Как выбрать осциллограф для ремонта автомобиля

Автомобильный осциллограф: понятие и принципы работы

Найти неисправность стало гораздо проще. Не надо разбирать и подкидывать каждую запчасть, что удешевляет поиск неисправности и экономит время. Автомобильный осциллограф применяется для диагностики двигателя, датчиков электронной системы управления, генератора, стартера, аккумулятора. Нужен при комплексной автомобильной диагностике, дополняет проверку сканером. Позволяет делать дефектовку мотора без вскрытия.

Осциллограф – это прибор, который снимает параметры времени и амплитуды электрического сигнала. При неисправностях автомобиля, также нужны эти характеристики. То есть как изменяется сигналы датчика, катушки, форсунки по времени.

Какой выбрать осциллограф для диагностики авто

Рассмотрим наиболее удобные и информативные приборы.

USB Autoscope Постоловского

На первом месте в рейтинге практиков стоит осциллограф Постоловского USB Autoscope IV. Имеет обширные диагностические функции.

Преимущества

• Профессиональные скрипты от Андрея Шульгина.
• Удобный интерфейс.
• Широкий диапазон измерения от 6 до 300 вольт.
• Обработка скриптов в автоматическом режиме.
• Информативный скрипт эффективности по цилиндрам CSS, показывающий работу форсунок, системы зажигания.
• Тест аккумулятора, генератора, стартера. Показывает неисправности в автоматическом режиме. Легкий процесс съема характеристик: достаточно иметь доступ к плюсовой или минусовой клеммам АКБ.
• Тест давления в цилиндре. Показывает метки системы газораспределения, правильно ли стоят фазы. Выявляет провернутый задающий диск.

Полная документация по работе с прибором. Подробно описаны скрипты, схемы подключения. Есть видео инструкция на сайте производителя. Отзывчивая поддержка.

Мотодок 3

Вторым в списке рейтинга осциллографов для диагностики автомобиля любой марки стоит Мотодок 3. Имеет схожие характеристики.

Преимущества и недостатки

• Скрипт Андрея Шульгина эффективности цилиндров. Есть некоторые недостатки по синхронизации с некоторыми автомобилями, имеющими слабый сигнал с датчика коленчатого вала. Но это сглаживается удобством и быстрой работой.
• Подключения на любое расстояние по кабелю RJ 45.
• Качество картинки при диагностике, что не маловажно при работе.
• Подробная документация на сайте производителя.

Для примера приведены только два осциллографа для диагностики авто. Существуют и другие приборы: отличаются ценой, производителем, но принцип измерения одинаков. Самое главное иметь опыт в чтении осциллограмм к каждой марке автомобиля.

Диагностика осциллографом автомобиля: как проводить

Пользоваться осциллографом не составляет особых трудностей у диагностов. Методика подробно описана в инструкциях к прибору. Главное знать места подключения к датчику положения коленчатого вала для проведения скрипта Шульгина по эффективности цилиндров. Для различных марок автомобилей ДПКВ может находится возле задающего диска или маховика.

Проверка датчиков осциллографом

ДПКВ

Датчик положения коленчатого вала. Нужен для синхронизации искры и форсунок по такту сжатия. Сигнал имеет синусоидальную форму с разрывом. Форма сигнала с одинаковой амплитудой. Если есть отклонения, значит задающий диск имеет не равномерность вращения или люфт.

1. Подключаем измерительный щуп к сигнальному проводу осциллографа.
2. Ставим диапазон измерения до 300-500 вольт.
3. Нажимаем кнопку пуск и снимаем сигнал.

ДПРВ

Датчик положения распределительного вала. Имеет прямоугольную форму сигнала амплитудой 12,3 – 12,7 вольта. Полезно снимать одновременно сигналы ДПКВ и ДПРВ для определения фазы впрыска и смещения распределительных валов относительно друг друга. Но как правило этот параметр проверки ДВС есть на сканере.

ДМРВ

Датчик массового расхода воздуха применяется на бензиновых двигателях для измерения объема прошедшего воздуха. Основной параметр для диагностики — это его АЦП равное 0,996 вольт при включенном зажигании. При углубленной диагностике ДМРВ, нужно померить время релаксации – период, за который, датчик выходит в нулевое положение.

Ниже представлена осциллограмма неисправного ДМРВ. Время перехода 20 мс, а напряжение при нулевом объеме воздуха 1,130 вольт. Авто с таким датчиком будет расходовать много топлива и терять мощность.

Немаловажно проверить пик выхода датчика на максимальный уровень напряжения. Для этого нужно снять сигнал с ДМРВ на заведенном ДВС, при резко нажатой педали газа. Чем больше показания к 5 вольтам, тем датчик имеет большую отдачу и авто будет эластичнее.

Работа с автомобильным осциллографом не страшна для начинающих диагностов. Нужно тщательно изучить инструкцию по работе с прибором и применять на практике. Чем больше опыт подключения к конкретной марке, тем быстрее и точнее поиск неисправностей.

ДПДЗ

Датчик положения дроссельной заслонки. Проверить легче всего сканером. Но при плавающей неисправности, когда автомобиль едет рывками, нужно проверить сигнал осциллографом. Подключаем сигнальный провод щупа к выходу ДПДЗ и снимаем сигнал открывая дроссель. Не должно быть резких скачков.

Проверка массы двигателя осциллографом

Плохую массу двигателя можно проверить измерительным щупом осциллографа. Минус щупа соединяется с минусовой клеммой АКБ, а сигнальный с двигателем или кузовом. Значительные помехи говорят о плохой массе.

Диагностика катушек зажигания с помощью осциллографа

Проверка системы зажигания возможна только по анализу сигнала вторичной или первичной цепи. Самодиагностика двигателя автомобиля способна только косвенно определить дефекты в высоковольтной части. Может выдать ошибку по пропускам зажигания. Коды неисправностей пропусков дают общую картину работы цилиндра. Они могут возникнуть как от неисправной катушки, свечи, высоковольтного провода, форсунки, низкой компрессии, подсоса воздуха. Для точного определения неисправной катушки зажигания нужна проверка осциллографом.

Ниже приведен пример типичного сигнала высоковольтного пробоя, по которому можно судить о работоспособности всей высоковольтной системы автомобиля. Любой дефектный элемент: катушка, провод, свеча проявится на этой осциллограмме.

Типичные неисправности системы зажигания

Проверка индивидуальных катушек зажигания

Для диагностики индивидуальных катушек зажигания очень удобно использовать осциллограф АВТОАС-ЭКСПРЕСС М. Удобство заключается в его компактности и легкости подключения. Достаточно загрузить программу и приложить индуктивный или емкостной датчик прибора к самой катушке. Получаем осциллограмму как показано выше.

Диагностика топливной форсунки осциллографом

Форсунка бензинового двигателя состоит из запорного клапана, электромагнитный катушки. Соответственно движение этого клапана возможно проверить осциллографом.

Диагностика форсунок с помощью осциллографа требуется в случае тщательного поиска неисправности. В большинстве случаев достаточно сделать тест Андрея Шульгина на эффективность работы цилиндров.

Проверка датчика кислорода с применением осциллографа

Лямбда зонд служит для точного дозирования топливо – воздушной смеси и снижения уровня токсичности отработавших газов. Работает по принципу гальванического элемента. Вырабатывает напряжение в зависимости от присутствия свободного кислорода во внутренней и внешней ячейке датчика. Напряжение варьируется от 0,1 – 0,9 вольт, что соответствует бедной и богатой смеси.

Проверить работу датчика можно

• Сканером
• Осциллографом

Первый вариант быстрый и достаточный для оценки общей работы. Второй же вариант диагностики датчика кислорода более точный и позволяет оценить скорость сработки лямбда зонда в режиме обратной связи.

Скрипт CSS Андрея Шульгина

Вот мы и добрались до самой сути диагностики автомобильных двигателей. Для диагностов любой марки это самый информативный скрипт. Он показывает работу форсунок, искры и компрессии за одну проверку. Для проведения этого теста достаточно снять сигнал с датчика положения коленвала и синхронизацию с искры первого цилиндра. Сложность может заключаться в подключении к ДПКВ некоторых марок, но это сглаживается информацией, которую дает скрипт.

Порядок записи сигнала применительно к осциллографу USB Autoscope:

1. Подключиться параллельно сигнальным щупом осциллографа к выходу ДПКВ
2. Если установлена система зажигания DIS поставить щуп синхронизации на первый цилиндр, индивидуальная катушка — воспользоваться индуктивным датчиком.
3. Запустить двигатель и дать работать на холостом ходу.
4. Активировать скрипт CSS
5. Через 5-10 секунд плавно поднять обороты до 3000 и опустить.
6. Спустя 5-10 секунд резко поднять обороты и выключить искру оставив педаль газа полностью нажатой.
7. Остановить скрипт.

Анализ теста Андрея Шульгина

1. Нажать кнопку «Выполнить скрипт»
2. Задать входную информацию для анализа: количество и порядок работы цилиндров, угол опережения зажигания с погрешностью ±10°.
3. Анализируем полученную картинку.

• Холостой ход — снижена эффективность 3 цилиндра.8.
• Низкая компрессия в 3 цилиндре.

Таким образом, за 5 минут можно найти причину «троящего» двигателя, не откручивая свечи и не замеряя компрессию.

Порядок проведения теста эффективности на осциллографе Мотодок 3

Порядок снятия скрипта аналогичный USB Autoscope:

Анализ осциллограммы давления в цилиндре

Для снятия характеристики газодинамических процессов в цилиндре в комплекте с Мотортестером прилагается датчик давления на 16 атм. Двигатель должен быть прогрет до температуры 80-90 °C

Порядок проведения теста:

1. Датчик давления вкрутить вместо свечи. Высоковольтный провод проверяемого цилиндра соединить с разрядником и подключить к нему датчик синхронизации первого цилиндра.
2. Выключить форсунку в проверяемом цилиндре.
3. Запустить прибор.
4. Завезти двигатель и дать работать на холостых оборотах.
5. Получить осциллограмму давления синхронизированную по ВМТ 0°C, как показано ниже.

Важно проанализировать две точки на осциллограмме:

1. Момент открытия выпускного клапана. На моторах без фазовращателей значение 140-145°, с фазовращателями порядка 160°.
2. Момент перекрытия, когда выпускной и впускной клапана открыты одновременно. Должен быть 360-360°.

При отклонениях от этих значений, можно говорить о смещении фаз газораспределения.

Все вышеприведенные методы работы с мотор тестером можно делать в различной последовательности. Все зависит от конкретного случая. Где-то достаточно провести тест Шульгина или снять характеристику давления в цилиндре. Главное найти неисправность меньшими потерями для владельца автомобиля.

Как выбрать осциллограф?

Осцилограф – устройство для анализа электрического и радио сигнала. Прибор позволяет мониторить и фиксировать малейшие изменения. Полученная информация выводится в виде графических схем. Для работы самописца используются цифровые или аналоговые технологии.

Аналоговая система появилась раньше, однако была практически полностью вытеснена цифровыми устройствами, которые отличаются большей точностью. Данные вносятся в компьютерную память и распечатываются при необходимости. Цифровые приборы не создают шума во время работы. Они удобнее в использовании, бывают разных размеров: от настольных до карманных.

Классификация осциллографов основывается на разных параметрах, основной из которых – принцип действия.

• DSO (Digital Storage Oscilloscope) – обычные запоминающие устройства, которые надолго сохраняют данные, имеют большую скорость их считывания. Такие модели подходят для однократных и периодических событий. Декодирование происходит в разных формах. Входной сигнал обрабатывается последовательно, не отражается его яркость. К преимуществам можно отнести низкую стоимость.
• DPO – люминофорные приборы, которые обрабатывают входной сигнал параллельно. Это позволяет своевременно распознавать краткосрочные изменения, дает большие возможности для анализа данных. Работа происходит в режиме реального времени, а данные постоянно обновляются. Такие приборы подходят для глубокого анализа, однако имеют сложное устройство, много стоят и не доступны для большинства радиолюбителей.
• Стробоскопические модели ориентированы на периодически повторяющиея сигналы. Используется технология интерполяции запуска. Захватывается и анализируется сразу несколько выборочных сигналов. Они отражаются в увеличенном временном масштабе. Прибор имеет высокую полосу пропускания – 90 ГГц и больше.
• Портативные устройства отличаются небольшими габаритами. Их удобно брать с собой. Они используют минимальное количество электроэнергии. Чаще всего их используют для ремонта автомобиля, выездных операций.
• Виртуальный USB-осциллограф работает на базе компьютера. Он очень удобен в использовании, так как подключается через программку к ПК, на который можно сохранять данные и работать с ними. Информация быстро переводится в текстовый вид. Такие приборы не занимают много времени. Их стоимость меньше. При неумелом использовании мультиметра можно сжечь ПК или получить высокую погрешность.

Существует классификация на любительские микроконтроллеры, полупрофессиональные, профессиональные, на 1 или 4 канала, с разной функциональностью.

Для ремонта электроники

Контрольно-измерительный дальномер позволяет оперативно выявить поломку в электронной и робототехнике. Он обнаружит пропускание сигнала, выявит причину некорректной работы. Наличие такого прибора, наряду с паяльниками и другими инструментами, должно быть в каждой мастерской по ремонту и отладке высокочастотной электроники.

Преимущество такой техники заключается в том, что она отображает форму сигнала, ее пульсацию, изменения. С ее помощью выполняют следующие задачи:

• правильность работы транзистора и других компонентов;
• подбор компонентов при сборке электроники;
• проверка микросхем;
• проверка исправности блока питания;
• диагностика усилителей звука.

Для выполнения всех этих действий лучше подойдет прибор с подробными делителями, емкостными датчиками, дифференциальной шкалой и возможностью сохранения данных.

Для ремонта бытовой техники

Современная бытовая техника отличается мультифункциональностью. Она имеет сложное устройство, в котором большое значение имеет электронная часть. Зачастую ремонт телевизоров, стиральных машин и других приборов невозможен без точной диагностики микросхем и других электронных частей. Для того, чтобы можно было отследить малейшие отклонения в сигналах используются осциллографы для ремонта.

Требования к анализаторам гармоник для работы с бытовой техникой:

• хорошее заземление и гальваническая развязка,
• полоса пропускания от 100 до 300 мГц,
• двухканальный,
• для работы дома лучше подойдет стационарный, а для выездов – карманные.

Перед выбором важно учитывать особенности техники, на которой специализируется мастер. Лучше брать универсальный, ведь приборы становятся сложнее и требуют большего диапазона, количества функций.

Для ремонта автомобиля

Автодиагностика зачастую предусматривает проверку работоспособности двигателя, электронных плат и микросхем. В таких работах не обойтись без специального оксциллографа. Он позволяет обнаруживать и анализировать меняющиеся сигналы тока и радиочастот. Данные выводятся разными способами: распечатываются, заливаются в компьютер, карту памяти.

Зачастую проблему можно решить обычной паяльной лампой, но как обнаружить место поломки? Автосканер не сможет обнаружить эту проблему, которая сразу же становится заметной при подключении оксциллографа. Последний зачастую считается слишком сложным, однако современные модели FNIRSI DSO1C15, Hantek 2D72 и другие отличается простотой устройства. Их легко освоить и практиковать как специалистам, так и автолюбителям.

• иметь достаточно разъемов для подключения датчиков распредвала и других компонентов;
• в комплект должны входить пробники либо их придется докупать отдельно;
• иметь возможность подключения к ПК;
• отличаться компактными размерами;
• быть многофункциональным;
• иметь широкий диапазон.

В комплект к прибору идет инструкция, в которой подробно расписана разблокировка и другие нюансы работы.

Комментарии

На данный момент у статьи нет комментариев. Оставьте свой комментарий, чтобы стать первым!

Как выбрать осциллограф: критерии выбора

Осциллограф – электронный тестовый прибор. Он графически указывает изменения напряжения сигнала, как правило, как двумерный график одного или нескольких сигналов как функции времени. Таким образом, осциллограф показывает сигналы на определенном дисплее. Звуковые или вибрационные сигналы – тоже можно вывести из осциллографа, однако это делается путем превращения его в сигналы напряжения.

Другими словами, осциллографы показывают изменение электрического сигнала с течением времени, причем время и напряжение представляют оси X и Y соответственно. Полученная форма волны похожа на рябь, которую можно увидеть на поверхности пруда, когда туда бросить камень. Эта форма отображаемой волны используется для выводов относительно таких свойств, как амплитуда, частота, время нарастания, временной интервал, искривление и т.д. На самом деле осциллографы получили свое название из-за того, что они используются для отслеживания/просмотра колебаний, то есть изменений.

Осциллографы должны быть настроены так, чтобы повторяющиеся сигналы отображались на экране как сплошная форма. Запоминающий осциллограф может фиксировать отдельное событие и отображать его непрерывно, поэтому пользователь может отслеживать события, обычно происходящие в течение слишком короткого времени, чтобы увидеть их непосредственно.

Важно отметить разницу между осциллографом и мультиметром, особенно цифровой разновидностью. Цифровой мультиметр помогает с точными измерениями дискретных сигналов, благодаря чему можно считывать напряжение, ток или сопротивление сигнала. С другой стороны, осциллограф изображает формы сигнала, чтобы показать силу сигнала, форму волны и значение сигнала.

Осциллографы в основном измеряют волны напряжения. Таким образом, на дисплее осциллографа напряжение отображается на оси Y (вертикальная ось), а время – на оси X (горизонтальная ось). Интенсивность или яркость дисплея иногда называют осью Z. Простой осциллограф обычно имеет три системы – вертикальную систему, горизонтальную систему и систему запуска. Каждая система играет определенную роль, когда речь заходит о том, чтобы осциллограф мог точно реконструировать сигнал.

Дисплей, ранее ЭЛТ (электронно-лучевая трубка), а сегодня LCD (жидкокристаллический дисплей) имеет горизонтальную и вертикальную опорные линии, которые называются координатной сеткой. Вертикальная часть с ручкой выбора вольт на деление (вольт/дел.), селекторным переключателем переменного/постоянного тока/заземления и вертикальным (первичным) входом для прибора контролирует амплитуду отображаемого сигнала. Секция также имеет ручку вертикального положения луча.

Горизонтальная часть между тем имеет ручку положения горизонтального луча, горизонтальный вход для построения сигналов двойной оси XY и переключатель секунд на деление (сек/дел.), который является основным элементом управления. Таким образом горизонтальная часть контролирует временную базу (развертку) осциллографа.

Многие осциллографы сегодня также оснащены щупами. Зонд осциллографа – это, по сути, устройство, обеспечивающее физическое и электрическое соединение между тестовой точкой или источником сигнала и входом осциллографа. В зависимости от потребностей измерения подключение может быть выполнено с помощью активного дифференциального зонда. Такой щуп оснащен резистором, в десять раз превышающим входное сопротивление осциллографа, а некоторые модели имеют переключатель, которые позволяет пользователю обойти резистор, когда это необходимо. Сегодня существует два основных типа щупов тока для осциллографов: щупы переменного тока и щупы переменного/постоянного тока.

Основные характеристики осциллографа

Независимо от того, является ли осциллограф новым, бывшим в употреблении или отремонтированным, его характеристики непосредственно определяют, какие измерения он может обеспечить и насколько они будут точны. В этой статье мы рассмотрим шесть основных и важных характеристик, чтобы вы знали, на какие аспекты следует обратить внимание.

1. Пропускная способность. Полоса пропускания осциллографа, обозначаемая в единицах измерения Герц, ограничивает частотный диапазон, в котором он может работать с приемлемой точностью. Сигналы должны попадать в его диапазон, чтобы устройство воспроизводило точное изображение. Сигнал, превышающий полосу пропускания прибора, потеряет слишком много деталей, чтобы обеспечить полезные измерения, поскольку амплитуда, фронты и детали формы сигнала могут быть искажены. Масштабирование входного сигнала через аттенюатор эффективно расширяет его полосу пропускания.
2. Каналы измерения. Это может показаться очевидным, но количество и типы независимых входов, доступных на приборе, действительно важны для измерений, которые он может производить. Осциллограф может иметь от двух до двадцати каналов, поэтому сначала определите, сколько вам понадобится, чтобы найти наиболее экономически эффективное решение для вашего проекта. Также подумайте, будет ли достаточно аналоговых каналов, или вам понадобятся как аналоговые, так и цифровые каналы для комплексной обработки данных. Для последнего случая идеальным решением является осциллограф смешанных сигналов (MSO).
3. Частота выборки. Разрешение сигнала, отображающего ваш осциллограф, определяется его частотой дискретизации, выраженной в выборках в секунду. По сути это означает, сколько образцов, снимков или изображений может получить прибор за один промежуток времени. Как общее указание, частота дискретизации должна превышать 250 % полосы пропускания осциллографа, в идеале даже 300 % или более, чтобы обеспечить плавный и эффективный процесс дискретизации. Сравнивая спецификации осциллографов, обратите внимание, что указанная частота дискретизации обычно является максимальной емкостью, которая может быть недоступна при использовании всех каналов, а только при ограничении одним или двумя входами. Использование нескольких каналов может одновременно повлиять на частоту дискретизации и значительно замедлить ее. Осциллографы действительно используют интерполяцию между точками данных, поэтому большее количество выборок значительно повышает точность и чёткость, обеспечивая гораздо более надежную основу для поиска неисправностей, отладки и принятия решений.
4. Скорость обновления. Поскольку осциллограф получает образцы, обрабатывает их и обновляет форму сигнала на дисплее, остается небольшой промежуток, прежде чем он сможет заняться следующей точкой данных. Частота обновлен не указывает, насколько быстро область может обрабатывать пакеты данных и, следовательно, насколько длинным или коротким является этот промежуток. Более низкая частота обновления означает большее время задержки, в течение которого сигнал остается незамеченным и могут быть пропущены сбои, ошибки и другие редкие события. Благодаря более высокой скорости обновления входной сигнал можно отслеживать с минимальными перерывами, что уменьшает вероятность пропуска таких событий. Как и в случае частоты дискретизации, в спецификациях обычно указывается максимальная частота обновления осциллографа. Это может быть достигнуто только в определенных режимах получения данных, что в свою очередь может ограничить производительность прибора в других областях. Убедитесь, что вы имеете четкое представление о фактической производительности приборов при отображении с максимальной частотой обновления, чтобы решить, достаточно ли ее для запланированных измерений.
5. Глубина памяти. В цифровом осциллографе после того, как аналоговый вход подается в АЦП и оцифровывается, полученные данные хранятся во встроенной памяти. Сколько точек данных память может вместить одновременно, называется глубиной памяти. Большая глубина памяти обычно означает, что вы можете захватывать более длинные участки сигнала без необходимости перезаписывать ранее собранные данные. Поэтому глубина памяти также оказывает влияние на частоту дискретизации осциллографа. Частота дискретизации остается постоянной, но замедляется, когда память заполняется. Чем глубже доступна память, тем длиннее устройство может поддерживать полную скорость вовремя сэмплирования. То есть, если ваши проекты требуют одновременного просмотра более длинных участков сигнала, и вам нужно высокое разрешение отображаемой формы сигнала, большая глубина памяти вам очень поможет. Однако большая глубина памяти имеет не только преимущества. Глубокая память также может замедлить скорость обновления, поскольку требует большего ЦП, фактически приводя к большему времени задержки между записями. Чтобы найти правильный баланс для вашего проекта, учтите скорость реагирования прибора на длительность времени, которое вы хотите наблюдать.
6. Подключение. Наконец, не следует недооценивать функцию подключения осциллографов, поскольку они могут сэкономить или потратить! – у вас много времени, работая с ним. Следует сначала продумать ваши процессы, чтобы решить, в каких случаях и какой тип подключения вам нужен, чтобы осциллограф безупречно вписывался в вашу повседневную работу. Вам нужны дополнительные настройки для длительного хранения данных, например, внешний жесткий диск? Вам нужно будет делиться данными с коллегами? Они работают в том же месте, что и вы, или вы находитесь в разных местах? Хотите подключить к осциллографу внешние мониторы или другие элементы для большего удобства? Нужно ли будет встраивать его в существующие системы? Если вы уже имеете в виду модель осциллографа – имеет ли она основные функции, которые вам понадобятся, например, разъемы USB или LAN? Эффективная передача данных столь же важна, как и точные измерения, чтобы ваши проекты получали от них долгосрочную пользу.

Эти шесть аспектов были лишь кратким обзором некоторых основных характеристик производительности, важных для каждого осциллографа. Список различных моделей на рынке, некоторые из которых имеют очень специализированные функции, длинный и становится все длиннее. Если у вас возникли проблемы с выбором соответствующей модели осциллографии, обратитесь к менеджерам интернет-маркета https://simvolt.ua/ за консультацией.

Как выбрать осциллограф?

Осциллограф является одной из самых распространенных частей оборудования, используемого для электрических и электронных применений, уступая только цифровым мультиметрам. При разумном выборе осциллограф может быть чрезвычайно надежным прибором для тестирования и измерения, анализа и устранения неисправностей. Существуют разные типы осциллографов, каждый из которых отвечает определенным требованиям и имеет свои преимущества:

Аналоговые осциллографы имеют лучший динамический диапазон, тогда как цифровые осциллографы имеют лучшие пределы частоты дискретизации и пропускную способность. Цифровые накопительные осциллографы могут хранить временные данные для дальнейшего анализа. Цифровые люминофорные осциллографы выполняют захват и анализ сигнала за более короткое время посредством решения АЦП с параллельной обработкой. Осциллографы смешанной области объединяют в одном устройстве функции цифровых осциллографов, анализаторов РЧ-спектра и логических анализаторов.

Цифровые осциллографы с выборкой могут фиксировать сигналы быстрее других осциллографов с полосой пропускания свыше 80 ГГц. Портативные осциллографы прекрасно подходят для полевых применений, тогда как компьютерные осциллографы подключаются к компьютеру через USB и являются лучшими для сценариев долгосрочного тестирования.

В зависимости от программы вам нужно выбрать диапазон с различными параметрами, которые вам подходят: пропускная способность, возможности хранения, частота дискретизации, портативность, максимальная глубина памяти, скорость обновления сигнала, разрешение и т.д. Вам нужно правильное сочетание, чтобы получить наилучшую возможную производительность осциллографа.

Важные моменты, которые следует учитывать перед выбором осциллографа

1. Применение осциллографа и виды измерений. При выборе необходимой модели осциллографа вам необходимо ответить на некоторые вопросы: Подходит ли осциллограф для полевых применений? Или просто им пользоваться? Нужны ли вам многочисленные дополнительные функции для приложений, таких как осциллограф, анализатор радиочастотного спектра и логический анализатор? Предназначен ли осциллограф для тестирования высокой или низкой полосы пропускания? Хотите хранить данные для дальнейшего использования?
2. Ваш бюджет. В зависимости от того, сколько вы хотите потратить на осциллограф, и нужен ли он вам для долгосрочного или краткосрочного использования, вы можете приобрести или арендовать осциллографы.
3. Покупка б/у осциллографов. Подержанные осциллографы доступны по цене и могут быть на 50 % дешевле по сравнению с новыми. Оборудование, снятое с производства производителями, также можно найти во многих пунктах аренды испытательного оборудования для аренды или продажи. При покупке б/у оборудования помните о его условиях и ожидаемом сроке службы, предлагаемых функциях и совместимости собственного программного обеспечения устройства с вашей текущей операционной системой.

Факторы, которые помогут вам выбрать правильный осциллограф

Чтобы вам было легче, мы перечислили некоторые факторы, которые следует учитывать перед покупкой осциллографа.

• Пропускная способность. Выберите осциллограф с достаточной пропускной способностью для точного захвата высокой частоты ваших сигналов. Запомните «правило пяти раз» – выберите осциллограф, который вместе со щупами обеспечивает минимум 5-кратную максимальную полосу пропускания сигнала для лучших измерений с меньшим количеством ошибок.

• Время нарастания. Время нарастания имеет немаловажное значение для анализа прямоугольных импульсов и волн. Время нарастания осциллографа говорит о точности его измерения. Чем быстрее время нарастания, тем точнее измерение времени. Выберите осциллограф, время нарастания которого < ⅕ раз превышает самое быстрое время нарастания вашего сигнала.
• Зондирование. Выберите осциллограф с несколькими специальными щупами в соответствии с вашими требованиями. Осциллограф может выполнять превосходные измерения, только если щуп подает ему правильные входные данные. Новый осциллограф обычно поставляется в стандартной комплектации с набором пассивных щупов с высоким сопротивлением. Для измерения более высокой частоты следует использовать активные зонды. Для осциллографа среднего диапазона выбирайте щупы с емкостной нагрузкой < 10 пФ.
• Частота выборки. Частота дискретизации осциллографа определяет, насколько хорошо могут быть захвачены детали сигнала. Чем выше частота дискретизации, тем лучше разрешение и тем быстрее вы используете память. Используйте частоту дискретизации по меньшей мере в 5 раз больше самой высокой частотной составляющей вашей схемы.
• Запуск. Выберите осциллограф, который предлагает расширенные функции запуска для анализа даже самых сложных сигналов. Лучшие параметры запуска могут помочь вам обнаружить сложные аномалии.
• Глубина памяти. Выберите осциллограф с достаточной памятью для получения лучшего разрешения для сложных сигналов.
• Количество каналов. Выберите осциллограф с достаточным количеством каналов сбора данных, чтобы вы могли с легкостью выполнять важные коррелированные по времени измерения для нескольких форм сигнала.
• Простота эксплуатации. Рекомендуется осциллограф с интуитивно понятным и удобным пользовательским интерфейсом, и дисплеем для упрощения операций. Кроме того, выберите осциллограф, который можно легко подключить к другим устройствам для расширенных функций и более простой документации результатов.

Прежде чем выбрать осциллограф, вы должны знать о своих конкретных потребностях в тестировании и измерении. Выберите осциллограф с более быстрым временем нарастания, более высокой скоростью обновления формы сигнала, большей глубиной памяти сбора данных, достаточным количеством каналов, несколькими параметрами зондирования и соответствующей полосой пропускания. Также ищите расширенную поддержку программ для устранения неисправностей и соответствия стандартам.

Сфера применения осциллографов

Осциллографы используются для многих применений и в различных отраслях промышленности. Примерами специалистов, использующих осциллографы, являются автомобильные механики, медицинские исследователи, техники по ремонту телевизоров и физики. Осциллограф является абсолютно неотъемлемым устройством для тех, кто проектирует, тестирует или ремонтирует электронное оборудование.

Цифровые запоминающие осциллографы в основном заменили свои аналоговые аналоги и являются наиболее распространенным типом осциллографов благодаря улучшенным функциям отображения, измерения, хранения и запуска, а также своим впечатляющим характеристикам. Цифровые запоминающие осциллографы выпускаются как карманные, портативные, так и более громоздкие, и более мощные настольные.

Применение осциллографа зависит от промышленности. Основными отраслями промышленности, которые используют являются ремонт автомобилей, инженерия, наука, медицина, мониторинг, отслеживание сигналов, телекоммуникации и многие другие.

Давайте рассмотрим некоторые распространенные программы применения осциллографов:

• Ремонт автомобиля. Осциллограф полезен для транспортного средства, поскольку он может проверить топливные форсунки или проверить автомобиль без состояния запуска. Осциллографы дают быструю диагностику и обеспечивают правильный ремонт автомобиля.
• Ремонт и диагностика техники. Наиболее распространенными инженерами-профессионалами являются инженеры-электрики и электроники, зависящие от высокомощных приборов, многофункциональных устройств или цифровых осциллографов, хранящих данные. Осциллографы используются звукорежиссерами для диагностики частотной характеристики звукового оборудования.
• Научные исследования. Ученые и физики используют осциллограф для различных применений. Это может быть полезно для ученых-ядерщиков, физиков, использующих осциллограф для изучения влияния различных окружающих изменений независимо от сигналов телевидения и мобильного телефона.
• Медицина. Осциллографы часто используются медицинскими работниками для наблюдения за пациентом. Термин «ровная линия» – это плоская линия, создаваемая с помощью осциллографа, который используется для мониторинга сердцебиения пациента. Во-вторых, медики используют эту технологию для проверки мозговых волн в диагностических процедурах. Они также используются лаборантами и медицинскими техниками.
• Трассировка сигналов. Цифровой осциллограф помогает техникам идентифицировать сигналы, чтобы проверить конкретный неисправный компонент. Осцилограф может идентифицировать неожиданные сигналы и анализировать незначительные отличия в работе компонентов. Отслеживание сигнала является одним из наиболее недооцененных применений осциллографа.
• Телекоммуникации. Большинству электронных техников нужны осциллографы как часть их оборудования для настройки многих электронных устройств, таких как компьютеры, телевизоры, кондиционеры и даже телефоны. В этой ситуации осциллограф используется для обслуживания или ремонта.

Как выбрать осциллограф

Какой осциллограф выбрать начинающему диагносту, радиолюбителю, электрику? Какие типы осциллографов бывают? На какие критерии опираться выбирая новый осциллограф? Ответы на эти и другие фундаментальные вопросы – в статье.

Материал обновлён 18.04.2023
Время чтения: 17 минут

Эксперт — Андрей Кириченко

Автор блога о технике и электронике

• Цифровой осциллограф или аналоговый
• Виды цифровых осциллографов
• Область применения
• Параметры осциллографа, которые влияют на выбор
  • Полоса пропускания
  • Количество каналов
  • Частота дискретизации
  • Глубина памяти
  • Скорость обновления осциллограмм
  • Триггер
  • Работа с последовательными интерфейсами
  • Измерения и анализ сигналов
  • Разрешение экрана
  • Возможность автоматической настройки
  • Осциллографические пробники

  Осциллограф – это графический инструмент для наблюдения характера поведения процессов в электронных схемах. Записывает измерения временных параметров, амплитуды электрического сигнала, который подается на вход прибора. Измеряет искажения, появляющиеся при неисправном компоненте схемы, определяет изменения шума и другие параметры. Данные отображаются на экране или в записи. Используя измерительный преобразователь, можно контролировать любые природные явления.

  Осциллографы есть цифровые и аналоговые, а по способу регистрации — приборы реального и эквивалентного времени.

  Цифровой осциллограф или аналоговый

  Отличие цифровых от аналоговых устройств предполагает отображение на приборном экране сигнала с разными градациями яркости.

  Аналоговые осциллографы выполняют развертку сигнала, работают с изменяющимися физическими величинами, например, напряжением.

  Цифровые осциллографы делают выборку характеристик сигналов, работают с дискретными двоичными числами, которые представляют значение напряжения. Идея системы запуска основана на детектировании событий, происходящих в наблюдаемом процессе.

  Аналоговая система запуска работает с усилителями, которые могут служить источниками линейных и нелинейных погрешностей. Например, задержка и колебания амплитуды, которая проявляется в виде сдвигов положения запуска (джиттера запуска), видимого на экране. Работают с меняющимся в процессе наблюдения напряжением.

  Цифровая система запуска работает точно, без искажений, разбирается с отчетами АЦП (аналогово-цифровых преобразователей) напрямую. Получаемый сигнал идентичный захваченному и отображенному на экране.

  Модели цифровых осциллографов здесь.

  Для цифровых приборов характерно:

  1. Работа в режиме эквивалентного и реального времени с полосой пропускания до 70 ГГц и более.
  2. Прямая регистрация оптических сигналов с помощью модулей.
  3. Невысокий уровень шума, менее 200 пс.
  4. Повторяющийся характер работы, что идеально для наблюдения за характеристиками сигнала.

  Информация, выдаваемая цифровым устройством, отображается на экране текстом, что точнее, чем графики на мониторе аналогового осциллографа. Обработка сигнала происходит на основе метода Фурье. Данные записывают в память компьютера и распечатывают. Цифровые устройства бывают запоминающими, люминофорными, стробоскопическими.

  А теперь обратимся к каталогу осциллографов и посмотрим какие есть модели.

  Виды цифровых осциллографов

  Цифровые осциллографы востребованнее, чем аналоговые из-за точности наблюдений и набора функций.

  Внутри прибора — 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, растяжки;
  • отметка событий, которые происходят во времени;
  • расчет средних значений, прочие математические действия, измерение амплитуды, периодов, время нарастания/спада импульса, и др.

  

  Типы осциллографов:

  

  1. Запоминающие обычные цифровые устройства (DSO). Характеризуются обширным временем для хранения данных, расширенными пределами скорости считывания информации. Замедленно воспроизводят события, происходящие в сигнале. Среди моделей запоминающих осциллографов можно видеть карманные и стационарные устройства.
  2. Люминофорные цифровые приборы (DPO) имитируют изменение процессов, показывают подробности изменений модулированных сигналов на экране, как у аналоговых моделей. Сигналы анализируются, запоминаются.
  3. Стробоскопические цифровые приборы. Работают на эффекте последовательного стробирования сигнала. Повторение сигнала заставляет выбирать мгновенное значение в новой точке. Характеризуются большой полосой пропускания. Исследуют короткие периодические сигналы.
  4. Портативные осциллографы– это модифицированные устройства небольшого размера, веса, незначительным расходом электроэнергии. Применяются для научных исследований в промышленности, для поиска повреждений автомобилей, оборудования. Интернет-магазин «Суперайс» предлагает ряд моделей портативного оборудования.
  5. Прибор на базе ПК или виртуальный USB-осциллограф – обладают технологическими преимуществами, легким подключением к компьютеру. К достоинствам устройства относятся:
  • 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, генератора цифровых последовательностей.

  

  Недостаток USB-осциллографа – погрешности, худшие характеристики в отличие от стационарного оборудования. Для многих осциллографов типично отсутствие гальванической развязки. Присутствует риск сжечь компьютер при неосторожном обращении с устройством. Модели USB-осциллографов здесь.

  Область применения

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

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

  Радиорынок предлагает огромный выбор осциллографов. Не последнее место занимают китайские модели.

  Однако, китайцы стремятся создать универсальные устройства. Речь об осциллографах со встроенным генератором сигналов. Например, можно нарваться на неприятности, покупая китайский прибор. 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, по фазе, 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;
  • брендом;
  • набором функций;
  • рабочими характеристиками.

  Параметры осциллографа, которые влияют на выбор

  Главное условие выбора – рабочие характеристики, которые нужны пользователю.

  Полоса пропускания

  Характеристика определяет диапазон видимых на мониторе сигналов, характеризуется скоростью нарастания фронта исследуемого сигнала. У цифровых моделей есть полоса, которая дает работать с высшими гармониками, частота которых превышает частоту основной гармоники. Достоинство цифрового осциллографа – способность расширить полосу пропускания для выполнения задачи.

  

  Рекомендация выбора: для определения нужной полосы пропускания применяйте «правило пятикратного превышения» максимального значения полосы наблюдаемого сигнала . Если полосы пропускания будет недостаточно, вы можете не увидеть составляющее сигнала. Неизбежно искажение амплитуды, а фронт может быть завален. Неправильно подобранная полоса пропускания не дает полную осциллограмму и способствует росту погрешностей.

  Например, для наблюдения сложных цифровых сигналов с высокой скоростью, для сигналов последовательных шин требуются модели с полосой пропускания частотой выше 500 МГц. Прибор с меньшей полосой пропускания — для начинающих радиолюбителей, которым не нужны навороченные дорогие устройства.

  Вывод: снижается коэффициент погрешности при наблюдении сигнала из-за увеличенной полосы пропускания, фиксируются отдельные происходящие события.

  Количество каналов

  Входные аналоговые каналы принимают и оцифровывают сигнал. Оборудование прибора со встроенным логическим анализатором дает исследовать коррелированные аналоговые и цифровые каналы с большим числом контрольных точек, отчего проще декодировать многоразрядные параллельные шины.

  

  Однако многоканальный прибор не всегда отвечает качеству диагностики. Рассмотрим, для каких задач подходит то или иное число каналов:

  1. Двух или четырех каналов хватает для измерения, сравнения временных характеристик сигналов, поступающих с аналоговых устройств.
  2. 8 или 16 каналов помогают отладить цифровую систему для параллельного экспорта данных.
  3. Дополнительные каналы комбинированных устройств с РЧ входом нужны для проведения высокочастотных измерений.
  4. Изолированные каналы рекомендуются для работы с гальванической развязкой.
  5. Двадцать каналов синхронизируют регистрацию, просмотр сигналов по времени.

  Вывод: каналы должны быть с оптимальным частотным диапазоном, линейностью, точностью усиления, равномерностью амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и стойкостью от электростатического разряда.

  Частота дискретизации

  Дискретизация или число выборок по времени определяет рабочую способность прибора фиксировать и отображать мельчайшие детали, которые происходят в изучаемом сигнале.

  Рекомендация выбора частоты дискретизации осциллографа: Правило «пятикратного превышения» частоты прибора частотной составляющей сигнала. Величина должна быть не менее чем в 2,5 раза и в 3 раза выше аналоговой полосы. Для устройств начального уровня частота дискретизации – 1 – 2 Гвыб./с. Устройства эконом-сегмента – 5 – 10 Гвыб/с.

  Чем выше частота дискретизации, тем качественнее представляется сигнал, тем больше информации сохраняется.

  Вывод: более высокая частота дискретизации увеличивает разрешение, показывает происходящие одновременно события, например, непериодические глитчи.

  Глубина памяти

  Частота дискретизации влияет на объем запоминаемой информации. Расчет глубины памяти выполняется произведением времени, отображаемым на экране, на нужную дискретизацию. Пример, декодирование сигнала шины USB. Регистрация пакетов происходит за 200 мкс и требует длину записи – 1 млн точек.

  Рекомендация выбора: После определения глубины памяти осциллограф проверяется на эффективность.

  Вывод: оцените скорость реакции прибора с планируемой глубиной памяти.

  Скорость обновления осциллограмм

  Параметр характеризует быстроту захвата, обновления изображений на дисплее. Чем быстрее обновления, тем более точно происходит захват и регистрация редких событий, например, выбросов. Чем выше скорость обновления, тем быстрее работает прибор и фиксируются события.

  Рекомендация выбора: Производители указывают максимальную скорость обновления. Это неверно, чтобы достигнуть максимального параметра могут потребоваться дополнительные режимы захвата, которые ограничивают глубину памяти, частоту дискретизации, качество отображения сигналов.

  Вывод: скорость обновления – параметр улучшающий комфорт использования прибора, позволяющий производить точную регистрацию событий.

  Триггер

  Схема синхронизации, при которой прибор выдает устойчивое изображение. Система может задержать запуск развертки до определенного события. Триггерный запуск синхронизирует захват сигнала, одновременно отображает единичные события. Нужен для синхронизации снимков.

  Работа с последовательными интерфейсами

  В осциллографах, которые работают с цифровыми и смешанными сигналами, есть несколько последовательных интерфейсов I2C, SPI, RS232/UART, CAN, USB. Они декодируют протоколы последовательной шины, триггерного запуска через интерфейсы. От числа интерфейсов зависит много функций, способность выполнять различные задачи.

  Большое количество интерфейсов нужно для экспорта информации в Интернет или в программу просмотра на компьютере. Анализируемые данные, захваченные одним осциллографом, можно передавать другим членам исследовательской группы.

  Измерения и анализ сигналов

  Наличие прикладных программ, статические и математические функции в составе осциллографа приспособлены для быстрого преобразования Фурье. Используя прикладные программы выявляют нарушения целостности сигнала.

  Вывод: должно быть программное обеспечение для того, чтобы узнать о возможностях прибора.

  

  Разрешение экрана

  Один из важных параметров — разрешение экрана. Оно определяет количество пикселей на дисплее, влияет на точность, четкость отображаемой информации. Чем выше этот показатель, тем более подробную информацию можно получить о сигнале.

  Рекомендация выбора: Для уверенной работы с сигналами разрешение должно быть не менее 800х480 пикселей. Но чрезмерно большое количество пикселей может привести к увеличению времени отклика экрана, ухудшению быстродействия прибора. Поэтому необходимо сбалансировать разрешение с быстродействием и другими параметрами осциллографа.

  Возможность автоматической настройки

  У многих современных осциллографов есть функция автонастройки, которая позволяет быстро, легко настроить прибор на нужные параметры. Например, эта функция может автоматически установить диапазон измерения, шкалу времени, что значительно упрощает работу.

  Рекомендации выбора: Автоматическая настройка существенно ускоряет работу с осциллографом и делает ее более точной. Однако, иногда функция автонастройки может работать некорректно, поэтому необходимо проверять полученные данные на достоверность.

  Осциллографические пробники

  Важный элемент, необходимый для работы прибора – пассивный пробник или измерительный щуп с делителем.

  Согласованность пробника заключается в соответствии полос пропускания, прибора, самого инструмента для измерения.

  Рекомендация выбора: Учитывайте параметры, что предстоит измерять: ток или напряжение, частота, амплитуда, сопротивление. Например, высоковольтные пробники работают с напряжением до 40 кВ. Рекомендуемая входная емкость пробника не более 10 пф. Магазин инструментов предлагает различные пробники, необходимые для выполнения любых задач. Ознакомьтесь с типами пробников и измерительных щупов более подробно в разделе каталога.

  Вывод: На выбор пробника влияют тип решаемой задачи и исследуемые сигналы.

  

  Естественно, покупая осциллограф тратится определенная сумма. Однако, смотрите какие выгоды вы получаете. Вы сами следите за рабочими процессорами, сами делаете выводы.

  Помните, прибор, который вы выбрали, должен соответствовать, выполняемой задаче, характеру работы, а еще:

  • точно регистрировать происходящие события;
  • экономить ваше время, повышать возможности;
  • отвечать заявленным и подтвержденным документами характеристикам.

  Покупая дорогое осциллографическое оборудование, будьте уверены в правильности выбора. Описанные характеристики помогут вам определить прибор необходимый для выполнения требуемых задач.

  Похожие публикации:

  1. Как выразить время из формулы мощности
  2. Как замаскировать телефон для скрытой съемки
  3. Как работают подшипники в колесе
  4. Что называется передаточной характеристикой биполярного транзистора