltageport0,3);
Serial.print(" ");
Serial.print(voltageport1,3);
Serial.print(" ");
Serial.print(voltageport2,3);
Serial.print(" ");
Serial.println(voltageport3,3);
delay(1);
>
>

Программа закончена и отлажена.
Приступим к электронной части.

Схему приводил выше. Из нее видно что плата имеет 8 аналоговых входов, 14 цифровых входов/выходов. Вот и будем работать с ними.

Ну вот, как подключать понятно, осталось воплотить в железе.

Начнем с защиты и делителя.
Защиту будет обеспечивать стабилитрон на 5.1в. А делитель будет обычный на резисторах.
Так как сигналы у нас будут низкочастотные, это сильно упрощает жизнь. В расчетах делителя не надо учитывать внутреннее сопротивление приемника, не надо согласовывать вход с делителем, не надо учитывать волновое сопротивление кабеля и разъемов.
Надо просто посмотреть в даташите на микроконтроллер на какое сопротивление выхода оптимизирован его АЦП, и сделать делитель с таким выходным сопротивлением. Так мы добьемся максимальной точности в 0.005 вольта. В даташите написано что он оптимизирован под 10Ком выходного сопротивления нагрузки. Внутреннее сопротивление АЦП 100Мом…

Вот такую схему я посчитал. R1 и R2 собственно сам делитель, R2 еще задает сопротивление выхода делителя, я его взял 10Ком, так как ЦАП оптимизирован именно на такое сопротивление. R3 и VD1 это защита от перенапряжения. На вход АЦП нельзя подавать больше 5.2в. VD1 стабилитрон на 5.1в, можно использовать любой. R3 токоограничивающий резистор, ограничивает ток стабилитрона когда он открывается. Вот такой простой делитель с защитой.

Вот так все просто :-)

Берем какой либо корпус, разъемчики, кнопку, переключатель, резисторы диоды, стабилитроны и начинаем из этого всего создавать автомобильный осциллограф.

Вот такой набор деталей у меня.

Для начала подготовим корпус. Просверлим все отверстия.

Далее, навесным монтажом, смонтируем делители прямо на блоке разъемов.
Вот так, просто – надежно — удобно.

Теперь примерим плату, проведем формовку выводов делителя и на них напаяем плату.
Вот так вот. Выходит очень удобно и компактно.

Смонтируем в корпус светодиоды, кнопку, переключатель и конденсатор. Вот так. Длинна проводов достаточная но не избыточная.

Почти все готово, осталось впаять плату в корпус.

Привинтить блок разъемов в корпус. Взять синюю изоленту, без нее ни как! Сделать ограничитель для УСБ провода.

Теперь можно закрыть корпус, залить прошивку и проверить работу. У меня все ОК.

Вот и все, мой автомобильный осциллограф готов.
Им можно смотреть-диагностировать расходомер(МАФ), генератор, катушки, датчики положения колена и распредвалов. Смотреть правильность установки ГРМ, Смотреть форсунки, по пульсации топлива в рампе можно косвенно смотреть работу насоса и регулятора давления топлива… В общем полезный зверек в хозяйстве. Особенно он полезен когда какое либо устройство отказало не полностью, а ушло от параметров и мозг не видит этого.

Пора приступать к испытанием на авто.
Все отлично и очень удобно. Как и планировал :-)

Тему датчиков в этом посте не затрагиваю, ибо очень она объемная. Но все датчики легко самому изготовить и емкостные и индуктивные и контактные… Может отдельно напишу об них…

Вот так просто можно сделать себе качественный автомобильный осциллограф.
На этом все, ни гвоздя вам ни жезла :-)

Купил осциллограф С1-94 как-то для проведения ремонтов (уже давно задумывался о покупке такого прибора), он не новый и достался дешево, правда щуп там оказался самодельный, потом его переделаю, но все же так как прибор использовался редко – решил его немного перебрать и заменить то, что не работало и давало косяки. Итак, нашел схему, изучил кучу форумных информаций, руководств и несколько статей. Все это заняло несколько дней по 3-4 часа на день! Информации много пришлось изучить – это все же не кофеварка, а сложный измерительный прибор – некоторые новички также пробуют ремонтировать, но кидаются на него сразу с паяльником и за пару часов проблему не решить тут, надо подход, знания, опыт.

Схема принципиальная С1-94

В общем для начала расскажу кратко о осциллографе и его особенностях, плюсах и минусах, и вообще свое мнение в целом. Быть может буковок тут получится и много, но прибор такой категории думаю стоит.

Итак, главный плюс этого измерительного прибора в том, что в нем нету вообще микросхем и сборок. Ремонтировать ища редкую замену тут практически нечего, ремонт транзисторной схемы с какой-то из сторон даже лучше.

Конечно есть несколько редких элементов – типа как в генераторе германиевые транзисторы и прочая мелочь-рассыпуха, но она, как правило, качественная и ломаться может редко.

Осциллограф закрыт кожухом – снять который можно открутив 4 винта и сняв ножки с подставками, снимаем кожух, на раме основная плата где смонтирована почти вся часть блока питания и другие регулирующие элементы.

Есть также откидная плата которая сделана такой для удобства монтажа и ремонта, и плата закрытая пластиковым кожухом сзади, которая крепится винтом – и откручивать который просто запарился!

Трубку для удобства ремонта снял – открутить надо хомут чуть сместив его, а также фиксатор направляющий, который утапливаясь фиксировал для регулировки положения трубки.

Панельку лучше пометить маркером так как ключа на ней нет и потом можно долго вымерять накал, чтобы поставить в нужное, правильном положение. Провода гибкие, прочные, у меня в процессе ремонта ничего не оторвалось, сделано все на совесть – это не современные нежные китайские приборы, где при первом же демонтаже может отвалится половина проводки и часть их креплений. В частности была плохая балансировка напряжений 12-0-12 вольт (двухполярка), там разбаланс должен быть мизерным, а у меня как не регулировал получалось порядка 1 вольт.

Проверять начал электролиты, просто выпаивая по очереди и замеряя емкость у тех что смог дотянуться – парочка оказалась подсохшая, один новый взорвал сам, перепутав полярность обратной впайки – на плате совсем скудная маркировка на текстолите, и если выпаивать несколько элементов то можно потеряться при монтаже обратно.

Когда напряжение удалось выставить в порядок нормы – баланс был тот что нужен, настроил регуляторами развертки, отрегулировал все параметры, выполнил калибровку как полагается, подал сигнал с собранного генератора на популярной микросхеме NE555, посмотрел – все в порядке, прибор теперь то что надо.

Кстати, пыль так же у осциллографа протереть нужно – причем салфетку лучше смачивать не в воде, а брать что-то готовое, пропитанное спиртом или другими подобными средствами, дабы не допустить окисления частей и элементов схем.

Переключатели можно почистить, а их контакты ацетоном протереть, чтоб блестели, а не были черными. Тогда при переключениях ими режимов работы прибора не будет скачков и серьезных искажений.

Видео работы осциллографа С1-94

При обратной сборке после ремонта проверяем положение трубки и ставим ее ровно. К статье прилагаю все схемы и материалы которые мне помогали в ремонте этого чудного сервисного осциллографа. Ремонт выполнил redmoon.

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

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:

Аналоговый осциллограф способен решать некоторые задачи не хуже цифровых моделей
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.

Какие бывают цифровые осциллографы

Благодаря точности наблюдений и функциональности цифровые осциллографы более востребованы, чем аналоговые.

В конструкцию входит аналого-цифровой преобразователь. Благодаря АЦП измеряемый сигнал оцифровывается, в памяти устройства сохраняют захваченные выборки, а информация отображается на экране.

Возможности цифрового устройства:

обработка сигнала, который поступает на входные каналы;
отображение результатов исследований на экране;
сохранение в записи процессов для упрощенного масштабирования и растяжки;
отметка событий, которые происходят во времени;
расчет средних значений и прочие математические действия. измерение амплитуды, периодов, время нарастания/спада импульса, и др.

Типы осциллографов:

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.

Как выбрать качественный осциллограф?

Решая, какой цифровой осциллограф выбрать, помните, что независимо от модели, устройство должно точно захватывать сигналы, иметь паспорт с подробным описанием всех характеристик, и функции, позволяющие сэкономить время оператора на измерения и диагностику электрического сигнала. Критерии выбора аппаратуры:

Полоса пропускания. Здесь действует правило пятикратного превышения максимальной полосы сигнала. Это нужно для точного измерения амплитуды и для захвата всех гармоник. Если полоса пропускания будет равна сигнальной характеристике, то устройство не будет захватывать третью и пятую гармоники, т. е. итоговая осциллограмма будет неполная, а погрешность измерений возрастет.
Время нарастания. Чем меньше этот параметр, тем точнее прибор будет проецировать быстрые перепады значений сигнала. Здесь действует правило пятикратного уменьшения минимальной длительности фронта исследуемого явления. Например, для измерения фронта 6 нс время нарастания прибора должно быть не больше 1,2 нс.
Наличие официальных согласованных с прибором пробников. Решая, какой осциллограф выбрать, многие концентрируются на технических характеристиках устройства, забывая о комплектующих. Полоса пропускания пробника всегда должна соответствовать полосе пропускания прибора. Он не должен создавать лишнюю нагрузку на цепи тестируемой аппаратуры. Лучше всего подбирать пробники с ёмкостной нагрузкой до 10 пФ. Для повышения точности измерений лучше использовать несколько пробников.
Количество каналов. Считается, что чем больше каналов, тем лучше, но такой подход не всегда верен. Выбирать количество каналов следует исходя из используемого приложения и типа работы. У хорошего осциллографа все каналы стойки к статическому электричеству, имеют хороший диапазон частот, равномерную АЧХ.
Частота дискретизации. Здесь опять работает правило пятикратного повышения. С помощью высокой частоты дискретизации можно увидеть накрадывающиеся друг на друга события.
Длина записи. Чем этот параметр больше, чем будет лучше для пользователя. Особенно длина записи важна при детальном захвате сигнала.
Триггер. Лучше выбирать модели, имеющие разные типы запуска, необходимые для выделения и захвата отдельных явлений в сложных сигналах. Если запуск совсем не будет связан с исследуемым объектом, изображение на экране будет нечетким. Триггер нужен для того, чтобы осциллограмма была стабильной. Благодаря этому элементу можно отложить запуск аппаратуры до наступления заданного события. При триггерном запуске оператор сможет наблюдать отдельные части исследуемого сигнала.
Система анализа и навигации. Маркеры, функции поиска, воспроизведения, паузы, масштабирования необходимы для комфортной работы с электроникой. Они помогут быстрее находить аномалии формы сигнала.
Автоматические измерения сигнала. Ручные вычисления часто содержат много погрешностей. Автоматические измерения параметров сигнала помогут таких ситуаций избежать.
Простое управление. Замысловатое переключение функций и настройка приборов сильно усложнят вам работу. В идеале интерфейс осциллографа должен быть понятен даже новичку. Современные модели измерительной техники укомплектовываются сенсорными дисплеями.

Обзор на Rohde Schwarz RTH1002

Осциллографы Rohde Schwarz RTH1002 относятся к портативным измерительным устройствам. Их часто применяют при откладке электронных устройств на промышленном производстве, в лабораториях или на телевизионных станциях. Осциллограф RTH1002 работает от аккумулятора. Гарантированная производителем продолжительность работы без подзарядки — 4 часа.

Характеристики RTH1002

Полоса пропускания — 60 МГц.
Количество аналоговых каналов — 2.
Память — 500000 точек.
Частота дискретизации — 1,25–5 Гвыб/с.

Преимущества

Если вы до сих пор не знаете, какой цифровой осциллограф выбрать, то вам стоит обратить внимание на устройства Rohde Schwarz серии RTH1002. Их преимущества:

Устройство поддерживает функции мультиметра, анализатора протоколов, логического анализатора, анализатора гармоник и спектра, регистратора данных, измерителя частоты.
Система сбора информации поддерживает архивацию данных.
Корпус прибора прорезинен, защищен от воздействия влаги, пыли. Вы сможете производить все необходимые замеры, не боясь повредить устройство.
Продуманная система навигации. На корпусе прибора расположены крупные кнопки. Это упрощает работу с ним в перчатках и при низких температурах, когда взаимодействовать с сенсорным дисплеем неудобно.
Поддержка дистанционного управления. При необходимости вы сможете сделать замеры, находясь у себя в офисе или на расстоянии от устройства. Осциллограф работает с проводными и беспроводными технологиями.
Поддержка 14 типов запуска. Вы сможете настроить RTH1002 для точного обнаружения необходимого сигнала.
Автоматическое измерение 33 параметров.
Цветной сенсорный дисплей с диагональю 17,78 см.
Поддержка стандартных флэш-носителей и microSD-карт объёмом до 32 Гб.

Обзор на FLUKE-125B

Fluke 125B — портативный осциллограф, предназначенный для поиска неисправностей в промышленном электротехническом оборудовании. Компактный прибор совмещает функции мультиметра, высокоскоростного регистратора данных. Аппаратура этой серии интегрирована с мобильными приложениями производителя, что значительно расширяет возможность анализа и архивирования данных. Fluke 125B способен определить формы сигналов напряжения, мощность, ток, измерить сопротивление, ёмкости, гармоники, осуществить проверку целостности цепи.

Характеристики 125B

Полоса пропускания — 40 МГц.
Количество каналов — 4.
Чувствительность — от 5 мВ до 200В.
Погрешность ±0,5%.
Память — 400000 точек.

Преимущества

Автоматический анализ сигналов сложной формы. Fluke 125B способен без настройки амплитуды, задания характеристик времени развертки и запуска проанализировать сигнал и отобразить важные данные на экране. Подобная функция позволяет ускорить процесс поиска неисправностей.
Функция поиска трудноуловимых перемежающихся событий. После ее активации прибор самостоятельно произведет их регистрацию, сохранит данные для дальнейшего анализа. Частота событий не должна превышать 4 кГц.
Внешний USB-интерфейс. К нему вы сможете подключить флэш-носитель для сохранения полученной информации или подключить другой измерительный аппарат для анализа данных.
Усиленный корпус. Fluke 125B способен выдержать сильные вибрации, удары. Корпус аппарата полностью защищен от воздействия пыли, влаги.
Продолжительное время автономной работы. После полной зарядки Fluke 125B способен проработать 7 часов. Время полной зарядки — 4 часа.
Большой комплект программного обеспечения. Производители Fluke серии 125B позаботились о софте для Windows и мобильных устройств. С помощью Fluke Connect инженеры смогут в режиме реального времени передавать показания с осциллографов при проведении работ. Для каждого пользователя зарезервировано 5 Гб свободного пространства в облачном хранилище Fluke Cloud.
2 мультиметра на 5000 отсчетов. Они помогут определить истинные среднеквадратичные значения обследуемого явления.

Обзор на Tektronix TDS2012C

Цифровой осциллограф TDS2012C — отличная модель для электротехнических лабораторий. Компактные прибор предлагает расширенные возможности по сбору данных и хорошую производительность. Аппарат поддерживает прикладные модули, т. е. при необходимости вы сможете быстро модифицировать устройство. Синхронизироваться устройство может в автоматическом, нормальном, однократном режимах. Меню автоустановки поможет быстро настроить технику для работы с разными типами сигналов.

Характеристики tds2012c

Полоса пропускания — 100 МГц.
Количество каналов — 2 или 4.
Вертикальное разрешение — 8 бит.
Частота дискретизации — 2 Гвыб/с.
Длина записи — 2,5 тысячи точек по всем каналам.

Преимущества

Высокая точность измерений — одна из главных особенностей этой модели техники. Тektronix TDS2012C осуществляет дискретизацию в реальном времени с десятикратной передискретизацией по всем каналам. Это повышает точность регистрации нужных явлений. При использовании нескольких каналов для анализа параметры дискретизации не ухудшаются. Другие плюсы модели:

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:

зная величину резистора в измеряемой цепи, можно легко высчитать значение силы тока:

Установив несовпадение, можно принимать решение о замене сопротивления. Схематично можно изобразить подключение осциллографа в цепь следующим образом:

Схема подключения прибора в цепь без использования общего (заземляющего) провода

Преимущества осциллографов

Высокая точность измерений — один из плюсов этих приборов. Современные модели осциллографов обладают компактными размерами, т. е. при желании их можно взять с собой. Другие плюсы оборудования:

Понятный интерфейс. Устройства имеют понятную панель управления с обозначением главных функций. К каждому прибору разработчики прикладывают подробную инструкцию, где расписаны все методы настройки.
Увеличенная полоса пропускания. Благодаря ей удалось снизить процент погрешности при измерениях, появилась возможность фиксировать одиночные явления.
Автоматические вычисления. Аппаратура самостоятельно рассчитывает необходимые сигнальные параметры, а затем выдает их на экран. Это снижает процент ошибок при определении характеристик электрических сигналов.

Много моделей аппаратуры укомплектованы дополнительными опциями, делающими процесс анализа электрических сигналов проще и быстрее. Измерительные приборы способны не только отображать информацию о событии в конкретный момент времени, но и хранить её. Для извлечения данных часто достаточно подключить к аппаратуре флэш-носитель, кликнуть пару кнопок.

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

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.

Назначение, сферы применения

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

Аналоговый осциллограф способен решать некоторые задачи не хуже цифровых моделей

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.

Цифровой прибор дает больше возможностей для изучения параметров и формы сигналов

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.

USB осциллограф хороший помощник при совершении измерений в электронных схемах

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 2465 B (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.

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.

UNI — T UTD 4302 C (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.

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.

Критерии выбора осциллографа для ремонта телевизоров

Существует ряд критериев, опираясь на которые необходимо выбирать прибор. Если учитывать все характеристики, то можно выбрать оптимальное и подходящее устройство.

Тип питания

Классические модели являются аналоговыми. В последнее время растет популярность цифровых и USB осциллографов, причем вторая разновидность предполагает обязательное использование компьютера с быстрым процессором и объемным жестким диском.

Количество каналов

Обязательно учитывают количество каналов для проведения измерений между связанными сигналами, определяющими работоспособность и техническое состояние телевизора. Предполагается необходимость измерения разного количества каналов и их последующего сравнения друг с другом. Большинство современных используемых систем работает на основе микроконтроллеров, причем они представляют собой устройства смешанных сигналов.

Важно! Современные конструкции отличаются сложным техническим состоянием, поэтому требуется использование двух-, четырехканальных осциллографов. При использовании большого количества каналов наблюдается подорожание используемой техники, поэтому по функционалу и стоимости оптимальным вариантом будет 2-канальное устройство. Модели с более 4 каналами практически не используются.

Полоса пропускания и частота дискретизации

Данная характеристика признана самой важной, ведь она определяет максимально возможный диапазон сигналов, доступных для исследования при определении функционального состояния телевизора. Этот параметр во многом определяет стоимость осциллографа.

Внимание! При измерении частот 100 МГц используют осциллограф с показателем 300-500 МГц, но такое оборудование будет дорогостоящим. В любом случае привязка к измеряемым частотам с увеличением показателя в 3-5 раз обязательна.

Частота дискретизации также должна быть принята во внимание, причем эта характеристика определяется параметрами анализируемых каналов. Должна быть обеспечена оптимальная полоса пропускания измеряющего устройства в реальном времени.

Проверка малых значений

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.

Какие бывают цифровые осциллографы

Возможности цифрового устройства:

обработка сигнала, который поступает на входные каналы;
отображение результатов исследований на экране;
сохранение в записи процессов для упрощенного масштабирования и растяжки;
отметка событий, которые происходят во времени;
расчет средних значений и прочие математические действия. измерение амплитуды, периодов, время нарастания/спада импульса, и др.

Рисунок 1. Осциллограф эконом-класса с верхней полосой пропускания до 100 МГц

Типы осциллографов:

Рисунок 2. Портативный осциллограф JINHAN JDS2012A со встроенным мультиметром

сохранение данных на накопитель и работа с ними в текстовом формате;
высокая скорость переработки информации в электронный текстовый вид;
удобная эксплуатация из-за небольших габаритов;
совмещение в одном устройстве нескольких приборов: осциллографа, цифрового анализатора, генератора сигналов и генератора цифровых последовательностей.

Средний срок службы осциллографа

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.

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.

Оцените качество статьи:

Область применения

Осциллограф считается ключевым прибором, необходимым для ремонта и проектирования электронного оборудования. Используется в следующих областях:

Электроника. Изображение на экране показывает работающий элемент, определяет рабочую частоту, грамотность выбора типа деталей, режима работы устройства. Применяется для наладки, разработки и проектирования оборудования.
Ремонт бытовой техники. Определение неисправности отдельных электрических элементов схем.
Авторемонт. Автомобильная диагностика и обнаружение сбоев в работе электронных компонентов системы зажигания, впрыска топлива, проверка генератора и т. д.

Современный радиорынок предлагает огромный выбор осциллографов.
Среди них не последнее место занимают китайские модели.

Однако, китайцы стремятся создать универсальные приборы. Речь пойдет об осциллографах со встроенным генератором сигналов. При покупке китайского прибора, например можно нарваться на неприятности. Например, часто встречается шумность, особенно 1-го канала. Спектр шумов различается от инфранизких до мегагерц. В цепях питания может отсутствовать развязка. Другой недостаток некачественного прибора – плохая работа генератора, выдающего свалку частот, из которых трудно определить основную частоту. В выходном немодулированном синус-сигнале сам синус модулируется по амплитуде и по фазе, и по нескольким частотам. То есть получается, что немодулируемый сигнал оказывается модулирован более низкими по скважности сигналами, поэтому осциллографу сложно зацепиться за импульс синхронизации, который берется из грязного канала.

Чтобы начинающий радиолюбитель выбрал осциллограф обращаем внимание на то, что достоверность снятой информации влияет на успех поставленной задачи.

При выборе оборудования руководствуются:

ценой;
фирмой-производителем;
функциональностью;
рабочими характеристиками.

Цифровой или аналоговый осциллограф: какой лучше

Аналоговые модели являются классическими, причем они создаются на основе электронно-лучевой трубке, позволяющей преобразовать сигнал в графическую форму. Эксперты отмечают надежность аналогового оборудования. Основные преимущества:

привычная панель для простого использования осциллографа;
возможность выявления малейших изменений на картинке;
легкость настроек;
доступная стоимость.

Недостатки аналогового оборудования:

недостаточная точность, так как отмечается зависимость от частоты анализируемого сигнала и могут быть различные погрешности;
ограниченные показатели полосы пропускания;
недостаточный функционал для анализа характеристик частот.

Цифровые осциллографы становятся все более востребованными, ведь они отличаются соответствием действующим требованием для контрольно-измерительных приборов. Основные преимущества:

высокая точность;
широкая полоса пропускания;
высококачественный яркий экран;
возможность остановить картинку на определенное время;
возможность соединения с ПК;
анализ импульсных сетевых помех;
подробная обработка данных.

Недостатки цифровых моделей:

сложное управление;
недостаточная частота оцифровки, вследствие чего детали сигнала могут быть затерты или скрыты;
высокая стоимость.

Правильный выбор осциллографа для оценки технического состояния телевизора и дальнейшего проведения ремонтных мероприятий обязателен.

Обзор лучших приборов для радиолюбителей

Высокоточный прибор, отображающий все сигналы. Верхняя граница частоты сигнала доходит до 100 Гц. Работает в 3 режимах. Стоимость около 16 тысяч рублей. Погрешность в работе практически отсутствует. Обрабатывает частоту сигнала от 10 до 100 Гц.

Главный их козырь – высокая производительность, простота в использовании и регулирующаяся чувствительность. Качественный фильтр практически исключает погрешности. Устройство имеет двойной дисплей.

В работе широко используется модель DS1102C. Запускается в фронтальном и наклонном режиме. Прибор двухканальный. Интерфейс простой. Цена – 20 тысяч рублей.

Как и предыдущая модель, обладает широкой полосой пропускания – 100 МГц. На старте, частота дискретизации составляет 1 Гц. Главная особенность модели – встроенный входной импеданс. Прибор двухканальный, объем памяти 1 Мб.

Высокая чувствительность по вертикали, можно запускать по видео и фронту. Может выполнять все математические функции. Данные по измерению прибор позволяет получать автоматически. Модель довольно компактная и легкопереносимая.

Цена осциллографа -около 18 тысяч рублей.

Главное их преимущество – удобный интерфейс и многофункциональность. По сравнению с предыдущими приборами – полоса пропускания неширокая – около 60 МГц. Стандартный объем памяти (32 000 точек). Прибор поддерживает СР – команды, разрешение экрана – 480 на 234 пикселей. Шестиразрядный аппаратный частотомер.

USB осциллограф обзор лучших моделей

В этой категории лучшими станут Hantek, Instrustar, SainSmart. Это лучшие бюджетные варианты. Подходят для ремонта телевизоров и ноутбуков.

Основываясь на данные характеристики, выбрать нужный осциллограф будет легко.

Читайте также: