اسیلوسکوپ ها تجهیزات بسیار پرکاربردی هستند و به شکل تصویری ولتاژها و سیگنال های متغیر در زمان را به کاربر نشان می دهند. از این ابزار در زمینه های مختلفی از جمله صنایع پزشکی، مراکز علمی و پژوهشی، تعمیرگاه های الکترونیک و آزمایشگاه های صنعت الکترونیک استفاده می شود.
شما به عنوان یک فعال در حوزه الکترونیک علاوه بر اینکه باید درباره خدمات مونتاژ برد، تعمیر قطعات الکترونیکی و حوزه های دیگر اطلاعاتی به دست آورید، باید درباره تجهیزات این حوزه از جمله اسیلوسکوپ ها هم مطلع شوید. ما در این مقاله می خواهیم درباره این تجهیزات صحبت کنیم.
اسیلوسکوپ چیست؟
اسیلوسکوپ یا oscilloscope به معنی نوسان نما است که از کلمه “oscillate” مشتق شده و گاهی آن را به اختصار اسکوپ یا “oscope” می نامند. این ابزار توانایی نمایش سیگنال های الکترونیکی را به صورت گرافیکی دارد و به شما درباره روند تغییر سیگنال ها در طول زمان اطلاع می دهد. بسیاری از مهندسان فعال در حوزه الکترونیک با این وسیله سر و کار دارند و از آن برای اندازه گیری پدیده های الکترونیکی استفاده می کنند.
با استفاده از اسیلوسکوپ ها می توانید طرح های مدارها را به سرعت آزمایش، تایید و عیب یابی کنید. این وسیله برای بررسی امواج ولتاژ به کار می آید و این امواج را روی یک نمایشگر به کاربر نشان می دهد.
از جمله اطلاعاتی که یک اسیلوسکوپ درباره سیگنال ها می دهد، می توان به این موارد اشاره کرد:
- مقادیر زمان و ولتاژ یک سیگنال
- میزان نویز بودن یک سیگنال و اینکه آیا در گذر زمان دچار تغییر می شود یا نه
- میزان جریان AC یا DC بودن یک سیگنال
- آیا قطعه ای معیوب توانایی مخدوش کردن سیگنال را دارد یا نه
- قطعات متحرک یک مدار که به واسطه سیگنال نمایش داده می شوند.
- فرکانس یا یک سیگنال نوسانی
آشنایی با انواع اسیلوسکوپ
مانند بسیاری از وسایل الکترونیکی پرکاربرد، نوسان نماها هم انواع مختلفی دارند که باید درباره آنها بدانید. انواع اسیلوسکوپ عبارتند از:
اسیلوسکوپ آنالوگ
در این دستگاه ها نمایشگر به واسطه یک صفحه و لامپ اشعه کاتدی ساخته شده که صرفاً می توانند سیگنال در حوزه زمان را به کاربر نشان دهند. در این نوسان نماها علاوه بر شکل موج ولتاژ می توانید اطلاعاتی درباره پارامترهای فرکانس، دوره تناوب یا مقدار قله تا قله سیگنال هم به دست آورید.
نوسان نماهای آنالوگ از چندین کانال عمودی، یک کانال افقی، یک سیستم تریگر، یک پایه زمانی و یک ماژول CRT بهره مند هستند.
اسیلوسکوپ دیجیتال
این دستگاه ها دارای نمایشگر دیجیتالی هستند و با وزن بسیار کمتر نسبت به آنالوگ ها ساخته می شوند. این ابزار قابلیت های مختلفی را فراهم می کنند که از جمله آنها می توان به توانایی جمع زدن ۲ سیگنال اشاره کرد.
کاربرد اسیلوسکوپ چیست؟
مهمترین کاربرد اسیلوسکوپ ها برای اندازه گیری ولتاژ است که تمام فعالان حوزه الکترونیک باید علاوه بر یادگیری نرم افزار طراحی برد الکترونیکی و تجهیزات مشابه، کار با این وسیله را هم یاد بگیرند. به علاوه خوب است این افراد با چاپ pcb هم آشنا باشند تا اگر قصد چاپ مداری را داشتند، با چالش روبرو نشوند.
جریان
شما با استفاده از نوسان نما می توانید اقدام به اندازه گیری جریان از چندین راه مختلف کنید؛ مثلاً یکی از راه ها استفاده از پراب جریان است.
صدا
نوسان نما حتی امکان اندازه گیری صدا را هم دارد. برای اندازه گیری صدا به یک مبدل جهت تبدیل سیگنال صوتی به ولتاژ نیاز دارید تا با نصب آن به یک کانال در محدوده بتوانید سیگنال را به شکل ولتاژ متناظر در مقابل زمان نمایش دهید.
ظرفیت خازنی
شما امکان اندازه گیری ظرفیت خازنی را به صورت مستقیم با یک اسیلوسکوپ ندارید، اما می توانید از آن برای اندازه گیری ثابت زمانی به منظور پیدا کردن ظرفیت حقیقی یک سیستم الکتریکی استفاده کنید.
ولتاژ DC
بسیاری از اسیلوسکوپ ها می توانند ولتاژ DC را به صورت اتوماتیک اندازه گیری کنند. البته امکان اندازه گیری دستی این ولتاژ با نوسان نما با شمارش شبکه های عمودی و ضرب در ولت در هر تقسیم هم وجود دارد.
فرکانس
اغلب اسکوپ ها توانایی اندازه گیری خودکار فرکانس را دارند. شما می توانید درست مانند ولتاژ DC، فرکانس را هم به صورت دستی در این وسیله اندازه گیری کنید.
اندوکتانس
شما امکان اندازه گیری اندوکتانس با نوسان نما و ژنراتور تابع را به جای LCR متر دارید. البته در نظر داشته باشید که میزان عدم قطعیت در این اندازه گیری ۳ تا ۵ درصد است.
نحوه کار اسیلوسکوپ چگونه است؟
با استفاده از اسیلوسکوپ می توانید متوجه شوید که یک ولتاژ چطور بین ۲ نقطه در طول زمان دچار تغییر می شود؛ مثلاً برای بررسی ولتاژ سینوسی ممکن است این شکل را در دستگاه ببینید:
با استفاده از این شکل موج ها می توانید درباره نحوه عملکرد مدارها اطلاعاتی به دست آورید. با این کار احتمال شناسایی مشکلات در مدارها هم وجود دارد.
اجزاء اسیلوسکوپ چیست؟
نوسان نماها از اجزاء مختلفی تشکیل می شوند. قلب تشکیل دهنده هر یک از این ابزار را می توان لامپ پرتو کاتدی دانست که باعث نمایش موج روی صفحه نمایش می شود. همچنین در کنار این لامپ چندین مدار مختلف به منظور تنظیم شکل موج ظاهر شده در نمایشگر قرار دارد که بر اساس نوع اسکوپ می توانند متفاوت از یکدیگر باشند.
از جمله دیگر اجزاء کاربردی در اسکوپ ها عبارتند از:
- صفحه های انحراف دهنده برای جا به جایی افقی و عمودی سیگنال نمایش داده شده
- تقویت کننده ولتاژ
- مولد زمان
- مبدل آنالوگ به دیجیتال برای اسیلوسکوپ های دیجیتالی
- صفحه فلوئورسان که در واقع نمایشگر اصلی سیگنال است
تست اسیلوسکوپ چگونه است؟
در همه نوسان نماها یک زائده فلزی کوچک در نظر گرفته شده است که که توانایی تولید سیگنال تست دارد. شما می توانید از این زائده فلزی برای تنظیمات اولیه استفاده کنید.
این سیگنال معمولاً یک شکل موج مربعی دارای دامنه واحد و فرکانس مشخص است. در صورت نمایش شکل موج کامل بعد از اتصال پراب اسیلوسکوپ، یعنی دستگاه در سلامت کامل قرار دارد؛ در غیر این صورت دستگاه معیوب خواهد بود.
راهنمای خرید اسیلوسکوپ
اگر قصد خرید این نوسان نما را دارید، قبل از خرید باید حتما کاربرد موردنظر خود را مشخص کنید. همه این دستگاه ها به صورت یکسان ساخته نمی شوند؛ بنابراین قبل از پرداخت هزینه برای آنها باید نیازهای پروژه خود را بشناسید و اسکوپی را بخرید که به شما در اندازه گیری های دقیقتر و کاملتر کمک می کند.
در زمان خرید این دستگاه به نکته هایی از جمله پهنای باند، زمان افزایش، نرخ نمونه، چگالی کانال و پراب های سازگار هم توجه داشته باشید.
اسیلوسکوپ، ابزاری پر کاربرد در دنیای الکترونیک
با علم بر اینکه اسیلوسکوپ چیست، اکنون می دانید که این ابزار جزء مهمترین و پرکاربردترین تجهیزات در دنیای الکترونیک است که از آن برای نمایش سیگنال ها استفاده می کنند. شما می توانید با شناخت و کارآیی انواع این دستگاه و ویژگی های آن برای خرید این محصول اقدام کنید و بسیاری از اندازه گیری ها را به واسطه آن انجام دهید. قبل از خرید این محصول توصیه می کنیم که با یک کارشناس الکترونیک هم مشورتی داشته باشید تا به شما در خرید دستگاهی کاملا متناسب با نیاز پروژه تان کمک کند.