چرا به اسیلوسکوپ نیاز داریم؟ اسیلوسکوپ چه قابلیت ها و توانایی هایی دارد؟

چرا به اسیلوسکوپ نیاز داریم؟ اسیلوسکوپ چه قابلیت ها و توانایی هایی دارد؟

در دنیای تعمیرات و الکترونیک، ابزارهای اندازه‌گیری متعددی وجود دارند که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. مولتی‌مترها ابزارهای بسیار مفیدی برای سنجش مقادیر پایدار مانند ولتاژ DC، جریان، مقاومت و پیوستگی مدار هستند.

اما زمانی که صحبت از مهم بودن شکل موج و نیز سیگنال‌های متغیر و دینامیک در مدارهای الکترونیکی می‌شود، مولتی‌مترها به تنهایی کافی نیستند. اینجاست که یک «چشم مورد اعتماد» به نام اسیلوسکوپ وارد میدان می‌شود و تصویری کامل از رفتار سیگنال‌ها به ما ارائه می‌دهد.

.

چه اطلاعاتی اسیلوسکوپ ارائه می‌دهد که مولتی‌متر نمی‌دهد؟

تفاوت اصلی در نحوه نمایش اطلاعات است. مولتی‌متر یک عدد یا مقدار واحد را در یک لحظه خاص نشان می‌دهد، در حالی که اسیلوسکوپ شکل موج سیگنال را در طول زمان به صورت گرافیکی نمایش می‌دهد. این به معنای توانایی دیدن موارد زیر است:

.

شکل سیگنال: آیا سیگنال سینوسی، مربعی، مثلثی یا دارای اعوجاج (Distortion) است؟

   فرکانس و دوره تناوب: اسیلوسکوپ به راحتی فرکانس و زمان لازم برای کامل شدن یک سیکل سیگنال را نشان می‌دهد.

   دامنه (Amplitude): حداکثر و حداقل مقدار ولتاژ سیگنال در طول زمان.

تغییرات سریع: مشاهده نویز (Noise)، پالس‌های کوتاه، یا تغییرات ناگهانی در سیگنال که مولتی‌متر قادر به تشخیص آن‌ها نیست.

همزمانی سیگنال‌ها: با استفاده از چند کانال، می‌توانید سیگنال‌های مختلف در نقاط مختلف مدار را همزمان مشاهده و مقایسه کنید.

.

در یک اسیلوسکوپ‌ 2 کاناله چه اندازه‌گیری‌هایی رایج است؟

این اسیلوسکوپ‌ها پایه‌ای‌ترین و در عین حال ضروری‌ترین قابلیت‌ها را برای بسیاری از کارهای تعمیراتی ارائه می‌دهند:

1. اندازه‌گیری‌های ولتاژ:

       Vpp (Volts Peak-to-Peak): اختلاف بین بالاترین و پایین‌ترین مقدار ولتاژ در یک سیکل.

       Vmax (Maximum Voltage): بالاترین مقدار ولتاژ ثبت شده.

       Vmin (Minimum Voltage): پایین‌ترین مقدار ولتاژ ثبت شده.

       Vavg (Average Voltage): میانگین ولتاژ در طول زمان.

       Vrms (Root Mean Square Voltage): مقدار مؤثر ولتاژ، (که برای سیگنال‌های سینوسی با ولتاژ DC برابر است).

.

2. اندازه‌گیری‌های زمان:

       Period (دوره تناوب): زمانی که طول می‌کشد تا یک سیکل کامل سیگنال تکرار شود.

       Frequency (فرکانس): تعداد سیکل‌های سیگنال در یک ثانیه (معکوس دوره تناوب).

       Rise Time (زمان صعود): زمانی که طول می‌کشد تا سیگنال از 10% به 90% مقدار حداکثر خود برسد (مهم برای سیگنال‌های دیجیتال).

       Fall Time (زمان نزول): زمانی که طول می‌کشد تا سیگنال از 90% به 10% مقدار حداکثر خود برسد.

       Pulse Width (عرض پالس): مدت زمانی که سیگنال در وضعیت “بالا” (High) باقی می‌ماند.

3. اندازه‌گیری‌های فاز (Phase Measurement):

– اختلاف فاز: با استفاده از یک اسکوپ دو کانال، می‌توانید اختلاف فاز بین دو سیگنال را اندازه‌گیری کنید. این قابلیت در تحلیل مدارهای صوتی، تصویری و سیستم‌های کنترلی بسیار حیاتی است.

.

قابلیت‌های پیشرفته‌تر در اسیلوسکوپ‌های چند کاناله و دارای قابلیت Mathematics:

اسیلوسکوپ‌های پیشرفته‌تر، قابلیت‌های بسیار بیشتری را برای تحلیل عمیق‌تر سیگنال‌ها فراهم می‌کنند.

.

1. مزیت چند کاناله بودن :

این امر برای درک تعاملات پیچیده در بردهای الکترونیکی (مانند ارتباط بین میکروکنترلرها و سنسورها) ضروری است.

.

2. قابلیت Mathematics (عملیات ریاضی روی سیگنال‌ها):

این قابلیت به شما امکان می‌دهد عملیات ریاضی مختلف را مستقیماً روی سیگنال‌های دریافتی از کانال‌ها انجام دهید و نتیجه را به صورت یک سیگنال جدید مشاهده کنید.

(نگران نباشید! امروزه تقریبا تمام اسیلوسکوپهای رومیزی 2 کاناله و بالاتر، قابلیتهای اعمال ریاضی بین سیگنالهای کانال ها را دارند. کافیست دفترچه راهنمای PDF آنها را قبل از خرید، مطالعه کنید و مطلع شوید.)

       جمع و تفریق (Add/Subtract): برای یافتن اختلاف یا مجموع دو سیگنال. مثلاً، اختلاف ولتاژ بین دو نقطه یا مجموع سیگنال‌های ورودی و خروجی.

       ضرب (Multiply): برای تحلیل توان لحظه‌ای یا مشاهده اثرات مدولاسیون.

       تقسیم (Divide): برای محاسبه نسبت سیگنال‌ها، مانند محاسبه بهره (Gain) یک تقویت‌کننده.

فیلتر کردن (Filtering): امکان اعمال فیلترهای پایین‌گذر (Low-pass)، بالاگذر (High-pass)، میان‌گذر (Band-pass) و حذف‌کننده نویز (Notch) بر روی سیگنال‌ها برای جداسازی فرکانس‌های خاص.

.

3. توابع اندازه‌گیری خودکار پیشرفته:

علاوه بر موارد بالا، اسیلوسکوپ‌های پیشرفته‌تر می‌توانند صدها نوع اندازه‌گیری خودکار را انجام دهند، از جمله:

اندازه‌گیری هیستوگرام (Histogram): برای تحلیل توزیع دامنه سیگنال و شناسایی نویز.

تحلیل FFT (Fast Fourier Transform): تبدیل سیگنال از حوزه زمان به حوزه فرکانس، که برای شناسایی نویزهای ناخواسته و هارمونیک‌ها بسیار قدرتمند است.

تحلیل پالس (Pulse Parameter Analysis): اندازه‌گیری دقیق‌تر پارامترهایی مانند Overshoot، Undershoot، Ringing و Jitter.

تحلیل گذرگاه‌های سریال (Serial Bus Analysis): دکد کردن پروتکل‌های ارتباطی مانند I2C، SPI، UART، USB و CAN که در دستگاه‌های مدرن بسیار رایج هستند.

(این موارد را هم میتوانید داخل دفترچه راهنمای کاغذی یا PDF هر دستگاه ملاحظه کنید)

4. قابلیت ذخیره‌سازی و انتقال داده:

امکان ذخیره شکل موج‌ها، تنظیمات و حتی اسکرین‌شات‌ها در حافظه داخلی دستگاه یا انتقال آن‌ها به کامپیوتر از طریق USB یا شبکه برای تحلیل‌های بعدی و تهیه گزارش.

چرا این قابلیت «ذخیره‌سازی» و «انتقال داده» برای شما مهم هستند؟

سرعت و دقت در عیب‌یابی: دیگر نیازی به حدس و گمان نیست. با دیدن شکل موج و استفاده از اندازه‌گیری‌های خودکار، عیب اصلی مدار سریع‌تر پیدا می‌شود.

درک عمیق‌تر مدار: با قابلیت‌های ریاضی و FFT، می‌توانید رفتار سیگنال‌ها را در سطوح عمیق‌تری تحلیل کنید.

کارایی در پروژه‌های پیچیده: برای تعمیر دستگاه‌های مدرن که از پروتکل‌های ارتباطی پیچیده استفاده می‌کنند، اسیلوسکوپ‌های پیشرفته‌تر ابزاری ضروری هستند.

.

در نهایت، انتخاب یک اسیلوسکوپ به نیازهای تخصصی شما بستگی دارد. اما درک این تفاوت‌ها به شما کمک می‌کند تا ابزاری را انتخاب کنید که بهترین کارایی را برای شما داشته باشد و فرآیند تعمیرات را لذت‌بخش‌تر و حرفه‌ای‌تر کند.

.

همچنین اینجا در مورد اسیلوسکوپهای سوپرفسفر مطالعه کنید.

یا اینجا اسیلوسکوپهای رومیزی رایج برای تعمیرات را ببینید.

.