• Главная
>
• Электроника
⬎

Осциллограф начинающего DSO138 - инструкция и модернизация

Любой новичок, занимающийся радиоэлектроникой рано или поздно сталкивается с необходимостью узнать форму сигнала и частоту. Для этого существуют осциллографы, в простонародье "ослы". Поэтому сегодня предлагаю рассмотреть недорогой Китайский вариант - dso138, для новичка в самый раз.

Ссылка

Изначально эта модель разрабатывалась как конструктор для пайки своими руками, но Китайские друзья смекнули, что в спаянном виде спрос на осциллограф выше. Мы будем рассматривать уже готовую, рабочую плату.

Несмотря на то, что продавцы заявляют максимальную, исследуемую частоту 200 кГц., на такой диапазон вряд-ли стоит рассчитывать. Ну разве что прикинуть приблизительно частоту, без реальной картины формы сигнала. Если же быть реалистом, то следует рассчитывать на относительно сносную картинку на частоте 50 кГц, выше - будут сильные искажения. Для наладки различных импульсных источников питания этого будет достаточно.

Важный момент - этот осциллограф можно и даже нужно сделать портативным. Карманный прибор, даже с такими не высокими характеристиками может оказаться весьма полезным помощником при ремонте низкочастотных узлов.

Итак, при покупке присылается коробка с платой и дисплеем, щуп в виде двух крокодилов и "куцая" инструкция на английском. В использовании различных функций приходится разбираться методом "высоконаучного тыка" и минимальной информацией из интернета.

Организация питания

Для питания требуется источник 9 В, как утверждают изготовители, питающее напряжение может быть в пределах 8-12 вольт. Потребляемый ток не указан, забегая вперёд - он составляет чуть более 100 мА.

Очень практичным и универсальным решением считаю питать плату от портативного аккумулятора (power bank) - сейчас они есть практически у каждого. К тому же, адаптировав осциллограф для 5 В аккумулятора, плату можно будет запитать и от телефонной зарядки.

Для повышения напряжения с 5 до 9 вольт можно использовать DC-DC преобразователь, например MT3608 - стоит копейки в радиомагазине или у тех же Китайцев. Для подключения к плате я использовал разъём компьютерного вентилятора - подойдут те, которые с двумя проводами, например со старой видеокарты.

То-ли из-за входного конденсатора, то-ли по иным причинам, но у платы большие стартовые токи и при включении всей схемы срабатывает внутренняя защита аккумулятора (выход 2 А). Проблема легко решается добавлением резистора 0,5 Ом в разрыв входного питания DC-преобразователя.

Перед подключением платы осциллографа необходимо выставить на преобразователе напряжение 9-10 вольт, делается это путем вращения подстроечного резистора.

Перед первым включением рекомендую впаять перемычку или штырёк для образцового сигнала, место под перемычку находится рядом с разъёмами питания. Внутренний генератор выдаёт прямоугольные импульсы частотой 1 кГц и амплитудой 3,3 В. Для проверки нужно коснуться красным крокодилом до перемычки, черный крокодил никуда цеплять не нужно.

Теперь можно включать всю схему и приступать к освоению несложной инструкции.

Инструкция по использованию

Назначение кнопок и переключателей. Плата имеет 3 переключателя: коммутация входа, чувствительность и её множитель. Вход переключается на 3 положения:
❶ "GND" - вход замкнут на землю и экран отображает только собственные помехи, можно судить об отклонении от нуля заводских настроек. В идеале линия должна быть на нуле, однако имеются отклонения при разной чувствительности.
❷ "AC" - Вход реагирует только на переменные и пульсирующие токи, при подаче на щуп постоянного напряжения, луч лишь немного дергается. Измерять постоянное напряжение не получится.
❸"DC" - Вход подключен без разделительного конденсатора, поэтому реагирует как на переменное напряжение, так и на постоянное. Можно использовать как милливольтметр.

Чувствительность 1В; 0,1В; 10мВ; в небольших пределах регулируется множителями X1; X2; X5; Произведение чувствительности и множителя - одна клетка на экране по вертикали. Эта величина отображается на экране.

Справа от экрана расположено 4 кнопки (1 снизу не в счёт - это перезагрузка): пауза/пуск - позволяет остановить меняющуюся картинку и рассмотреть более подробно, выбор параметра - позволяет выбрать один из нескольких параметров и кнопками +\- подкорректировать. Выбираемые параметры (по хронологии нажатий):
❶ Длительность одной клетки по горизонтали, по факту настраивается под нужную частоту;
❷ Режим воспроизведения, не заметил особой разницы между тремя режимами, только незначительные нюансы, режим "AUTO" самый удобный;
❸ Срабатывание триггера, по фронту или спаду сигнала. Я толком не разобрался в этой функции, это связано с наладкой устройств с цифровым, логическим сигналом;
❹ Курсор триггера, можно выставить нужную величину напряжения для срабатывания. При достижении кривой сигнала выставленного значения срабатывает светодиод под экраном. Кроме этого, когда курсор в пределах действующего сигнала, график более удобно рассматривать, он не плывёт. Для аналоговых измерений лучше выставлять его на нуль;
❺ Прокрутка картинки влево/вправо. Функция полезна при паузе - можно рассмотреть кривую сигнала большей длительности, чем позволяет экран;
❻ Курсор нуля, собственно его можно перемещать как вверх, так и вниз. Таким образом можно рассматривать положительные или отрицательные полуволны более подробно;

Что касается параметров измеряемого сигнала в рабочей области экрана - разберёмся, что они означают:
Freq - собственно частота сигнала;
Cycl - время периода;
Pw - время полупериода;
Duty - коэффициент заполнения (западный аналог скважности, 50% равен скважности 2);

Vmax - Максимальное амплитудное значение сигнала;
Vmin - Минимальное амплитудное значение (максимальное отрицательное);
Vavr - Среднее напряжение;
Vpp - Значение от Vmin до Vmax, если размах будет от -5 В до +5 В, то это значение получается 10 В;
Vrms - Среднеквадратическое напряжение;

Выставление нуля. При первом включении сильно бросается в глаза, что нулевой курсор не совпадает с линией сигнала. Несовпадение это проявляется по-разному при разном положении чувствительности и множителей. Чтобы подкорректировать луч, необходимо кнопкой "Выбор параметра" выбрать курсор нуля, а затем зажать на 2 секунды кнопку "Пауза/пуск". Аналогичным образом курсор триггера выставляется на тот же уровень, что и нуль.

Если не нужны значения сигнала на экране - кнопкой "Выбор параметра" выбирается длительность развертки и на 2 секунды нажимается "Пауза/пуск". Идентично надписи возвращаются на экран.

Мы обязательно рассмотрим самодельный делитель и корпус к описываемой плате, но позднее. Сейчас же немного затронем практическую часть, а именно - какую пользу может принести эта "игрушка"?

Практическое применение

Этим прибором можно прекрасно пользоваться как вольтметром и милливольтметром как постоянного, так и переменного напряжения. Причём мы уже не ограничены так сильно частотой или формой сигнала, как при использовании мультиметра. При измерениях следует уделять больше внимание не амплитудным значениям, а среднеквадратичным Vrms. Именно среднеквадратичное значение учитывается при измерении переменного напряжения - в сети амплитудные значения достигают более 310 В, однако действующее значение именно 220 (среднеквадратическое).

Так как мы можем с достаточно высокой точностью измерять напряжение, то соответственно можем более точно измерить любые токи на шунте, для этого нужно всего лишь научиться использовать закон Ома.

Осциллографом можно прекрасно смотреть сигналы звукового тракта - для таких целей это никакая не игрушка. При сносном качестве можно смотреть процессы в импульсных источниках питания. Эта плата приобреталась мной именно для этих целей.

Как пример: осциллограф помог мне наладить блок питания шуруповерта (описание есть в этом разделе) с мощными IGBT-транзисторами. Я никак не мог понять, почему блок не хочет запускаться, перемотал коммутирующий трансформатор с разными данными - никак. Когда оценил сигналы на затворах, всё стало ясно - не хватает открывающего напряжения, нужно добавить витков в затворных обмотках. Вот этот затухающий сигнал, достаточно чёткий, частота 44 кГц:

Для "гаражной" диагностики авто приборчик также можно применять. По крайней мере там, где сигнал датчика не передается по цифровому протоколу. Например ниссановские датчики положения коленвала|распредвала. В интернете много бабкиных методов от диванных диагностов, которые не дают никаких однозначных реультатов. Я пришел к выводу, что единственный и верный способ проверки автомобильных датчиков холла - посмотреть сигнал осциллографом.

На этом публикацию заканчиваю. Если данная тема вообще будет интересна посетителям сайта, то обязательно её расширю и дополню.