Использование осциллографа при ремонте телевизора

Обновлено: 16.05.2024

В интернете размещены различные инструкции по превращению старого (порой частично нерабочего) телевизора в широкоэкранный осциллограф. Эта статья также расскажет, как создать достойный электронный прибор, используя несложную доработку общей стоимостью около 20$. Чтобы входной сигнал отображался на экране и воспроизводился через динамик телевизора, понадобится собрать несложное устройство, коммутирующее схему питания отклоняющей системы. Большой частотный спектр на таком приборе, конечно, не вытянешь (реально 20-20000 кГц), но отслеживать НЧ-колебания вполне доступно.

Смотрите видео

Можно также установить в телевизионный корпус основные разъемы и элементы управления прибором (благо, место это позволяет). Например, наличие разъема RCA станет прекрасной возможностью подключать iPod и в то же время позволит подачу входных сигналов переменного напряжения от милливольт до сотен вольт. Поблизости можно разместить подстроечное сопротивление на 1 мОм и 6-ти секционный поворотный переключатель. Небольшим триммером будет удобно контролировать горизонтальную частоту развертки, а яркая красная кнопка подойдет для включения прибора.

Остается добавить, что данная схема подключения подойдет не для всех моделей телевизоров и больше полезна для людей, умеющих обращаться со схемотехникой и имеющих опыт в электронике. Но сама идея содержит много интересных моментов.

Требования безопасности

Реализация описываемого проекта предполагает проведение работ рядом с открытым телевизионным трансформатором и высоковольтными конденсаторами. Напряжение на магнетроне достигает 120 кВ! Чтобы исключить вероятность смертельного поражения электрическим током, нужно строго соблюдать надлежащие меры безопасности. Первым шагом к выполнению любых действий должно быть полное обесточивание прибора. Тут нельзя забывать и про высоковольтные конденсаторы. Поэтому защитный кожух высоковольтного блока снимается крайне осторожно. Важно не повредить проводов печатной платы и не прикоснуться к ее открытым контактам.

Далее нужно принудительно разрядить большие емкости (50 В и более). Это делается хорошо изолированной отверткой или пинцетом. Их контакты замыкаются между собой либо на корпус до полного разряда. Не стоит это делать на печатной плате, так как могут выгореть дорожки. Выполняя работы или испытывая прибор, позаботьтесь, чтобы недалеко находился кто-то из ваших близких, способный вызвать врача или оказать первую помощь.

Принцип работы

Телевизоры с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ) и осциллографы считаются наиболее взаимозаменяемыми устройствами. Также телевизионный приемник более сложен, чем базовый лабораторный осциллограф. Для его переделки достаточно избавится от некоторых, заложенных в нем функций TV и добавить несложный усилитель. Ведь каждую разворачиваемую строку экрана телевизора создает электронный пучок, быстро сканируемый через прозрачный материал люминесцентной подложки трубки.

Заряженными электронами управляют электрические и магнитные поля, создаваемые катушками, расположенными позади трубки. Эти сердечники с проводом отклоняют луч в горизонтальной и вертикальной плоскости, контролируя расположение изображения на экране. Для настройки его по центру линии осциллографа, с ними необходимо произвести определенную доработку.

Вспоминаем, что видеосигнал выдает в секунду 32 кадра, каждый из которых состоит из двух "чересстрочных" изображений (то есть сканируется 64 кадра). Стандарт NTSC определяет 525 строк в формате экрана, другие стандарты чуть отличные значения. Значит, для воспроизводства на экране заполненной картинки, требуется отклонение электронного луча по вертикали каждые 1/64 секунды (частота 64 Гц), а по горизонтали 1/(64х525) секунды (частота 32000Гц). Для обеспечения таких значений напряжение строчного трансформатора превышает 15000 вольт. В этом случае прибор работает как телевизор, и создает развернутое изображение на экране.

Еще стоит помнить, что сигнал в телевизоре математически интегрирован. Это приводит к тому, что входная прямоугольная волна будет отображаться на экране треугольной, а треугольная – синусоидой. Это касается только изображения, но не звука. Синусоидальные волны будут отображены без искажений. Явление не будет столь заметно в очень старых телевизорах, способных отображать белый шум либо синий экран при отсутствии сигнала, а не отключающих автоматически изображение.

Удаление лишних узлов

В нашем случае использовался старый телевизионный приемник с 15-и дюймовым экраном и классическим UHF/VHF тюнером. Для создания осциллографа он не требуется, поэтому тюнер можно сразу удалить и забыть о его существовании. Также можно постепенно отключить один за другим лишние модули, проверяя, чтобы телевизор мог по-прежнему функционировать. Понадобится лишь основная плата и все, что подключено к кинескопу. Необходимо, чтобы он лишь отображал белый шум либо голубой экран. От остальных деталей можно просто освободить коробку.

На переделываемом телевизоре спереди стояло два потенциометра. Один из них служил для включения и регулировки громкости, а другой контролировал яркость. Были удалены оба: первый был заменен выключателем питания (большой красной кнопкой), второй пришлось установить на максимальную яркость и зафиксировать ее впайкой дополнительных сопротивлений в схему. Сразу стоит обратить внимание, что устройство со встроенным регулятором громкости для переделки не годится. Он усиливает сигнал, прикрепленный к телевизионному и искать усилитель придется на основной плате, а это вызовет дополнительные проблемы. Динамики на данном этапе также можно отключить.

Подготовка отклоняющей системы

Чтобы добиться на экране кинескопа картинки осциллографа, понадобится подать на отклоняющие катушки H и V сгенерированный усиленный сигнал кадровых и строчных синхроимпульсов. Как его получить, будет разобрано чуть позднее, а сейчас необходимо подготовить отклоняющую систему. Катушки подключены к основной плате на четыре штырька. Нужно отключить горизонтальную, к ней идут красный и синий провод. Подключив iPod либо компьютер непосредственно на эти выводы, можно получить на экране кинескопа отображение музыки. Вертикальная катушка имеет желтый и оранжевый провод, но для получения сканирования 64 Гц их нужно переключить на горизонтальную катушку.

Теперь нужно найти, где катушки подключаются к небольшой монтажной плате на трубке кинескопа. Если телевизионный приемник не очень новый, катушки только две и от них отходит 4 провода к основной плате. В противном случае катушек будет больше и в таком виде переделка работать не будет. Но не стоит бросать начатое, и можно немного поэкспериментировать. Пока же будем считать, что проводов все же 4. Осталось разобраться с проводами, идущими к кинескопу. По правилу правой руки (F=qVxB) снимаем один из них в случайном порядке. Если при включении прибора на экране отобразилась горизонтальная линия, отключена вертикальная катушка, если вертикальная, то наоборот. Соответствующие концы находятся тестером и помечаются.

Теперь провода подключения горизонтальной катушки снимаются с главной печатной платы. Не стоит забывать, что дело придется иметь с частотой 30000 Гц и напряжением более 15000 вольт. Будущему осциллографу они не нужны. Перед касанием их необходимо закоротить, потом хорошо заизолировать и разместить внутри корпуса так, чтобы они ничего не касались после включения прибора. Итак, вертикальная разметочная линия 60 Гц готова. Для получения такой же горизонтальной линии 60 Гц, два оставшихся провода, идущих на вертикальную катушку, подпаиваем к горизонтальной. А вертикальная станет входом осциллографа для подключения схемы усилителя.

Настройка развертки

Дальнейшая часть работ наиболее опасна, так как будет выполняться при подключенном напряжении. Будьте особенно осторожны! Пробуем подключить источник сигнала на вертикальную отклоняющую катушку (это может быть МР3 плейер либо компьютерный выход на наушники). Чтобы отображалась одна частота на экране, постарайтесь генерировать стабильную тональность. При включенном телевизоре изолированной отверткой аккуратно потрогайте поочередно высоковольтные провода, выяснив, к каким изменениям на экране это приведет (за этим должен наблюдать ваш помощник или воспользуйтесь большим зеркалом).

Один из них будет влиять на частоту сканирования. На плате, где он заходит, нужно впаять подстроечное сопротивление (примерно 50-60 кОм). Убедившись в работоспособности узла, можно вывести ручку задействованного резистора из корпуса прибора. Даже безукоризненно выполненная горизонтальная частотная настройка не позволит видеть верхний диапазон, а лишь выведет форму волны прокрутки на экран. Также можно настроить имеющиеся кольцевые вкладки, расположенные вокруг узкой части трубы кинескопа. Обычно они имеют черный или темно серый цвет и также косвенно управляют конечным изображением.

Усиление входящего сигнала

Все, что было сделано до этого момента, позволило нам создать неплохой визуализатор входного сигнала. Достаточно гнездо для подключения iPod соединить с катушкой вертикального отклонения и звучащая музыка отобразится на экране. Но чтобы получить настоящий осциллограф, понадобится дополнительный усилитель (собрать его можно там, где размещался выброшенный UHF/VHF тюнер). Его идея была заимствована с нескольких тематических сайтов, с целью получения минимальной себестоимости и максимальной эффективности. За основу бралась разработка Павла Фальстада, а представленная печатная плата - доработанная схема двухтактного аудио усилителя.

Первым ОУ контролируется усиление входного сигнала по формуле R1/R2, где R1 – сопротивление, выбранное поворотным переключателем, R2 – горшок 1 мОм. Теоретически он способен усилить входной сигнал до 1 млн. раз (при имеющемся на вращающемся переключателе минимуме 1 Ом). Второй отслеживает, чтобы транзисторы получали необходимое напряжение для открытия переходов и компенсирует перекосы. Им нужно 0.7 В на раскрытие и 1.4 В на переключение.

Теперь можно подключить на выход телевизора встроенную акустическую систему. При чрезмерной громкости добавляют большое сопротивление нагрузки (например, 10 Ом 1 Вт), при недостатке звука сопротивление нагрузки ставят на отклоняющую катушку, после чего последнюю перекалибровывают. Чтобы защитить себя от излишних раздражающих звуковых сигналов в процессе просматривания необходимого сигнала входа, на динамик можно установить выключатель.

Сборка все вместе

Дополнительный усилитель может генерировать сильное магнитное поле, поэтому стоит позаботиться о его конструкции. Плата должна выполняться максимально компактно, с короткими выводами проводников и хорошей группировкой. Специального экранирования ей не требуется, но во избежание помех для других телевизоров вашего дома позаботьтесь, чтобы она была расположена в корпусе, не создавая наводок основным узлам. В крайнем случае можно использовать деревянный либо пластмассовый корпус, оклеенный изнутри фольгой.

В разбираемом телевизоре при удалении аналогового тюнера освободилось достаточно места для установки трансформатора с такой платой и даже подошло отверстие под переключатель мощности. Трансформатор желательно также экранировать, чтобы не создавать помех по ТВ-каналам. Клеммы для подключения напряжения синхронизации и исследуемого сигнала соединяйте с платой только экранированным проводом.

После подключения трансформатора к цепи, подключаем S1 и S2 соответственно, запускаем входные провода через отверстие в корпусе телевизионного приемника, подключаем выход цепи к динамику и катушке отклонения. Следует использовать минимальную длину провода во всех проводимых соединениях, чтобы уменьшить рассеянную индуктивность контура. Осталось найти удобное место установки S1 и S2, закрыть заднюю крышку и приступить к тест-драйву.

Проверка работоспособности прибора

Возможность усиливать входящий сигнал – отличная функция, если вам не требуется его абсолютно точных параметров. Шум частоты 60 Гц, усиливаемый схемой, может пока определяться с достаточной погрешностью. Но это явление вызывает и блуждающая индуктивность входного провода. Уменьшить помехи может только экранированное заземление всех частей схемы.

Демонстрируемая катушка с проводом, соединенная со входом прибора, позволяет использовать большую индуктивность при сильном усилении. Ей можно обнаружить источники питания за несколько метров, направляя катушку в сторону расположения трансформаторов, после чего наглядно просмотреть их работу. Также можно обнаружить расположение процессора внутри сложного девайса. Можно использовать катушку, как индуктивный микрофон, поместив ее около динамика, играющего музыку. Магнитное поле, воспроизводимое катушкой диктора, будет обнаружено и усилено созданным прибором, после чего на кинескопе осциллографа отразится играемая музыка.

Учимся ремонтировать кинескопные, LED и ЖК телевизоры вместе.

13.06.2017 Lega95 0 Комментариев

Всем привет. Сегодня будем чинить монитор Samsung T200. Если честно, я не хотел описывать процесс ремонта, так как поломка была банальной, причиной которой являлись 2 конденсатора. Таких ремонтов у меня на сайте очень много, но в этот раз я решил отойти от поиска неисправности по визуальному осмотру, а впервые использовал для этих целей осциллограф. И нет, я не буду описывать герцы, килогерцы и мегагерцы, а просто покажу то, как любому новичку можно определить неисправность блока питания, имея в наличии осциллограф.

К этому вернемся чуть позже, а сейчас немного о самом мониторе и проявлении неисправности. Поломка монитора Samsung T200 заключалась в том, что при подключении питания, индикатор начинал моргать, а сам монитор не выводил никакой картинки на экран.

Для разборки монитора, первым делом необходимо выкрутить два винта, которые находятся под подставкой монитора.

Два винта, которые необходимо выкрутить

Больше ничего выкручивать не придётся, так как все остальное держится на защёлках.

Для разъединения корпуса, необходимо воткнуть в зазор между частями корпуса снизу какой-то предмет типа пластиковой карты.

Разборка корпуса. Отщелкиваю защелки снизу.

Боковые защелки возле клавиатуры

Я использовал лопатку для разборки корпусов мобильных телефонов. Таким образом, пройдя по всему периметру монитора и отщелкивая защелки, монитор легко разбирается.

После разборки, я убирал заднюю крышку в сторону, и приступил к отключению ламп подсветки.

Защитный металлический кожух, для защиты коннекторов на лампы подсветки

Отсоединение коннекторов на лампы подсветки

Следующим этапом, необходимо было отключить разъем на матрицу. Для этого, я надавил на боковые защелки коннектора, и извлек его из матрицы.

Коннектор на матрицу. Красным обведены защелки, на которые нужно нажать для отсоединения шлейфа

Далее, отключил шлейф на клавиатуру, после чего отложил матрицу в сторону.

Сняв плату блока питания, сразу увидел 2 вздутых конденсатора по линии 5 вольт номиналом 1000 мкф на 16 вольт.

Вздутые конденсаторы на блоке плате блока питания

Я их выпаивать не стал, а сначала измерил напряжения мультиметром. Как ни странно, напряжение составило положенные 5 вольт, при этом монитор не включался.

Замер напряжения мультиметром

Теперь, на эту же линию подкинул щуп от осциллографа, предварительно выставив делитель напряжения на 1 вольт, что соответствует 1 клетка- 1 вольт. На картинке имелись довольно таки большие шумы. Я долго пытался нормально сфотографировать экран осциллографа, но мобильный телефон плохо фокусировался, так что пришлось немного поиграться с разверткой, чтобы сфотографировать пульсации.

Измерение тех самых 5-ти вольт осциллографом. Как видно, линия не прямая, а искривленная, с пиками, которые камера телефона, очень плохо улавливает.

Заменив конденсаторы, осциллограф показал идеально ровную линию, что означало чистые 5 вольт без пульсаций.

Замер 5-ти вольт после замены конденсаторов. Идеально прямая линия без пульсаций.

Подключив шлейфы на исходное место, подал питание на плату. Монитор включился, и дал нормальную картинку.

Изображение с монитора после ремонта.

Теперь немного о том, необходим ли осциллограф радиолюбителю или новичку. Я сам никогда не пользовался осциллографом по той причине, что у меня его просто не было. Я понимал, что вещь очень нужная, но на практике удавалось ремонтировать все и без этого прибора.

Так было ровно до того момента, пока случайно мне не попался неисправный советский осциллограф 1с-90. Немного покопавшись, мне удалось его отремонтировать, и этот прибор мне теперь очень помогает в ремонтах. Данный осциллограф может работать в диапазоне до 2-х мегагерц, что очень мало для ремонтов ноутбуков или другой цифровой техники, но для ремонта блоков питания этого осциллографа хватает с головой.

Давайте представим, что на мониторе, который сегодня я ремонтировал, не было видно явно вздутых конденсаторов, а такое бывает очень часто. Мультиметр при этом показывает исправные 5 вольт. Раньше, я бы выпаивал, или подкидывал конденсаторы, проверяя поочередно их Esr, пока бы не нашел неисправность. Имея осциллограф, вычислить отсутствие фильтрации напряжения по какой либо линии стает очень легкой задачей, а время ремонта существенно уменьшается.

Ремонтируя любую компьютерную технику, будь то ноутбуки или материнские платы, просто необходимо смотреть шим сигналы высокой частоты, где без осциллографа будет очень туго любому ремонтнику.

После всего выше сказанного, могу сказать однозначно, что иметь осциллограф необходимо любому радиолюбителю, который хочет заниматься ремонтами на постоянной основе. Обойтись без него конечно можно, но время ремонта техники в таких случаях может существенно увеличиваться.

Для себя я уже присмотрел осциллограф Hantek DSO5102P, который может работать с частотой 100мгц. В ближайшее постараюсь его приобрести, и поделиться с Вами своим мнением о данном приборе.

Всем спасибо за внимание, и удачи в ремонтах!

Весь инструмент и расходники, которые я использую в ремонтах находится здесь. Если у Вас возникли вопросы по ремонту телевизионной техники, вы можете задать их на нашем новом форуме .

Назначение, сферы применения

Сфера применения прибора:

изучение колебаний значений сигналов электросети или их мгновенных показателей;
сигналов, изменяющихся во времени;
характеристик схем электроники и ее составляющих элементов.

Наиболее распространенными типами приборов являются аналоговые, цифровые и USB осциллографы.

Аналоговые модели осциллографов

В основе прибора лежит электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), проходя через которую сигнал преобразуется в графическую форму. Многие специалисты до сих пор предпочитают пользоваться именно этими моделями, считая их более привычными и надежными. Такие приборы имеют ряд достоинств, но и отрицательных моментов в их конструкции содержатся немало. Для удобства восприятия, информация сведена в таблицу:

Аналоговый осциллограф способен решать некоторые задачи не хуже цифровых моделей

Цифровые приборы для ремонта техники

Развитие и совершенствование электронной техники усложняет процесс ее обслуживания, но вместе с тем, параллельный рост цифровых технологий дает возможность широкого использования достигнутых результатов в создании новых контрольно-измерительных приборов. Не являются исключением и цифровые осциллографы, которые становятся более функциональными и удобными в применении.

Цифровой прибор дает больше возможностей для изучения параметров и формы сигналов

Преимущества и недостатки сведены в таблицу:

Преимущества	Недостатки
Доступность остановки картинки на нужное время	Высокие ценовые значения
Высокая измерительная точность	Сложность управления
Полоса пропускания гораздо шире, чем у аналоговых моделей	Недостаточная частота оцифровки затирает некоторые детали сигнала
Экран яркий, защищен от мерцаний
Доступность обнаружения импульсных сетевых помех
Допустимость коммутации с компьютером
Возможность дополнительной обработки полученных данных

Некоторые модели не имеют собственного дисплея. Они применяются путем подключения к компьютеру и передают данные на его монитор.

USB осциллографы для работы с компьютером

Такие компактные устройства относятся к цифровым моделям, однако работают только в совокупности с персональным компьютером (ноутбуком), на который передают принимаемый сигнал для последующего изучения.

Преимуществами этих приборов являются:

небольшие размеры;
доступность сохранения и распечатки полученных данных;
возможность быстрой обработки с помощью компьютера.

Единственным недостатком, хотя и довольно значительным, является не совсем точное отображение формы сигнала.

USB осциллограф хороший помощник при совершении измерений в электронных схемах

Если планируется применение осциллографа только в целях контроля и проверки определенных параметров, а особая точность не имеет решающего значения, то прибор-приставка к ПК – правильный выбор.

Обзор популярных моделей, сравнительный анализ

Tektronix 2465 B (аналоговый) – один из самых достойных представителей своего класса с полосой пропускания 400 МГц. Основные характеристики:

прибор многоканальный (4 канала);
чувствительность от 2 мВ до 5 В на деление;
предусмотрен частотомер;
дисплей 6 дюймов;
габариты: передняя панель 330х160 мм, длина – 434 мм, вес 9,3 кг.

Кроме того модель предусматривает систему измерений ТВ сигналов. Управление режимами электронное, поэтому все регулировки производятся плавно.

RIGOL MSO 4052 (цифровой) – обладает широкой полосой пропускания 500 МГц. Эксплуатационные характеристики:

прибор 2-канальный, оснащенный логическим анализатором на 16 каналов;
чувствительность от 1 мВ до 5 В/деление;
функция записи осциллограмм до 110,000 в секунду;
анализ показателей в реальном времени;
жидкокристаллический дисплей 9 дюймов (цветной);
габариты 440х218х130 мм, вес 5 кг.

Устройство способно взаимодействовать с ПК, поэтому комплектуется диском с программным обеспечением и кабелем USB.

UNI — T UTD 4302 C (цифровой) – полоса пропускания 300 МГц. Обладает следующими параметрами:

прибор двухканальный + логический анализатор на 16 каналов;
чувствительность 2мВ – 5 В на деление;
предусмотрена опция мультиметра;
дисплей ЖК цветной 5,7 дюйма;
размеры 330х165х165 мм, масса 3,8 кг.

Прекрасный тестовый прибор для производства измерений и выявления неполадок.

Hantek DSO 3204 (USB осциллограф) – полоса пропускания 200 МГц. Высокие эксплуатационные показатели:

прибор имеет 4 канала;
чувствительность от 10 мВ/деление до 5 В/деление;
функция мультиметра;
программное обеспечение совместимо с 6 системами;
размеры 190х45х255 мм, масса 1 кг.

Идеально совмещается с портативными ПК и планшетами. Может использоваться на выездах. Защищен корпусом из алюминиевого сплава.

Hantek 6204 BD (модель USB) с пропускной полосой 200 МГц, оснащен независимым дисплеем 2,9 дюйма. Рабочие параметры:

прибор четырехканальный;
чувствительность 2 мВ – 5 В на деление;
ПО совместимо с Windows 7, 8, 10.

Критерии выбора осциллографа для ремонта телевизоров

Существует ряд критериев, опираясь на которые необходимо выбирать прибор. Если учитывать все характеристики, то можно выбрать оптимальное и подходящее устройство.

Тип питания

Классические модели являются аналоговыми. В последнее время растет популярность цифровых и USB осциллографов, причем вторая разновидность предполагает обязательное использование компьютера с быстрым процессором и объемным жестким диском.

Количество каналов

Обязательно учитывают количество каналов для проведения измерений между связанными сигналами, определяющими работоспособность и техническое состояние телевизора. Предполагается необходимость измерения разного количества каналов и их последующего сравнения друг с другом. Большинство современных используемых систем работает на основе микроконтроллеров, причем они представляют собой устройства смешанных сигналов.

Важно! Современные конструкции отличаются сложным техническим состоянием, поэтому требуется использование двух-, четырехканальных осциллографов. При использовании большого количества каналов наблюдается подорожание используемой техники, поэтому по функционалу и стоимости оптимальным вариантом будет 2-канальное устройство. Модели с более 4 каналами практически не используются.

Полоса пропускания и частота дискретизации

Данная характеристика признана самой важной, ведь она определяет максимально возможный диапазон сигналов, доступных для исследования при определении функционального состояния телевизора. Этот параметр во многом определяет стоимость осциллографа.

Внимание! При измерении частот 100 МГц используют осциллограф с показателем 300-500 МГц, но такое оборудование будет дорогостоящим. В любом случае привязка к измеряемым частотам с увеличением показателя в 3-5 раз обязательна.

Частота дискретизации также должна быть принята во внимание, причем эта характеристика определяется параметрами анализируемых каналов. Должна быть обеспечена оптимальная полоса пропускания измеряющего устройства в реальном времени.

Проверка малых значений

Зная величину допустимых помех на участке проверяемой схемы, можно проверить их соответствие. В качестве примера используется блок питания компьютера:

При напряжении 12 В, допустимые помехи не должны превышать 0,3В. При проверке обычным способом, такое значение будет совершенно незаметным.
Необходимо переключить тумблер входа из положения прямых измерений в емкостные, то есть, пропуская изучаемый сигнал через конденсатор.
Основное постоянное напряжение 12 В, останутся на конденсаторе, а переменное значение помех 0,3 В отобразится на дисплее, где его можно увеличить с помощью коэффициента усиления Y и изучить.

Описанный в п.2 тумблер, присутствует во всех моделях, но может иметь другое оформление (кнопка, переключатель). Установить это можно из инструкции.

Какие бывают цифровые осциллографы

Благодаря точности наблюдений и функциональности цифровые осциллографы более востребованы, чем аналоговые.

В конструкцию входит 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 и растяжки;
отметка событий, которые происходят во времени;
расчет средних значений и прочие математические действия. измерение амплитуды, периодов, время нарастания/спада импульса, и др.

Рисунок 1. Осциллограф эконом-класса с верхней полосой пропускания до 100 МГц

Типы осциллографов:

Рисунок 2. Портативный осциллограф JINHAN JDS2012A со встроенным мультиметром

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 и генератора цифровых последовательностей.

Средний срок службы осциллографа

Согласно советскому ГОСТ, рассматриваемые контрольно-измерительные исследовательские приборы, должны иметь гарантийный срок службы не менее 18 месяцев со дня ввода в эксплуатацию. Однако этим же документом предусмотрена регулярность проверок приборов, которые должны проводиться каждые 5 лет. То есть минимальный рабочий ресурс осциллографа хотя бы при двух проверках, должен составлять 10 лет.

Учитывая количество предлагаемых в продажу устройств б/у 80-х годов выпуска, можно предположить, что сроки службы этих изделий значительно превышают ранее обозначенные временные границы.

Актуальные вопросы по теме

Вопрос №1. Какие измерения можно делать осциллографом помимо напряжения?

Можно измерять любые параметры в электронных схемах вплоть до периодичности импульсов, искажения сигналов, амплитудных характеристик. Все навыки приходят с опытом работы.

Вопрос №2. Какую роль играет регулятор развертки, кроме перемещения графика по экрану?

В этом и заключается его основная польза. Перемещая изображение, можно подогнать его под деление сетки, чтобы удобнее было производить точные расчеты.

С помощью этого регулятора можно определять частоту развертки – чем меньше интервал, тем более высокой частоты сигнал становится различим. Просчитав по клеткам и делениям ширину параметра, умножив его на масштаб X, определяется длительность сигнала, а зная ее, можно просчитать и частоту.

Вопрос №4. Нужно ли сразу приобретать многоканальный, дорогой осциллограф?

Если финансовое положение позволяет, то можно купить самый дорогой прибор. Однако без умения пользоваться его возможностями, он не принесет никакой пользы и останется простым вольтметром. Такие приборы востребованы опытными электронщиками. Для начинающих специалистов, на первых порах, достаточно экземпляров, имеющихся в лаборатории. Хотя если стремление роста присутствует, то функциональный прибор станет хорошим подспорьем.

Оцените качество статьи:

Область применения

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

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

Современный радиорынок предлагает огромный выбор осциллографов.
Среди них не последнее место занимают китайские модели.

Однако, китайцы стремятся создать универсальные приборы. Речь пойдет об осциллографах со встроенным генератором сигналов. При покупке китайского прибора, например можно нарваться на неприятности. Например, 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 и по фазе, и 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;
фирмой-производителем;
функциональностью;
рабочими характеристиками.

Цифровой или аналоговый осциллограф: какой лучше

Аналоговые модели являются классическими, причем они создаются на основе электронно-лучевой трубке, позволяющей преобразовать сигнал в графическую форму. Эксперты отмечают надежность аналогового оборудования. Основные преимущества:

привычная панель для простого использования осциллографа;
возможность выявления малейших изменений на картинке;
легкость настроек;
доступная стоимость.

Недостатки аналогового оборудования:

недостаточная точность, так как отмечается зависимость от частоты анализируемого сигнала и могут быть различные погрешности;
ограниченные показатели полосы пропускания;
недостаточный функционал для анализа характеристик частот.

Цифровые осциллографы становятся все более востребованными, ведь они отличаются соответствием действующим требованием для контрольно-измерительных приборов. Основные преимущества:

высокая точность;
широкая полоса пропускания;
высококачественный яркий экран;
возможность остановить картинку на определенное время;
возможность соединения с ПК;
анализ импульсных сетевых помех;
подробная обработка данных.

Недостатки цифровых моделей:

сложное управление;
недостаточная частота оцифровки, вследствие чего детали сигнала могут быть затерты или скрыты;
высокая стоимость.

Правильный выбор осциллографа для оценки технического состояния телевизора и дальнейшего проведения ремонтных мероприятий обязателен.

Обзор лучших приборов для радиолюбителей

Высокоточный прибор, отображающий все сигналы. Верхняя граница частоты сигнала доходит до 100 Гц. Работает в 3 режимах. Стоимость около 16 тысяч рублей. Погрешность в работе практически отсутствует. Обрабатывает частоту сигнала от 10 до 100 Гц.

Главный их козырь – высокая производительность, простота в использовании и регулирующаяся чувствительность. Качественный фильтр практически исключает погрешности. Устройство имеет двойной дисплей.

В работе широко используется модель DS1102C. Запускается в фронтальном и наклонном режиме. Прибор двухканальный. Интерфейс простой. Цена – 20 тысяч рублей.

Как и предыдущая модель, обладает широкой полосой пропускания – 100 МГц. На старте, частота дискретизации составляет 1 Гц. Главная особенность модели – встроенный входной импеданс. Прибор двухканальный, объем памяти 1 Мб.

Высокая чувствительность по вертикали, можно запускать по видео и фронту. Может выполнять все математические функции. Данные по измерению прибор позволяет получать автоматически. Модель довольно компактная и легкопереносимая.

Цена осциллографа -около 18 тысяч рублей.

Главное их преимущество – удобный интерфейс и многофункциональность. По сравнению с предыдущими приборами – полоса пропускания неширокая – около 60 МГц. Стандартный объем памяти (32 000 точек). Прибор поддерживает СР – команды, разрешение экрана – 480 на 234 пикселей. Шестиразрядный аппаратный частотомер.

USB осциллограф обзор лучших моделей

В этой категории лучшими станут Hantek, Instrustar, SainSmart. Это лучшие бюджетные варианты. Подходят для ремонта телевизоров и ноутбуков.

Основываясь на данные характеристики, выбрать нужный осциллограф будет легко.

Аналоговые осциллографы
Скорее всего, если решите брать аналоговый - вопросов, где его достать у вас не возникнет - их всегда продают на любых барахолках, а часто и отдают просто так (разницы особой нет - их продают то по цене, редко превышающей 1000 рублей). Но в этом случае вы получаете бывший в эксплуатации прибор, как правило, со сроком службы отнюдь не в пять месяцев :) естественно, со всеми вытекающими из этого недостатками. Б/у осциллографы могут обладать целым спектром недостатков, начиная от отсутствия ручек, и заканчивая неполадками по части питания (высоковольтные трансформаторы – вообще песня). Если вы все же решили взять с рук, нелишним будет еще перед покупкой протестировать его на любом генераторе, желательно - с частотой, близкой к полосе пропускания (ну как, близкой - меандр вы на полосе пропускания не увидите, так что, либо синусоида, либо меандр на частоте раз в семь меньше полосы пропускания). Что использовать в качестве генератора - решать вам. Идеальный вариант - калибратор осциллографов, но можете и на мк собрать, и на логике.

Вообще, аналоговые осциллографы производятся и сейчас, но в магазинах я их не особо вижу. Наиболее часто упоминаемый как раз вот этот. Оригинальное китайское название – MPC CQ5010.
Еще один вариант - купить в очень хорошем состоянии с e-bay, там много чего продают :) Например по такому запросу, можно найти множество аналоговых осциллографов, преимущественно тектрониксов, с ценами от 70-100 зеленых рублей, что не может не радовать :)

Цифровые
Цифровые осциллографы существует в двух вариантах - подключаемые к компу (в этом случае аппаратная часть только записывает сигнал, и отсылает на комп, где ПО и занимается обработкой, и отображением сигнала), и имеющие свой экран. Плюсы первого - дешевле (хотя это тоже сомнительно, некоторые могут стоить и больше 50 тысяч), и некоторая экономия места. Плюсы второго варианта - цены адекватные характеристикам, и полная автономность, возможность работы без сети (хотя если к первому варианту добавить нетбук с емкой батареей, еще неизвестно что лучше). Отдельная подкатегория - "графические мультиметры", преимущественно китайские. Вообще, все тоже самое, но чуть дороже (из расчета частота дискретизации/цена), зато выполнены в формате мультиметра. Судя по отзывам - очень удобно в походных условиях, если работать приходится часто.

В общем, так как основная сфера деятельности – МК, и цифровая техника, то и осцилл нужен такой же – цифровой. Только вот какой? Вариантов – масса, для себя я их разделил примерно на 4 категории(по цене). Сразу скажу – это только мое мнение, и привязанное к моей ценовой политике. Нормальные люди на инструменте не экономят, и берут что-нибудь из 4 пункта как минимум. Но то нормальные ;-)

Выбор второй: полоса пропускания и частота дискретизации, или для чего будем его использовать?
Полоса пропускания - это частота самой большой гармоники в сигнале, которую может верно отобразить осциллограф. А частота дискретизации - это с какой частотой осциллограф записывает сигнал (они также может называться частота сэмплирования, и измеряться в мегасэмплах/сек, но суть таже, только в одном случае указывается частота выборок, а во втором - сколько раз в секунду он эти самые выборки делает).

При выборе осциллографа одинаково важны обе характеристики, а оценивать следует по худшей. Соотношение полоса пропускания/частота дискретизации может быть разным, и зависит от формы сигнала. Например, в случае синусоидального сигнала, нам необходимо как минимум 6 точек, а лучше - больше, 10 например. Значит точно таким же должно и соотношение.

Что такое децимация и интерполяция?
А если в осциллографе есть такая полезная функция как интерполяция (чаще всего sin(x)/x, но могут быть и другие), то соотношение может и уменьшиться до 3-4, и форма сигнала будет показана, тем не менее, правильно. Смысл в том, чтоб по имеющимся всего нескольким точкам кривой, достроить остальные участки этой кривой, да так, что когда мы получим в будущем (в следующем сэмпле) еще несколько точек такой же кривой, они бы легли точно (погрешность определяется количеством точек, изменением сигнала, и положением этих точек в сигнале) на интерполированные (восстановленные) участки сигнала. Казалось бы, что такого в совпадении точек? Но интерполяция позволяет нам восстановить (а значит и увидеть) форму сигнала всего по нескольким точкам, что и позволяет уменьшить количество точек до нескольких на период.
Конечно, следует понимать, что это не панацея, и более чем форму сигнала, на частотах, близки к частоте дискретизации, с ней не увидишь, а искажения (высокочастотные помехи, короткие всплески) будут показываться лишь в виде небольшого колебания картинки.
А децимация – это в какой то мере обратная функция, используется, когда точек пришло больше, чем помещается на экране. На аналоге мы в этом случае видим размазанную колбасу на весь экран, а вот цифровой с этой функцией позволяет даже что-то увидеть :)

Но это все лирика, а вот дать совет по выбору осциллографа, "чтоб дешевле, и получше" очень трудно, особенно если при этом не знаешь реальных задач. Если осцилл нужен для настройки УНЧ и вообще, звука - то 5 Мгц (а скорее всего и одного), аналогового вам хватит за глаза. Для ремонта и настройки телевизоров уже желателен 5-10 мегагерцовый осциллограф. Для микроконтроллеров этот выбор сложен, все зависит от опыта и скилла :D Большинство интерфейсов работает на низких частотах (до мегагерца), и для их наблюдения хватит любого аналогового. А с другой стороны - тут особенно важен запуск по различным условиям, и возможность "остановки" картинки - то, что имеется практически у каждого цифрового осциллографа.

Выбор третий: конкретная модель, или выставка приборов
А для удобства обзора, я разделил все проекты и предложения осциллограф на три категории:

Самодельные:
1)Осциллограф на звуковой карте – 1 канал, 20 Кгц
Нужен комп со звуковой картой (лучше внешней), и провод. Частота дискретизации – 20 Кгц, но не от нуля – низкие частоты режутся, как и программно (в драйвере), так и при обработке звуковыми ацп. Внешняя карта лучше тем, что у нее можно закоротить конденсаторы на входе.(можно и постоянную составляющую получить) Зато разрядность высокая (от 8 до 24 бит)
Из софта – например, VIRTINS Multi-Instrument(удобнейшая программа, правда, я больше пользуюсь версией для кпк – там генератор сигналов клевый).
Ссылки - описание, и примеры програм. А вот тут его даже продают, диск с надписью маркером порадовал

2)АПЦ+LPT - 1 канал, 250 Кгц
Цена уже немного выше, но мы то знаем, где найти микросхемы на халяву ;-) Зато частота дискретизации уже 250Кгц
Оригинальная статья и опыт сборки

3)USBee собственной сборки – 1 канал(8 каналов логического анализатора), 12Мгц
Частота – 12Мгц, цена – около 600 рублей. Отличный логический анализатор получаете в нагрузку. Сборка, правда, сложновата, но есть вариант с покупкой готовых плат. Вот и тема на казусе. А если не заморачиваться – можно купить. Я про него уже писал

4)NeilScope - 1 или 2 канала, 50 или 66 Мгц
Версия 1и версия 2
Цена – зависит от доступности микросхем, там микруха силабсовская, и несколько АЦП. Обладает завидными характеристиками – 50Мгц для первой версии, и 132 Мгц (66 Мгц на два канала) для второй. В настоящее время, работа над проектом ведется. А вот тут есть опыт сборки первой версии -

5) Четырёхканальная осциллографическая приставка к ПК
Завидные характеристики(200Мгц для 2 или 100Мгц для 4 каналов). Цена сборки – 3-4 тысячи. Автор отмечает сложную наладку. Наверное, больше в домашних условиях получить и не удастся.

Подключаемые к компу:
1) Oscill – 32 Мгц, 1 канал, USB/UART(для подключения к КПК, ПО в разработке), развязка, ПО для винды, но прекрасно работает и в линуксе. Короче вкусняшка, и это в сочетании с ценой в 2300 (. ) вечнодеревянных делает его лидером по соотношению цена/характеристики. Еще обзор

4)PR-SCOPE-1M – Юмор, 1 Мгц, USB, но про развязку ни слова. В системах – линукс (возможно джава или нет/моно?). На фото изображен в руке, с длинными розовыми ногтями, что символизирует. 5 500, при такой цене - игрушка.

5)МоторТестер, 400Кгц, но зато 8 каналов! Cтоит 6000.

6)USB-Osc1(официальное название), 1 канал, 5 Мгц, гальваноразвязка, 4400. При меньших характеристиках – стоит дороже чем первый, смысл?

7) PV6501 – Частота 100 Мгц, генератор и частотомер, вход внешней синхронизации и развязка. В системах - поддержка Linux. 9 600 рублей.

8) АКИП-4106 – Частота (для разных версий) в 50 и 100 Мгц, USB, насчет развязки – хз. Неплохой, но при цене в 8 тысяч, за 50 Мгц и в 14000 за 100 Мгц, дороговато. Зато корпус красивый :)
Хотя, мне тут подсказали, что это перемаркированный PicoScope, тысячи их

9) DSO-2090 – 100 Мгц, USB, 2 канала, внешняя синхронизация.
Недостатки - низкое входное напряжение, и нет гальванической развязки.
Стоит всего 7500. Ну, или 5500 вот тут

3) OWON PDS 5022-S 100Мгц, от 15 до 20 тысяч.

4) HDS-2602 Карманное исполнение, 250Мгц

Вот такие дела творятся на рынке осциллографов. Конечно, данный обзор не претендует на полноту, но это те варианты, которые доступны по цене начинающим электронщикам, у которых нет лишних 40-50 тысяч на осциллограф :) Если бы мне нужен был осциллограф – я бы сначала собрал на lpt, потом (по мере роста запросов) взял бы oscill. Если нужны были бы частоты побольше – то китайский DSO-2090. Для походов - DSO-1060. А про Ригол, думаю, напоминать смысла нет, отличный осцилл с отличной ценой :)
Ну и само-собой, все вышеперечисленные приборы, возможно заказать через меня.

UPD:
Добавлено shura_86 :
Добавляю еще USB осциллографы
Приходилось поработать на USB осциллографах DSO-2250 и АСК-3102 и что я могу на это сказать:
1. АСК-3102 - 2канала,100МГц (fдискр), 10ГГц(стробоскоп), интерполятор, анализатор спектра,128К на канал, самописец, цифровая фильтрация, госреестр - стоимость 13924р (есть еще похожий АСК-3002, цена 11800 тут вроде дешевле всего)- впечатления довольно положительные, по отношению к DSO, да и отечественная разработка. Скажу, что в ПО большой набор математических функций, удобных для работы.вот гальваноразвязки нет.
2. DSO-2250 - 2 канала, 250МГц(Fдискр 1 канала)и 125 МГЦ(при работе 2-х каналов), память 512К - работает в исключительных случаях, обычно только 10К, самописца нет, гальваноразвязки нет,ПО не русскоязычное и по функциональности уступает АСК. Не в госреестре. Маде ин Чина. Если кто хочет, могу выложить фотки платы - пайка не хороша. стоимость 13,320 здесь

Читайте также: