Máy hiện sóng là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Máy hiện sóng là gì? Máy hiện sóng (máy đo dao động) là một dụng cụ phòng thí nghiệm thường được sử dụng để hiển thị và phân tích dạng sóng của tín hiệu điện tử. Trong thực tế, thiết bị vẽ một biểu đồ của điện áp tín hiệu tức thời như là một hàm của thời gian.

Máy hiện sóng là gì

Máy hiện sóng hiện thị tín hiệu điện tử dạng đồ thị để phân tích và tìm ra những tín hiệu bất thường. Trong thực tế, thiết bị vẽ một biểu đồ của điện áp tín hiệu tức thời như là một hàm của thời gian. Máy hiện sóng có nhiều cái tên như máy đo dao động, dao động ký hay thiết bị đo dao động.

Một máy hiện sóng thông thường có thể hiển thị dạng sóng xoay chiều ( AC ) hoặc dòng điện xoay chiều (DC) có tần số thấp khoảng 1 hertz ( Hz ) hoặc cao tới vài megahertz ( MHz ). Máy hiện sóng cao cấp có thể hiển thị tín hiệu có tần số lên đến vài trăm gigahertz ( GHz ).

Màn hình được chia thành các phân chia theo chiều ngang (hor div) và phân chia dọc (div div). Thời gian được hiển thị từ trái sang phải theo tỷ lệ ngang. Điện áp tức thời xuất hiện trên thang dọc, với các giá trị dương đi lên và giá trị âm đi xuống.

Hình thức dao động lâu đời nhất, vẫn còn được sử dụng trong một số phòng thí nghiệm ngày nay, được gọi là máy hiện sóng tia catôt . Nó tạo ra một hình ảnh bằng cách làm cho một chùm electron tập trung truyền đi, hoặc quét, theo các mẫu trên mặt của ống tia catốt ( CRT ).

Máy hiện sóng hiện đại hơn tái tạo điện tử hoạt động của CRT bằng màn hình tinh thể lỏng ( màn hình tinh thể lỏng ) tương tự như trên máy tính xách tay. Các máy hiện sóng tinh vi nhất sử dụng máy tính để xử lý và hiển thị dạng sóng. Những máy tính này có thể sử dụng bất kỳ loại màn hình nào, bao gồm CRT, LCD và plasma khí.

Trong bất kỳ máy hiện sóng nào, quét ngang được đo bằng giây trên mỗi phân chia (s / div), mili giây trên mỗi phân chia (ms / div), micro giây trên mỗi phân chia (s / div) hoặc nano giây trên mỗi phân chia (ns / div).

Độ lệch dọc được đo bằng volt trên mỗi bộ phận (V / div), millivolts trên mỗi bộ phận (mV / div) hoặc microvolts trên mỗi bộ phận (? V / div). Hầu như tất cả các máy hiện sóng đều có thể điều chỉnh quét ngang và cài đặt độ lệch dọc.

Hình minh họa cho thấy hai dạng sóng phổ biến khi chúng có thể xuất hiện khi hiển thị trên màn hình dao động.

Tín hiệu trên đỉnh là sóng hình sin; tín hiệu ở phía dưới là sóng dốc. Rõ ràng từ màn hình này là cả hai tín hiệu có cùng tần số hoặc gần giống nhau . Chúng cũng có biên độ xấp xỉ từ đỉnh đến đỉnh .

Giả sử tốc độ quét ngang trong trường hợp này là 1 Ga / div. Sau đó, cả hai sóng này hoàn thành một chu kỳ đầy đủ cứ sau 2 sóng, do đó tần số của chúng đều xấp xỉ 0,5 MHz hoặc 500 kilohertz ( kHz ). Nếu độ lệch dọc được đặt cho, giả sử là 0,5 mV / div, thì cả hai sóng này đều có biên độ đỉnh-cực đại xấp xỉ 2 mV.

Ngày nay, máy hiện sóng cao cấp điển hình là thiết bị kỹ thuật số. Họ kết nối với máy tính cá nhân và sử dụng màn hình của họ. Mặc dù các máy này không còn sử dụng các chùm tia điện tử để tạo ra hình ảnh của dạng sóng theo cách của “phạm vi tia âm cực cũ”, nhưng nguyên tắc cơ bản là như vậy. Phần mềm kiểm soát tốc độ quét, độ lệch dọc và một loạt các tính năng khác.

Tính năng của máy hiện sóng:

• Lưu trữ các dạng sóng để tham khảo và so sánh trong tương lai
• Hiển thị đồng thời một số dạng sóng
• Phân tích phổ
• Tính di động
• Tùy chọn năng lượng pin
• Khả năng sử dụng với tất cả các nền tảng hoạt động phổ biến
• Phóng to và thu nhỏ
• Màn hình nhiều màu

Máy hiện sóng có thể đo được gì?

Hầu hế các sản phẩm tiêu dùng đều có mạch điện tử hoặc linh kiện. Dù đơn giản hay phức tạp ta vẫn cần có máy hiện sóng trong suốt quá trình thiết kế để xác minh và gỡ lỗi. Hiểu cơ bản về dao động là rất quan trọng đối với hầu hết các sản phẩm thiết kế. Nhưng điều này đặt ra câu hỏi – máy hiện sóng có thể đo được gì?

Nói một cách đơn giản, máy hiện sóng là một công cụ chẩn đoán tinh vi vẽ biểu đồ của tín hiệu điện. Biểu đồ này có thể cho bạn biết nhiều điều về tín hiệu, chẳng hạn như:

• Giá trị thời gian và điện áp của tín hiệu.
• Tần số của một tín hiệu dao động.
• “Các bộ phận chuyển động” của một mạch được biểu thị bằng tín hiệu.
• Tần số mà một phần cụ thể của tín hiệu xảy ra so với các phần khác.
• Có hay không một thành phần hỏng hóc đang làm méo tín hiệu.
• Bao nhiêu tín hiệu là dòng điện một chiều (DC) hoặc dòng điện xoay chiều (AC).
• Bao nhiêu tín hiệu là nhiễu và liệu nhiễu có thay đổi theo thời gian hay không.

Ở mức rất cơ bản, biểu đồ hiển thị trên máy hiện sóng cho thấy tín hiệu thay đổi theo thời gian.

Cường độ hoặc độ sáng của tín hiệu trên màn hình được gọi là trục Z. Trên máy hiện sóng trục Z có thể được biểu diễn bằng cách phân loại màu của màn hình.

Điều này cung cấp và phân tích sâu về những điều cơ bản của dạng sóng và phép đo dạng sóng. Từ đó giúp bạn hiểu từng yếu tố trước khi chọn một phạm vi phù hợp với ứng dụng của bạn.

Những gì khác có thể đo dao động?

Trong khi máy hiện sóng được thiết kế chủ yếu để đo vôn, chúng có thể phát hiện và đo nhiều loại tín hiệu khác:

Dòng điện

Có một vài cách để đo dòng điện bằng cách sử dụng một phạm vi. Người ta sẽ đo điện áp rơi trên một điện trở shunt, và cái còn lại chỉ bằng cách sử dụng đầu dò dòng điện.

Âm thanh

Có thể đo âm thanh thông qua máy hiện sóng. Bạn sẽ cần một bộ chuyển đổi (để ‘chuyển đổi’ tín hiệu âm thanh thành điện áp), sau đó bạn kết nối với một kênh trên phạm vi, sau đó bạn sẽ hiển thị tín hiệu dưới dạng điện áp tương ứng theo thời gian

Điện trở

Máy hiện sóng không phải là công cụ lý tưởng để đo điện trở, Ohmmeter hoặc thậm chí tốt hơn, nên sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số

Điện dung

Mặc dù máy hiện sóng sẽ không đo điện dung trực tiếp. Nó có thể được sử dụng để đo hằng số thời gian để tìm điện dung thực của hệ thống điện hoặc linh kiện có sử dụng thêm máy phát chức năng tùy ý

Điện áp DC

Hầu hết các máy hiện sóng hiện đại đều cung cấp tùy chọn để đo điện áp DC tự động, tuy nhiên bạn có thể đo bằng tay bằng cách ‘đếm’ các mạng lưới dọc và nhân với vôn trên mỗi phân chia

Tần số

Hầu hết các máy hiện sóng sẽ đo tần số tự động, cho bạn đọc chính xác. Tuy nhiên, có thể tính toán tần số theo cách thủ công bằng cách tính khoảng thời gian của tín hiệu (sử dụng con trỏ hoặc mạng lưới ngang) và chia 1 cho khoảng thời gian cho bạn tần số

Điện cảm

Nếu bạn không có máy đo LCR, bạn có thể đo độ tự cảm bằng máy hiện sóng và bộ tạo hàm. Đây sẽ là một phép đo đơn giản với giá trị không chắc chắn 3% -5%.

Làm thế nào để chọn đúng dao động?

Không phải tất cả các máy hiện sóng được tạo ra bằng nhau. Vì vậy, trước khi quyết định đầu tư vào máy nào. Điều quan trọng là phải hiểu về những gì cần thiết cho dự án của bạn. Loại máy hiện sóng bạn có thể cần để có được phép đo chính xác, hiệu quả nhất.

Có một số điều cần xem xét khi quyết định mua máy hiện sóng nào, bao gồm băng thông, thời gian tăng, tốc độ mẫu, mật độ kênh và các đầu dò tương thích. Đọc phân tích của chúng tôi về những điều cần xem xét để đưa ra quyết định đúng đắn cho bạn!