ایران سرزمین گنج های گمشده

ما در این وبلاگ سعی میکنیم که با الهام گرفتن از اگاهیهای گذشتگان وبا بهره گرفتن از دانش باستان سناسی به شناخت اثار ونمادهای بجا مانده از انان بپردازیم ونااگاهانه اثار ارزشمندملی را بخاطر خرافه گویی بعضیها که از این دانش بی بهره مانده اند را نابود نسازیم

ایران سرزمین گنج های گمشده

ما در این وبلاگ سعی میکنیم که با الهام گرفتن از اگاهیهای گذشتگان وبا بهره گرفتن از دانش باستان سناسی به شناخت اثار ونمادهای بجا مانده از انان بپردازیم ونااگاهانه اثار ارزشمندملی را بخاطر خرافه گویی بعضیها که از این دانش بی بهره مانده اند را نابود نسازیم

اسیلوسکوپ چیست ؟ و اجزا اسیلوسکوب کدامند ؟


اسیلوسکوپ

قسمتهای مختلف اسیلوسکوپ

لامپ پرتو کاتدی

اسیلوسکوپ از یک لامپ پرتو کاتدی که قلب دستگاه است و تعدادی مدار برای کار کردن لامپ پرتو کاتدی تشکیل شده است. قسمتهای مختلف لامپ پرتو کاتدی عبارتند از:

تفنگ الکترونی :

تفنگ الکترونی باریکه متمرکزی از الکترونها را بوجود می‌‌آورد که شتاب زیادی کسب کرده‌اند. این باریکه الکترون با انرژی کافی به صفحه فلوئورسان برخورد می‌کند و بر روی آن یک لکه نورانی تولید می‌‌کند. تفنگ الکترونی از رشته گرمکن ، کاتد ، شبکه آند پیش شتاب دهنده ، آند کانونی کننده و آند شتاب دهنده تکیل شده است.

الکترونها از کاتدی که بطور غیر مستقیم گرم می‌شود، گسیل می‌‌شوند. این الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه کنترل می‌‌گردند. شبکه کنترل معمولا یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهای گسیل شده از کاتد که از روزنه می‌‌گذرند (به دلیل پتانسیل مثبت زیادی که به آندهای پیش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال می‌‌شود)، شتاب می‌‌گیرند. باریکه الکترونی را آند کانونی کننده ، کانونی می‌‌کند
.

صفحات انحراف دهنده :

صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم که بطور افقی نسب می‌شوند و یک میدان الکتریکی در صفحه قائم ایجاد می‌‌کنند و صفحات y نامیده می‌شوند. صفحات انحراف افقی بطور قائم نصب می‌شوند و انحراف افقی ایجاد می‌‌کنند و صفحات x نامیده می‌‌شوند. فاصله صفحات به اندازه کافی زیاد است که باریکه بتواند بدون برخورد با آنها عبور کند
.

صفحه فلوئورسان :

جنس این پرده که در داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد، از جنس فسفر است. این ماده دارای این خاصیت است که انرژی جنبشی الکترونهای برخورد کننده را جذب می‌‌کند و آنها را به صورت یک لکه نورانی ظاهر می‌سازد. قسمتهای دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشه‌ای ، پایه که از طریق آن اتصالات برقرار می‌‌شود، است.

مولد مبنای زمان

اسیلوسکوپها بیشتر برای اندازه گیری و نمایش کمیات وابسته به زمان بکار می‌‌روند. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدین منظور یک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال می‌‌شود. مداری که این ولتاژ مثبت را تولید می‌‌کند، مولد مبنای زمان یا مولد رویش نامیده می‌‌شود.

مدارهای اصلی

سیستم انحراف قائم

چون سیگنالها برای ایجاد انحراف قابل اندازه گیری بر روی صفحه لامپ به اندازه کافی قوی نیستند، لذا معمولا تقویت قائم لازم است. هنگام اندازه گیری سیگنالهای با ولتاژ بالا باید آنها را تضعیف کرد تا در محدوده تقویت کننده‌های قائم قرار گیرند. خروجی تقویت کننده قائم ، از طریق انتخاب همزمانی در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان نیز اعمال می‌‌شود.

اسیلوسکوپ
 

سیستم انحراف افقی

صفحات انحراف افقی را ولتاژ رویش که مولد مبنای زمان تولید می‌‌کند، تغذیه می‌کند. این سیگنال از طریق یک تقویت کننده اعمال می‌‌شود، ولی اگر دامنه سیگنالها به اندازه کافی باشد، می‌‌توان آن را مستقیما اعمال کرد. هنگامی ‌که به سیستم انحراف افقی ، سیگنال خارجی اعمال می‌‌شود، باز هم از طرق تقویت کننده افقی و کلید انتخاب رویش در وضعیت خارجی اعمال خواهد شد. اگر کلید انتخاب رویش در وضعیت داخلی باشد، تقویت کننده افقی ، سیگنال ورودی خود را از مولد رویش دندانه‌داری که با تقویت کننده همزمان راه اندازی می‌‌شود، می‌‌گیرد.

همزمانی

هر نوع رویشی که بکار می‌‌رود، باید با سیگنال مورد بررسی همزمان باشد. تا یک تصویر بی حرکت بوجود آید. برای این کار باید فرکانس سیگنال مبنای زمان مقسوم علیه‌ای از فرکانس سیگنال مورد بررسی باشد.

مواد محو کننده

در طی زمان رویش ، ولتاژ دندانه‌دار رویش اعمال شده به صفحات x ، لکه نورانی را بر یک خط افقی از چپ به راست روی صفحه لامپ حرکت می‌دهد. اگر سرعت حرکت کم باشد، یک لکه دیده می‌‌شود و اگر سرعت زیاد باشد، لکه به صورت یک خط دیده می‌‌شود. در سرعتهای خیلی زیاد ، ضخامت خط کم شده و تار به نظر می‌‌رسد و یا حتی دیده نمی‌‌شود.

کنترل وضعیت

وسیله‌ای برای کنترل حرکت مسیر باریکه بر روی صفحه لازم است. با این کار شکل موج ظاهر شده بر روی صفحه را می‌‌توان بالا یا پائین یا به چپ یا راست حرکت داد. این کار را می‌‌توان با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. این ولتاژ را می‌‌توان با یک پتانسیومتر تغییر داد.

کنترل کانونی بودن

الکترود کانونی کننده مثل یک عدسی با فاصله کانونی تغییر می‌‌کند. این تغییر با تغییر پتانسیل آند کانونی کننده صورت می‌‌گیرد.

کنترل شدت

شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل کننده شدت که پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر می‌‌دهد، تنظیم می‌‌شود.

مدار کالیبره سازی

در اسیلوسکوپهای آزمایشگاهی معمولا یک ولتاژ ایدار داخلی تولید می‌‌شود که دامنه مشخصی دارد. این ولتاژ که برای کالیبره سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولا یک موج مربعی است 

طریقه کار با اسیلوسکوپ

اسیلوسکوپ (oscilloscope) اصولا کلمه oscilloscope به معنی نوسان نما یا نوسان سنج است و این وسیله برای نمایش دوبعدی سیگنال های متغیر با زمان است. که محور افقی نمایش زمان و محور عمودی محور اختلاف ولتاژ بین دو نقطه از مدار است. پس اسیلوسکوپ فقط توانایی نمایش ولتاژ رو داره و وسیله ای صرفا برای اندازه گیری است و یک اسکوپ ایده آل نباید هیچ تاثیری بر روی سیگنال ورودی داشته باشه و فقط اون رو نمایش بده.



اسیلوسکوپ

2-
تنظیمات پایه

اگرچه کلیدهای کنترلی اسکوپهای مختلف کمی با هم فرق می کنه ولی در مجموع در اسکوپ های آنالوگ یک سری کلیدهای اساسی وجود داره که اگرچه در ظاهر تفاوت هایی وجود داره ولی در نهایت وظیفهی اونا در مدل های مختلف یکیه و در شکل زیر یکی از ساده ترین مدل ها رو میبینید.

. انتخاب و ضعیت عمودیکلید VerticalMODE بسته به این که بخواهیم از کدوم یک از ورودی های اسکوپ استفاده کنیم می تونیم کلید MODE رو تنظیم کنیم که به ترتیب از بالا به پایین اسکوپ، روی صفحه نمایش، کانال یک، کانال دو، دو موج را
همزمان و در وضعیت ADD، جمع ریاضی دو موج را نشان خواهد داد.

اسیلوسکوب

توجه1: بعضی از اسکوپ ها بجای کلید DUAL دو کلید دیگر به نام های ALT و CHOP دارند که هر دوی اون ها هم دو موج رو همزمان نمایش می دن اما تفاوت ALT و CHOP در اینه که ALT یک دوره تناوب از یک موج رو به طور کامل و بسیار سریع نمایش میده و بعد موج کانال دیگه رو. اما این تغییر انقدر سریع انجام میشه که ما اون رو حس نمی کنیم. اما وضعیت CHOP به صورت انتخابی بریده هایی از یک موج و بریده هایی ازیک موج دیگه رو هم زمان نشون میده که ممکنه شکل موج در فرکانس های پایین با نقطه هایی خالی نشون داده بشه.
توجه2:(MODEX-Y) در بعضی از اسکوپ ها دکمه ی تغییر وضعیت به X-Y در کنار همین دکمه های Vertical mode قرار داره و در بعضی در قسمت تریگر و برخی در قسمت های دیگه مثلا کلید MODE (نه Vertical MODE مثل چیزی که در بالا توضیح داده شد). اما چیزی که مهمه اینه که این وضعیت برای حذف بین دو کانال استفاده میشه و درواقع اونچه بر روی اسکوپ نشون داده میشه، مشخصه ی انتقالی بین دو نقطه است که محور عمودی معرف تغییرات کانال A و محور افقی نمایش تغییرات کانال B است.
کنترل زمان

اسیلوسکوپ

همون طور که در شکل زیر می بینید صفحه نمایش (CRT) اسکوپ با واحدهایی مدرج شده که در مورد زمان برای پیدا کردن فرکانس موج استفاده می شه به این شکل که فرض کنیم یک موج به ورودی اسکوپ وارد شده(منبع اش می تونه مثلا یک سیگنال ژنراتور یا یک ترانس باشه که توضیح داده خواهد شد) و ما می خواهیم فرکانس اش رو پیدا کنیم. اول باید سوییچ Sweep time/Div رو به صورتی تنظیم کنیم که یک موج ثابت با حداقل یک دوره ی تناوب بر روی صفحه مشخص بشه، بعد از اون عددی رو که سوییچ روی اونه در واحد اون قسمت ضرب کنیم و به این ترتیب دوره ی تناوب یا پریود موج به دست می یاد که با معکوس کردن اون می تونیم فرکانس اش رو به دست بیاریم. مثلا فرض کنیم در مورد موج بالا اگه سوییچ time/div(بخونید تایم دیویژن) روی عدد 5 در قسمت ms باشه، نشون می ده که هر واحد افقی ما 5 میلی ثانیه رو نشون می ده و از اون جایی که موج ما در یک دوره ی تناوب در امتداد 4 خونه قرار گرفته، پس 4 تا 5 میلی ثانیه که 20 میلی ثانیه(یا 0.02 ثانیه) است دوره ی تناوب این موجه و در نتیجه فرکانس اون 0.02/1 یا پنجاه هرتزه که مثلا می تونه خروجی یه ترانس از برق شهری باشه.

صفحه اسیلوسکوپ

کنترل ولتاژ یا دامنه

کنترل ولتاژ یا ولت دیویژن

کنترل دامنه یا روش خوندن دامنه ی موج دقیقا مثل روش خوندن زمانه با این تفاوت که باید واحد های عمودی در Volt/Div (بخونید ولت دیویژن) ضرب بشه. مثلا در مورد موج بالا اگه بخواهیم ولتاژ P-P (پیک تو پیک یا از قله تا قله) رو اندازه بگیریم. با فرض اینکه Volt/Div بر روی عدد 1 باشه از قله تا قله ی موج ما 4 خونه رو اشغال کرده که ضربدر عدد یک، 4 ولت رو نشون میده. و این تنظیمات برای هر کانال ورودی باید به طور جداگانه انجام بشه و موج هر کانال باید بر اساس مقیاس خودش خونده بشه.
نکته ی مهم: در اکثر اسکوپ ها روی دستگیره های Time/Div و Volt/Div یه دستگیره ی کوچکتر وجود داره که برای کالیبره کردن اسکوپ استفاده میشه و ما همیشه باید قبل از تنظیم این سوییچ ها این دستگیره ی کوچکتر رو تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخونیم در غیر اینصورت اندازه گیری های ما صحیح نخواهد بود.
انتخاب وضعیت های AC , GND , DC
این کلید سه حالته که معمولا زیر Volt/Div قرار داره به ما امکان میده که نوع خروجی مون رو انتخاب کنیم به این صورا که اگر کلید در وضعیت AC قرار داشته باشه تنها مولفه ی AC سیگنال نمایش داده خواهد شد و مقدار DC یا آفست موج ما حذف خواهد شد. وضعیت GND ورودی ما را به زمین اتصال کوتاه می کند و امکان تنظیم عمودی سطح صفر رو به ما میده. و وضعیت DC موج رو دست نخورده و بدون تغییر به ما نشون می ده که این موج مقدار شامل DC و AC خواهد بود.
توجه: همیشه در ابتدای کار باید از تنظیم بودن وضعیت صفر اسکوپ مطمئن بشیم به این ترتیب که کلید رو در حالت GND قرار داده و با دستگیره های Position خط افقی را بر روی صفر قرار دهیم. اینکار را باید برای هر کانال به طور جداگانه باید انجام دهیم و برای تغیر وضعیت از یک کانال به کانال دیگه می تونیم از کلید MODE (که توضیح داده شد) استفاده کنیم.
نکته1: استفاده از وضعیت AC اگرچه می تونه باعث مسدود کردن مقدار DC موج بشه اما در فرکانس های پایین می تونه باعث اعوجاج و به هم ریختگی شکل موج بشه و دلیل این مسئله استفاده از خازن های ظرفیت بالایی است که برای حذف مقدار DC موج درون اسکوپ وجود داره.
نکته2: اگرچه استفاده از وضعیت AC، ممکنه مشکل مطرح شده در قسمت الف رو بوجود بیاره، اما استفاده ی مفید اون می تونه برای اندازه گیری ریپل های بسیار کوچک موجود بر روی ولتاژ های به ظاهر DC باشه.(چطوری)
نکته3: تنها مشکل وضعیت DC اینه که ممکنه مقدار DC موج، مزاحم اندازه گیری دقیق مقدار AC بشه.
اساسی ترین مسائل مربوط به اسکوپ رو بررسی کردیم ولی مطالب دیگه ای هم وجود داره که معمولا در استفاده های مقدماتی کمتر از اونا استفاده میشه مثل تریگر کردن اسکوپ با یک منبع خارجی(و کلا بخش Triggering) یا کالیبره کردن اسکوپ بوسیله ی سیگنال مربعی یی که اسکوپ در اختیارمون قرار میده و یا مسایل نسبتا گسترده در رابطه با پروب ها جهت اندازه گیری های بسیار دقیق و ... که در یک پست دیگه بعد از معرفی مولتی متر دیجیتال و سیگنال ژنراتور، اونا رو خواهم نوشت ولی تنظیم برخی از کلیدهای بخش Triggering رو (بدون دلیل) جهت اندازه گیری صحیح در قسمت راهنمای قدم به قدم نوشته ام.

راهنمای قدم به قدم استفاده از اسکوپ

قدم اول: روشن کردن اسکوپ!

اسیلوسکوپ


قدم دوم: اطمینان از کالیبره بودن اسکوپ

کلید های Gain Variable Control رو که به صورت کلیدی کوچکتر بر روی کلیدهای Volt/Div و Time/Div وجود داره تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخونید.

اسیلوسکوپ


قدم سوم: تنظیم زمین اسکوپ

کلید سه حالته ی AC GND DC رو برای هر دو کانال در حالت GND قرار بدید و با دستگیره ی Position محور عمودی رو روی صفر قرار بدید. بوسیله ی کلیدهای Intensity و Focus به ترتیب شدت نور و نازکی موج رو تنظیم کنید و بعد از تنظیم زمین کلیدها رو در وضعیت DC قرار بدید.


قدم چهارم: وصل مدار به اسکوپ

اگر از یک کانال می خواهید استفاده کنید با یک پروب و اگه از دو کانال با دو پروب باید مدار رو به اسکوپ وصل کنید. به این صورت که سوکت پروب رو به ورودی کانال مورد نظر وصل کنید و سر دیگه ی اون رو به دو سر المان یا قسمتی از مدار که می خواهید تغییرات ولتاژ اون رو بررسی کنید، وصل کنید


قدم پنجم: پایداری موج

اگه موجی که روی صفحه نشون داده میشه یا سریع حرکت میکنه، دستگیره ی Trigger Level رو در حالت وسط قرار بدید و یه کم Time/Div رو هم تغییر بدید تا شکل موج واضحتر بشه و اگه موجتون ثابت بود به قدم بعد برید.


قدم ششم: انتخاب منبع

کانال مورد نظرتون رو برای نمایش روی صفحه بوسیله ی کلید چند حالته ی Vertical Mode انتخاب کنید. اگه هر دو کانال رو هم زمان می خواهید ببینید یکی از حالتهای ALT یا CHOP رو انتخاب کنید و اگه مجموع دو موج مورد نظرتونه وضعیت ADD رو انتخاب کنید.


قدم هفتم: اندازه گیری مشخصات موج

تعداد خونه های افقی رو که در امتداد یک دوره ی تناوب قرار گرفته اند در واحد Time/Div ضرب کنید و عدد به دست اومده رو معکوس کنید تا فرکانس موج بدست بیاد. برای بدست اوردن دامنه ی سیگنال، تعداد خونه های افقی رو از قله تا پایین ترین نقطه ی موج بشمارید و در Volt/Div اون کانال ضرب کنید. عدد به دست اومده اندازه ی دامنه ی P-P موج خواهد بود.

اگه مدارتون رو دست بسته باشید و اسکوپ تون هم سالم باشه باید بعد از این مراحل یک شکل موج ثابت رو بر روی اسکوپ ایجاد کرده باشید و مشخصات اون رو هم اندازه گیری کرده باشید. در غیر اینصورت باید دنبال پیدا کردن اشکال مدارتون یا اطمینان از سالم بودن اسکوپ باشید. در پست های بعدی کار با سیگنال ژنراتور و مولتی متر دیجیتال رو خواهم نوشت. موفق باشید.


کلیدها و ولومهای اوسیلوسکوپ

1-
کلید پاور : کلید اصلی روشن و خاموش کردن اوسیلوسکوپ
2-
ولوم فوکوس : برای وضوح تصویر
3-
ولوم ولت بر قسمت : ولوم ولت بر قسمت برای تنظیم دامنه(محور عمودی کانال یک) موج را بزرگتر یا کوچکتر نشان می دهد.
4- ولوم کالیبره کننده، که این ولوم همیشه باید در منتها الیه سمت راست باشد.
5- کلید سه حالته انتخاب وضعیت سیگنال ورودی کانال یک در حالت AC فقط موجAC را نشان میدهد و در حالت DC سیگنال AC و DC را نشان میدهد . درحالت GND خط صفری در صفحه اسیلوسکوپ داریم که ازآن به عنوان خط مبنا (خط صفر) استفاده می شود .
6-
با چرخاندن ولوم Position ، سیگنال ورودی کانال یک به بالا و پایین تغییر مکان میدهد .
7- ALT
در صورتی که برای نمایش امواج ورودی هر دو کانال با فرکانس های بیش از یک کیلو هرتز است .در صورت فشردن کلید به حالت CHOP میرود ، که برای امواج کمتر از 1کیلو هرتز است .
8- DCBAL :
این پنتانسیومتر برای بالانس محور عمودی به کار میرود .
9-
کلید 4حالته MODE:

در حالت CH1 ورودی فقط از کانال 1 است .

درحالت CH2 ورودی فقط از کانال 2 است.

در حالت DOUL وردی هر دو نشان داده می شود .(به طور جداگانه ).

در حالت ADD مجموعه دامنه ورود ی هر دو کانال نشان داده میشود .

10-
در اسیلوسکوپ مداری وجود دارد که وجود یاعدم وجود سیگنال ورودی را تشخیص دهد.

اگرکلید 4 حالته Mode در حالت:

AUTO:در صورت عدم وجود سیگنال ورودی یک خط صاف روی صفحه اسکوپ ظاهر میشود .

NORM :
در صورت عدم وجود سیگنال ورودی هیچ شکل موجی روی صفحه ظاهر نمیشود.

11-کلید SLOP دامنه ی موج را در وضعیت بیرون مثبت و در وضعیت درون منفی نشان میدهد (180درجه اختلاف فاز ایجاد میکند (
12-TRIG-ALT : امواج ورودی هر دو کانال را به روش متناوب جاروب میکند.
13- کلید SWP.VAR.برای کالیبره کردن پریود، باید در منتها الیه سمت راست قرار می گیرد.
14- با چرخاندن ولوم POSITION شکل موج به چپ و راست تغییر مکان میدهد .

پروب اسیلوسکوپ :


پراب یا پروب اسیلوسکوپ

 




اسیلوسکوپ چیست ؟ و اجزا اسیلوسکوب کدامند ؟

 

اسیلوسکوپ یا با اختصار اسکوپ ( Osilloscope or scope) تجهیز اندازه‏گیری است که برای نمایش سینگال ولتاژ و اندازه گیری آن استفاده میشود .معمولا اسیلوسکوپ به صورت دوبعدی با دو محور زمان (افقی) و ولتاژ (عمودی ) طراحی گردیده اند ، کمیتهای دیگری که به شکل سینگنال مربوط هستند میتوانند به همین صورت نمایش داده شوند. همچنین اسیلوسکوپ رویدادهائی که تکرار میشوند و یا با تغییرات کمی تکرار میشوند را میتواند نمایش دهد .از اسیلوسکوپ در علوم مختلف ، طب ، مهندسی ، ارتباطات و صنعت به عنوان یکدستگاه چند منظوره.برای مثال میتوان از این ابزار دقیق در آنالیز سیستم جرقه زن اتومبیل یا در شکل موج ضربان قلب که به الکتروکاردیاگرام موسوم است استفاده کرد.از فاکتورهای مهم در انتخاب اسیلوسکوپ پهنای باند میباشد که میزانی برای تعیین رنج فرکانسی که میتواند نمایش دهد است برای مثال در صورتی که اسیلوسکوپ مورد نظر ما برای نمایش پالسی با زمان یک نانو ثانیه باشد پهنای باند بایستی 350 مگاهرتر در نظر گرفته شود .در نمونه های دیجتال اسیلوسکوپ نرخ نمونه برداری پیوسته بایستی ده برابر بیشترین فرکانس مورد نظر باشد برای مثال نرخ 20 مگاسمپل بر ثانیه برای اندازه گیری دو مگاهرتر مناسب است .

 

به عبارتی دیگر اسیلوسکوب یک دستگاه اندازه گیری است که می توان از آن برای مشاهده و اندازه گیری ولتاژ, فرکانس, زمان تناوب, اختلاف فاز و همچنین مشخصه های ولت وآمپر عناصر نیمه هادی (مانند دیودها, ترانزیستورها و...) استفاده کرد.

 

 

مشخه های اسیلوسکوپ :

 

صفحه نمایشگر

هر اسیلوسکوپ دارای یک صفحه نمایشگر است که دو قسمت اصلی تشکیل شده است:

الف) محور زمان

ب) محور ولتاژ

 

در اسیلوسکوپ درجه بندی بر حسب سانتیمترو میلیمتر می باشد (خانه های بزگ 1 سانتی متری و خانه های کوچک 2 میلیمتری می باشد).

 

کانال

ورود هر اسیلوسکوپ کانال نامیده می شود که هر اسیلوسکوپبر اساس تعداد کانالهایی که می توان به آن اعمال کرد تقسیم بندی می شود: یک کاناله, دو کاناله, سه کاناله و چهار کاناله که اسیلوسکوپ های 3 و 4 کاناله دیجیتال می باشند.

 

اسیلوسکوپ انالوگ

بر اساس انحراف الکترون در میدان الکتروستاتیکی کار می کند.

 

لامپ پرتو کاتدی

اسیلوسکوپ از یک لامپ پرتو کاتدی که قلب دستگاه است و تعدادی مدار برای کار کردن لامپ پرتو کاتدی تشکیل شده است. قسمت های مختلف لامپ پرتو کاتدی عبارتند از:

 

تفنگ الکترونی

تفنگ الکترونی باریکه متمرکزی از الکترونها را بوجود می‌‌آورد که شتاب زیادی کسب کرده‌اند. این باریکه الکترون با انرژی کافی به صفحه فلوئورسان برخورد می‌کند و بر روی آن یک لکه نورانی تولید می‌‌کند. تفنگ الکترونی از رشته گرمکن، کاتد، شبکه آند پیش شتاب دهنده، آند کانونی کننده و آند شتاب دهنده تشکیل شده است.

الکترونها از کاتدی که بطور غیر مستقیم گرم می‌شود، گسیل می‌‌شوند. این الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه کنترل می‌‌گردند. شبکه کنترل معمولا یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهای گسیل شده از کاتد که از روزنه می‌‌گذرند (به دلیل پتانسیل مثبت زیادی که به آندهای پیش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال می‌‌شود)، شتاب می‌‌گیرند. باریکه الکترونی را آند کانونی کننده، کانونی می‌‌کند.

 

صفحات انحراف دهنده

صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم که بطور افقی نسب می‌شوند و یک میدان الکتریکی در صفحه قائم ایجاد می‌‌کنند و صفحات y نامیده می‌‌شوند. صفحات انحراف افقی بطور قائم نصب می‌شوند و انحراف افقی ایجاد می‌‌کنند و صفحات x نامیده می‌‌شوند. فاصله صفحات به اندازه کافی زیاد است که باریکه بتواند بدون برخورد با آنها عبور کند.

 

صفحه فلوئورسان

جنس این پرده که در داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد، از جنس فسفر است. این ماده دارای این خاصیت است که انرژی جنبشی الکترونهای برخورد کننده را جذب می‌‌کند و آنها را به صورت یک لکه نورانی ظاهر می‌سازد. قسمت های دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشه‌ای، پایه که از طریق آن اتصالات برقرار می‌‌شود، است.

 

مولد مبنای زمان

اسیلوسکوپ ها بیشتر برای اندازه گیری و نمایش کمیات وابسته به زمان بکار می‌‌روند. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدین منظور یک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال می‌‌شود. مداری که این ولتاژ مثبت را تولید می‌‌کند، مولد مبنای زمان یا مولد رویش نامیده می‌‌شود.

 

سیستم انحراف قائم

چون سیگنالها برای ایجاد انحراف قابل اندازه گیری بر روی صفحه لامپ به اندازه کافی قوی نیستند، لذا معمولا تقویت قائم لازم است. هنگام اندازه گیری سیگنالهای با ولتاژ بالا باید آنها را تضعیف کرد تا در محدوده تقویت کننده‌های قائم قرار گیرند. خروجی تقویت کننده قائم ، از طریق انتخاب همزمانی در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان نیز اعمال می‌‌شود.

سیستم انحراف افقی

صفحات انحراف افقی را ولتاژ رویش که مولد مبنای زمان تولید می‌‌کند، تغذیه می‌کند. این سیگنال از طریق یک تقویت کننده اعمال می‌‌شود، ولی اگر دامنه سیگنالها به اندازه کافی باشد، می‌‌توان آن را مستقیما اعمال کرد. هنگامی ‌که به سیستم انحراف افقی، سیگنال خارجی اعمال می‌‌شود، باز هم از طرق تقویت کننده افقی و کلید انتخاب رویش در وضعیت خارجی اعمال خواهد شد. اگر کلید انتخاب رویش در وضعیت داخلی باشد، تقویت کننده افقی، سیگنال ورودی خود را از مولد رویش دندانه‌داری که با تقویت کننده همزمان راه اندازی می‌‌شود، می‌‌گیرد.

 

همزمانی

هر نوع رویشی که بکار می‌‌رود، باید با سیگنال مورد بررسی همزمان باشد. تا یک تصویر بی حرکت بوجود آید. برای این کار باید فرکانس سیگنال مبنای زمان مقسوم علیه‌ای از فرکانس سیگنال مورد بررسی باشد.

 

مواد محو کننده

در طی زمان رویش، ولتاژ دندانه‌دار رویش اعمال شده به صفحات x، لکه نورانی را بر یک خط افقی از چپ به راست روی صفحه لامپ حرکت می‌دهد. اگر سرعت حرکت کم باشد، یک لکه دیده می‌‌شود و اگر سرعت زیاد باشد، لکه به صورت یک خط دیده می‌‌شود. در سرعتهای خیلی زیاد، ضخامت خط کم شده و تار به نظر می‌‌رسد و یا حتی دیده نمی‌‌شود.

 

کنترل وضعیت

وسیله‌ای برای کنترل حرکت مسیر باریکه بر روی صفحه لازم است. با این کار شکل موج ظاهر شده بر روی صفحه را می‌‌توان بالا یا پائین یا به چپ یا راست حرکت داد. این کار را می‌‌توان با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. این ولتاژ را می‌‌توان با یک پتانسیومتر تغییر داد.

 

کنترل کانونی بودن

الکترود کانونی کننده مثل یک عدسی با فاصله کانونی تغییر می‌‌کند. این تغییر با تغییر پتانسیل آند کانونی کننده صورت می‌‌گیرد.

کنترل شدت

شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل کننده شدت که پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر می‌‌دهد، تنظیم می‌‌شود.

 

مدار کالیبره سازی

در اسیلوسکوپهای آزمایشگاهی معمولا یک ولتاژ پایدار داخلی تولید می‌‌شود که دامنه مشخصی دارد. این ولتاژ که   برای کالیبره سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولا یک موج مربعی است

 

اسیلوسکوپ دیجیتال

اساس کار این نوع  اسیلوسکوپ نمونه برداری از شکل موج ورودی میباشد, هر چه نمونه برداری بیشتر باشد شکل موج نمایش داده شده دقیقتر خواهد بود. (که بلوک دیاگرام ان را در شکل زیر میبینید) کلیدهای روی اسیلوسکوپ در سه دسته تقسیم بندی می شود.

اگرچه کلیدهای کنترلی اسکوپ های مختلف کمی با هم فرق می کنه ولی در مجموع در اسکوپ های آنالوگ یک سری کلید های اساسی وجود داره که اگرچه در ظاهر تفاوت هایی وجود داره ولی در نهایت وظیفه انها در مدل های مختلف یکی است.

 

1. قسمت vertical

1-1) CH1: ورودی شماره یک اسیلوسکوپ

1-2) CH2: ورودی شماره دو اسیلوسکوپ

1-3) کلید (AC-GND-DC)

1-3-1)مد AC: اگر کلید روی این قسمت قرار گیرد فقط سیگنال جریان متناوب وارد اسیلوسکوپ  می شود واز نمایش ولتا ژ DC جلوگیری می شود.

1-3-2)مد DC: اگر کلید روی این حالت تنظیم شود سیگنال ورودی هر چه باشد (اعم از DC یا AC یا ترکیبی از هر دو) روی صفحه نمایش داده می شود.

1-3-3) مد GND: اگر این حالت انتخاب شود, ورودی اسیلوسکوپ به زمین وصل می شود و ارتباط الکتریکی بین پروپ و اسیلوسکوپ قطع می شود. این حالت برای تنظیم صفر اسیلوسکوپ کاربرد دارد.

                                                        

1-4 ) ولوم VARIABLE: که بر روی سلکتور VOLT/DIV قرار دارد و برای کالیبره کردن دستگاه بکار می رود که باید همیشه در منتها علیه سمت راست قرار گیرد (جهت عقربه های ساعت بچرخونیم) تا ضریب 1 داشته باشد. (برای صفر کردن خطای ولتاژ)

1- 5) ولوم POSITION: بااین ولوم می توان شکل موج روی صفحه نمایش را عمودی حرکت داد.

1-6) کلید mode: این کلید چهار وضعیت دارد: الف)CH1    ب)CH2   ج) DUAL  د) ADD

بسته به این که بخواهیم از کدوم یک از ورودی های اسکوپ استفاده کنیم می تونیم کلید MODE رو تنظیم کنیم که به ترتیب از بالا به پایین اسکوپ، روی صفحه نمایش، کانال یک، کانال دو، دو موج راهمزمان و در وضعیت ADD، جمع ریاضی دو موج را نشان خواهد داد.

1-7) ولوم VOLT/DIV: با تغییر این پتانسیومتر دامنه ی موجی که در صفحه نمایش ظاهر می شود, تغییر میکند.

نکته

با تغییر مقیاس (مقدار VOLT/DIV) میتوان هر شکل موجی رابر روی صفحه نمایش نشان داد. اسیلوسکوپ هیچ نوع دخل وتصرفی در (مقدار دامنه یا پریود) موج نمی کند و تنها مقیاس را تغییر می دهد. (صحیح ترین انتخاب مقیاس برای نشان دادن موج این است که شکل موج در ماکزیمم دامنه قابل دید (بزرگترین حالت پیک تو پیک) و داشتن 1 یا 2 پریود میباشد).

1-8) دکمه فشاری ALT: با فشار دادن این دکمه هر دو کانال با هم موج به اسیلوسکوپ داده وموج هر دو کانال با هم رسم می شود ولی شکل موج های ان در تمام لحظات با هم در صفحه اسیلوسکوپ دیده نمی شود. بلکه یک در میان روی صفحه حساس ظاحر می شوند.

1-9) دکمه فشاری CHOP: با فشار دادن این دکمه کنال 1 و 2 هر دو روشن شده و موان دو موج جداگانه را توسط ورودی های این دو کانال به طور مجزا در صفحه سیلوسکوپ مشاهده نمود.

نکته

یک دوره تناوب از یک موج رو به طور کامل و بسیار سریع نمایش میده و بعد موج کانال دیگه رو. اما این تغییر انقدر سریع انجام میشه که ما اون رو حس نمی کنیم. اما وضعیت CHOP به صورت انتخابی بریده هایی از یک موج و بریده هایی ازیک موج دیگه رو هم زمان نشون میده که ممکنه شکل موج در فرکانس های پایین با نقطه هایی خالی نشون داده بشه.

 

قسمت TRIGER

2-1) SOURSE: برای نمایش یک شکل موج پایدار در صفحه اسیلوسکوپ لازم است شکل موج جاروب کننده (SWEEPR) با شکل موج ورودی سنکرون (همزمانی) داسته باشد لذا برای سنکرون کردن لازم است یک شکل موج به ان اعمال شود که نوع این سیکنال سنکرون کننده در محل SOURSE  بصورت زیر تعیین می شود.

 

2-1-1) CH1 و CH2: اگر در یکی از این دو وضعیت باشد, باید برای پایدار بودن موج هر کانال در قسمت vertical در وضعیت مشابه sourse باشد یعنی اگر CH1 بود, SOURSE هم CH1 و اگر CH2 بود, SOURSE هم باید CH2باشد (در این صورت اگر موج ثابت نشد از کلید LEVEL برای نگه داشتن موج استفاده می کنیم).

2-1-2) EXT: اگر در این وضعیت قرار گیرد می توان سیگنال جاروب کنده را از خارج توسط ترمینال (EXT-TRIG) راه انداز خارجی موج با فرکانس لازم را به صفحات افقی داد.

2-1-3) اگر فرکانس سیگنال همان فرکانس برق شهر باشد از دکمه ی INE برای تامین سیگنال جاروب کننده استفاده می کنیم.

2-2) HEVEL: برای نگه داشتن موج به کار می رود .

2-3) SLOP: نمودار را نسبت به محور V قرینه می کند.

2-4) TRIC: تحریک کننده مدار می باشد.

 

قسمت HORIZONTAL

3-1) ولوم POSITION: با این ولوم می توان شکل موج روی صفحه نمایش گر را در جهت افقی حرکت داد.

3-2) سلکتور TIME/DIV: با تغییر این کلید پریود موج تغییر میکند. در نتیجه واحد زمان بر روی محور Tها عوض می شود. برای خواندن مقدار پریود واقعی یک موج تعداد واحدهای دیده شده را در عدد TIM/DIV می کنیم. در روی این سلکتور سه دسته تنظیمات بر حسب ثانیه (S) میلی ثانیه (MS) و میکرو ثانیه ( ) وجود دارد که در موقع تبدیل باید به این واحدها توجه نمود.

3-3) ولوم SWP VAR: با این ولوم می توان تعداد بیشتری شکل موج را روی صفحه منعکس کرد. (برای صفرکردن خطای فرکانس)

3-4) کلید فشاری MAG10: با فشار دادن این کلید موج 10 برابر می شود.

پروب (PROBE): برای مشاهده شکل موج اعمال به اسیلوسکوپ در ابتدا با پروب سیگنال الکتیریکی را به ورودی اسیلوسکوپ وصل میکنیم.

 

سیم رابط اسیلوسکوپ از سه قسمت تشکیل شده است 1)مغزی فلزی که به کانال اسیلوسکوپ وصل می شود وB.N.C نامیده می شود 2)پروب که به مدار متصل می شود 3) وسیم shild که پروب را به b.n.c متصل کرده است.

 

در روی پروب کلید (1*) و(10*) وجود دارد. چنانچه دامنه سیگنال ورودی کم باشد از حالت 1* وچنانچه دامنه سیگنال ورودی بزرگ باشد از حالت 10* استفاده می شود. (در حالت ورودی 10* سیگنال ورودی 10 برابر تضعیف می شود).

 

مدار داخلی پروب

نحوه اندازه گیری با اسیلوسکوپ: قبل از شروع کار با اسیلوسکوپ باید دو کار انجام دهیم:

الف) تنظیمات اولیه: کلید های Gain Variable Control رو که به صورت کلیدی کوچکتر بر روی کلیدهایVolt/DiV و Time/Div (طوسی رنگ) وجود داره تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخونید.

در اسیلوسکوپهای انالوگ کلیدهای کشویی رو به بالا و کلیدهای فشاری همه بیرون باید باشد.

ب) کلید سه حالت AC GND DC رو برای هر دو کانال در حالت GND قرار بدید و با دستگیره Position محور عمودی رو روی صفر قرار بدید. بوسیله کلیدهای Intensity و Focus به ترتیب شدت نور و نازکی موج رو تنظیم کنید و بعد از تنظیم زمین کلیدها رو در وضعیت DC قرار بدید.

 

انداره گیری ولتاژ (دامنه)

تعداد خونه های عمودی محصور شده رو از قله تا پایین ترین نقطه موج بشمارید و در Volt/Div اون کانال ضرب کنید. عدد به دست اومده اندازه ی دامنه P-P موج خواهد بود. به عنوان مثال اگر در حالتی که VOLT/DIV روی عدد 2 وتعداد خانه های محصور شده توسط موج در راستای عمودی برابر 3.4 باشد انگاه برای بدست اوردن مقدار ولتاژاز ضرب این دو عدد داریم: دامنه (ولتاژ) = عدد volt/div × تعداد خونه های عمودی

3.4 × 2 = 6.8 V       

 

اندازه گیری پریود یا فرکانس

الف) تعداد خونه های افقی رو که در امتداد یک دوره تناوب قرار گرفته اند در واحد Time/Div ضرب کنید و عدد به دست اومده رو معکوس کنید تا فرکانس موج بدست بیاد. مثلا عدد time/div روی ms50 وتعداد خونه های افقی در یک دوره برابر 5.2

(پریود) T = عدد time/div × تعداد خونه های افقی

5.2 × 50ms =260ms

F=1/T=1/260ms=3.8hz <=فرکانس

 

روش تطبیق

در این روش تطبیق موجی را که فرکانسش را می خواهیم بدست اوریم را با موجی که می توانیم فرکانسش را اندازه بگیریم مقایسه می کنیم , فرکانس معلوم را انقدر تغییر می دهیم تا با فرکانس مجهول برابر شود به این ترتیب می توانیم مقدار فرکانس مجهول را بخوانیم .

 

اندازه گیری جریان

همانطور که می دانیم از اسیلوسکوپ فقط برای اندازه گیری ولتاژ می توان استفاده کرد و نمی توانیم جریان را با ان اندازه بگیریم , برای این کار یک مقامت 1 اهمی در مدار سری می کنیم وطبق قانون اهم در این حالت داریم  V=RI  و R=1Ω پس داریم V=1×I  (یعنی V با I برابر خواهد بود ) وبا اندازهگیری ولتاژ در واقع جریان را هم اندازه گرفته ایم.

 

اندازه گیری اختلاف پتانسیل

کلید INV: این کلید سیگنال را معکوس می کند وبرای محاسبه اختلاف پتانسیل استفاده می شود. به این صورت که اگر V1 ورودی CH1  وV2  ورودی CH2 باشد برای اختلاف پتانسیل  V2-V1  به صورت زیر عمل می کنیم:

CH1 را با معکوس CH2 جمع می کنیم (یعنی روی مد ADD قرار میدهیم وبرای کانال دو دکمه INV زده می شود.)

CH1   [ADD]   ([INV]  CH2) =CH2-CH1=V2-V1

 

اندازه گیری اختلاف فاز

الف) روش حوزه ی زمانی: در این روش اسیلوسکوپ را در مد DUAL قرار داده وسیگنال های کانال 1و2 رابا هم نمایش میدهیم سپس از روی نمودار و با توجه به مقادیر T و T0 و از روابط زیر اختلاف فاز را محاسبه می کنیم.

ب) روش ایساجوس: در روش لیساجوس برای محاسبه اختلاف فاز, اسیلوسکوپ را در مد X-Y قرار می دهیم و بعد از ظاهر شدن شکل موج لیساجوس پایدار با توجه به شکل ظاهر شده و رابطه زیر اختلاف فاز را محاسبه می کنیم. (بعد از وصل دو سیگنال به کانال ها  ابتدا هر دو کانال را روی مد GND قرار می دهیم تا نقطه نورانی ایجاد شده را در وسط محور مختصات تنظیم کنیم. و سپس روی مد DC  قرار دادده تا اختلاف فاز را به دست اوریم.)

 

 

روشهای ایجاد بار الکتریکی

 

روشهای ایجاد بار الکتریکی :

 

روشهای ایجاد بار الکتریکی عبارتند از : 1 – مالش     2 – تماس   3 – القاء

 

 

 

       1 -  مالش :

 

هرگاه دو جسم ( رسانا یا نارسانا )  با جنس  متفاوت به یکدیگر مالش داده شوند , بین آنها انتقال بار الکتریکی صورت   می گیرد , به طوری که یکی از این دو جسم , الکترون از دست می دهد و دیگری همان تعداد الکترون را دریافت می کند . بنابراین دو جسم دارای بار الکتریکی هم اندازه ولی با علامت مخالف  می شود.  مانند مالش شانه پلاستیکی به موی سر , یا مالش میله شیشه ای با پارچه پشمی  و ...

 

 

 

2 – تماس :

 

 هرگاه جسم دارای بار الکتریکی را به  جسم رسانایی  تماس دهیم , بار الکتریکی آن جسم  به جسم رسانا منتقل  و در تمام نقاط جسم رسانا  پخش می شود ولی اگر جسم دارای بار الکتریکی را به جسم نارسانایی تماس دهیم  ,‌ بار الکتریکی فقط در محل تماس در جسم نارسانا باقی می ماند و جابجا نمی شود.

 

 

 

3 – القاء : 

 

به ایجاد بار الکتریکی در یک جسم به دلیل مجاورت با جسم دارای بار الکتریکی دیگری ,  بدون تماس آن دو جسم با یکدیگر , القای بار الکتریکی می گوییم.

 

 

 

مثالهایی از ایجاد بار الکتریکی در یک جسم :

 

-  اگر یک شانه یا  میله پلاستیکی را با موی سر یا پارچه پشمی مالش دهیم , بین آنها انتقال بار الکتریکی صورت می گیرد  ,‌به طوری که شانه یا پارچه پشمی الکترون از دست می دهد و دارای بار مثبت  و شانه و میله پلاستیکی همان الکترونها را دریافت کرده و دارای بار منفی می شوند.

 

 

 

- اگر میله شیشه ای با پارچه ابریشمی مالش داده شود , میله شیشه ای دارای بار مثبت و پارچه دارای بار منفی می شود.

 

 

 

- اگر میله پلاستیکی با بار منفی را به یک کره رسانا , تماس دهیم  , آن کره , دارای بار منفی خواهد شد.

 

علت آن اینست که بارهای منفی میله بارهای مثبت و منفی کره را از یکدیگر جدا کرده (بارهای مثبت را جذب و بارهای منفی را دفع می کند ), و پس از تماس  میله با  کره , بارهای منفی کره , بارهای مثبت کره را خنثی کرده

 

.                                                                                                                             و فقط بار منفی در کره باقی می ماند.

 

 

 

نکته : در تماس یک جسم دارای بار با یک جسم رسانای بدون بار ( خنثی ) , نوع بار جسم رسانا همان نوع بار جسم باردار خواهد شد.

 

 

 

- اگر بخواهیم از طریق القا , یک کره رسانا را به کمک یک میله پلاستیکی با بار منفی  ,‌دارای بار کنیم , باید ابتدا میله را به کره نزدیک کنیم که در این صورت بارهای مثبت کره مطابق شکل بالا از هم جدا می شوند  و سپس بدون تماس میله به کره  , دست خود را به سطح کره میزنیم که در این صورت بارهای منفی کره از طریق بدن ما به زمین منتقل خواهدشد و کره دارای بار مثبت می شود.


منبع:http://electronic4.blogfa.com/

نظرات 0 + ارسال نظر
امکان ثبت نظر جدید برای این مطلب وجود ندارد.