بلاگ
راهنمای جامع استفاده از اسیلوسکوپ 2025
اسیلوسکوپ ابزاری آزمایشگاهی است که برای مشاهده و تحلیل سیگنال‌های الکتریکی به کار می‌رود. این دستگاه در حوزه‌های آموزشی، تعمیرات، طراحی سیستم‌های الکترونیکی و صنعتی استفاده می‌شود. دانشجویان، تعمیرکاران و مهندسان از اسیلوسکوپ برای یادگیری مفاهیم، عیب‌یابی مدارها و تست تجهیزات پیچیده بهره می‌برند. همچنین در صنایع مخابرات، تجهیزات پزشکی و نظامی، اسیلوسکوپ‌ها ابزاری ضروری برای تحلیل سیگنال‌ها هستند. پیش از این در مقاله راهنمای جامع انواع اسیلوسکوپ و کاربرد آن با انواع اسیلوسکوپ و کاربردهای آن در صنایع مختلف آشنا شدید. امروز قصد داریم در این مقاله آموزش استفاده از اسیلوسکوپ را بررسی کنیم. با ما همراه باشید.
آموزش کار با اسیلوسکوپ
برای مهندسان حوزه الکترونیک اسیلوسکوپ‌ها مانند یک چشم عمل می‌کنند. این ابزارها نه تنها شکل موج هایی الکتریکی را به کاربر نشان می‌دهند، بلکه طیف وسیعی از قابلیت های اندازه گیری و تجزیه و تحلیل را نیز ارائه می‌دهند. تصور کنید در حال یک آزمایش پیچیده و یا تعمیر یک دستگاه بسیار حساس هستید. با روشن کردن دستگاه یا قطعه مورد نظر به جای عملکرد روان، با یک رفتار نامنظمی در امواج الکتریکی مواجه می‌شوید. راه حل چیست؟ استفاده از مولتی مترها و دستگاه‌های لاجیک آنالایزر ممکن است مشکل را حل نکند و شما چاره‌ای ندارید جز اینکه از یک اسیلوسکوپ استفاده کنید. اسیلوسکوپ به عنوان یک ابزار چند منظوره عمل می‌کند و می‌تواند نیاز پروژه‌های پیچیده مهندسی را برآورده کند. بیش از اینکه با طرز کار انواع اسیلوسکوپ آشنا شویم، اجزای داخلی اسیلوسکوپ را بررسی کرده و به شرح کار هر کدام از آن‌ها می‌پردازیم.
اجزای دستگاه اسیلوسکوپ
یک اسیلوسکوپ از اجزای مختلفی تشکیل شده و هر کدام از این اجزا عملکرد منحصر به فردی را برای ارائه آن نمای پیچیده سیگنال‌های الکتریکی انجام می‌دهند. درک نحوه عملکرد هر بخش به شما کمک می‌کند تا از این ابزار به طور صحیح استفاده کنید.
صفحه نمایش اسیلوسکوپ
صفحه نمایش شکل، فرکانس و سایر ویژگی های سیگنال را به شما نشان می‌دهد و در واقع همان خروجی دستگاه است. در اسیلوسکوپ آنالوگ، نمایشگر CRT از پرتوهای الکترونی برای ترسیم شکل موج روی صفحه فسفری استفاده می‌کند. در مقابل، اسیلوسکوپ دیجیتال دارای نمایشگرهای LCD یا LED مدرن هستند و وضوح بالاتری دارند. برخی از این مدلها ویژگی‌هایی مانند کدگذاری رنگ، حاشیه‌نویسی و حتی کنترل لمسی را نیز ارائه می‌دهند.
کنترل موقعیت عمودی اسیلوسکوپ
قسمت عمودی در اسیلوسکوپ به شما قابلیت بزرگنمایی و کوچک کردن دامنه سیگنال را داده و امکان بررسی دقیق آن را فراهم می‌کند. با تنظیم ولت در هر تقسیم (volts/div) می‌توانید تغییرات ظریف یا قابل توجهی در نمایش عمودی شکل موج ایجاد کنید. این توانایی برای کارهایی مانند تأیید سطوح دامنه، تشخیص بیش از حد یا اندازه‌گیری ولتاژ بین هر دو نقطه در شکل موج بسیار مهم است.
کنترل موقعیت افقی در اسیلوسکوپ
با استفاده از این بخش می‌توانید جنبه‌های زمانی سیگنال خود را دقیق بررسی کنید. با تغییر میزان time/div شکل موج به صورت افقی کشیده یا فشرده خواهد شد. با استفاده از این قابلیت می‌توانید بخش‌های خاصی از سیگنال مورد نظر را با دقت بیشتری بررسی کنید. این آپشن برای مشاهده زمان بندی رویدادها در یک توالی سیگنال یا درک محتوای فرکانس اهمیت بالایی دارد.
تریگر اسیلوسکوپ
اینکه دستگاه چه زمانی و چگونه داده‌ها را ضبط کند وابسته به تریگر اسیلوسکوپ است. در مدلهای آنالوگ زمانی که سیگنال از یک سطح ولتاژ مشخص عبور کند، تریگر آن را ثبت می‌کند. در انواع دیجیتال اسیلوسکوپ اما کنترل بیشتری وجود دارد. برخی از عملیات تریگر در انواع اسیلوسکوپ دیجیتال به شرح زیر است:
Edge triggering در اسیلوسکوپ دیجیتال
وقتی که سیگنال از سطح ولتاژ خاصی عبور کرد، ضبط موج آغاز می‌شود. این قابلیت مشابه دستگاه‌های آنالوگ است، اما اینجا کنترل بیشتری وجود دارد.
پالس تریگر اسیلوسکوپ
با استفاده از این ویژگی می‌توانید اسیلوسکوپ را بر اساس مدت زمان یک پالس تحریک کنید. این ویژگی برای شناسایی و ثبت ناهنجاری‌ها و افت‌های ناگهانی سیگنال بسیار مفید است.
نحوه استفاده از Runt trigger
رانت تریگر یکی از حالت‌های پیشرفته تریگر در اسیلوسکوپ است که برای شناسایی پالس‌هایی استفاده می‌شود که به طور کامل به آستانه ولتاژ تعریف‌شده نمی‌رسند. این پالس‌های ناقص معمولاً به دلیل مشکلات در طراحی مدار، نویز، یا خطاهای سیگنال ایجاد می‌شوند. رانت تریگر به کاربران کمک می‌کند تا این پالس‌های غیرطبیعی را به‌طور دقیق شناسایی و تحلیل کنند. این ویژگی برای عیب‌یابی در مدارهای دیجیتال، مخابرات، و سایر کاربردهای حساس بسیار ارزشمند است.
نحوه استفاده از Logic triggering
لاجیک تریگر در اسیلوسکوپ برای شناسایی الگوهای منطقی خاص در سیگنال‌های دیجیتال استفاده می‌شود. این تریگر بر اساس وضعیت‌های منطقی (مانند صفر و یک) و ترکیب آن‌ها در چندین کانال ورودی کار می‌کند. لاجیک تریگر برای تحلیل مدارهای دیجیتال، شناسایی ناهنجاری‌های منطقی و بررسی پروتکل‌های ارتباطی بسیار مفید است. با استفاده از این ویژگی کاربران می‌توانند به‌طور دقیق مشکلات سیگنال‌های دیجیتال را پیدا کنند.
در ادامه روش کار با انواع مدلهای اسیلوسکوپ را با یکدیگر مرور خواهیم کرد.
آموزش کار با اسیلوسکوپ دیجیتال
کار با اسیلوسکوپ دیجیتال ممکن است در ابتدا پیچیده به نظر برسد، اما با کمی تمرین، می‌توانید به راحتی از آن استفاده کنید. در ادامه، یک راهنمای گام‌به‌گام برای آموزش استفاده از اسیلوسکوپ دیجیتال آورده شده است:
- اتصال پروب به کانال ورودی اسیلوسکوپ: ابتدا پروب را به یکی از کانال‌های ورودی اسیلوسکوپ متصل کنید. مطمئن شوید که پروب به درستی کالیبره شده است.
- اتصال پروب به سیگنال مورد نظر: سر دیگر پروب را به نقطه‌ای از مدار که قصد تحلیل سیگنال آن را دارید، متصل کنید. مطمئن شوید که اتصال ارت GND برقرار است.
- تنظیم مقیاس‌های عمودی و افقی: با استفاده از تنظیمات ولتاژ (محور عمودی) و زمان (محور افقی) شکل موج را به‌درستی روی نمایشگر قرار دهید تا قابل مشاهده باشد.
- تنظیم تریگر: از تنظیمات تریگر برای تثبیت و قفل کردن شکل موج روی صفحه استفاده کنید. این کار به شما امکان می‌دهد سیگنال را به وضوح مشاهده و تحلیل کنید.
- تفسیر شکل موج: با دقت به سیگنال نگاه کنید و پارامترهایی مانند دامنه، فرکانس، و تغییرات موج را بررسی کنید.
- تحلیل مشکلات: با استفاده از اطلاعات به‌دست‌آمده از سیگنال، مشکلات مدار را شناسایی کنید.
- اعمال تغییرات در مدار: با توجه به تحلیل انجام‌شده، تغییرات لازم را در مدار پیاده‌سازی کنید.
با رعایت این مراحل و تمرین مستمر، به راحتی می‌توانید از اسیلوسکوپ دیجیتال برای پروژه‌های حرفه‌ای و آموزشی خود استفاده کنید.
آموزش اسیلوسکوپ در پروتئوس
اسیلوسکوپ مجازی در نرم‌افزار پروتئوس یکی از ابزارهای کاربردی برای شبیه‌سازی و تحلیل سیگنال‌ها در مدارهای الکترونیکی است. در این قسمت از مقاله، مراحل استفاده از اسیلوسکوپ در پروتئوس برای بررسی خروجی یک مدار طراحی‌شده (مانند تولید موج سینوسی خالص) به‌صورت گام‌به‌گام شرح داده شده است.
طراحی مدار اولیه
در مرحله اول باید مداری را طراحی کنید که می‌خواهید آن را تحلیل کنید. برای مثال یک مدار مبدل موج سینوسی که سیگنال DC را به AC تبدیل می‌کند را طراحی کنید. اجزای مدار را از پایگاه داده پروتئوس انتخاب کرده و طبق دیاگرام مدار در محیط نرم‌افزار قرار دهید. مطمئن شوید تمامی اتصالات به‌درستی برقرار شده‌اند.
افزودن اسیلوسکوپ به مدار
از حالت Virtual Instruments در پروتئوس، گزینه اسیلوسکوپ را انتخاب کنید. اسیلوسکوپ دارای چهار ورودی (پروب) است که می‌توانید برای مشاهده و مقایسه چهار سیگنال مختلف استفاده کنید. اسیلوسکوپ را به نواحی موردنظر مدار متصل کنید. به‌عنوان مثال، برای بررسی خروجی موج سینوسی، پروب‌ها را به نقاط خروجی مدار و بار (مانند لامپ یا مقاومت) متصل کنید.
پیکربندی و تنظیم اسیلوسکوپ
- پس از اتصال اسیلوسکوپ، مقیاس‌های زمان و ولتاژ را تنظیم کنید تا سیگنال خروجی به‌درستی روی نمایشگر نمایش داده شود.
- از گزینه‌های تنظیم داخلی اسیلوسکوپ استفاده کنید تا سیگنال‌ها در کانال‌های مختلف قابل مشاهده باشند.
اجرای شبیه‌سازی و مشاهده نتایج
- شبیه‌سازی را اجرا کنید (Run/Play)
- با دوبار کلیک روی اسیلوسکوپ، پنجره‌ای باز می‌شود که شکل موج سیگنال‌ها را در کانال‌های مختلف نمایش می‌دهد.
- سیگنال خروجی را تحلیل کنید. برای مثال، بررسی کنید آیا خروجی مدار یک موج سینوسی کامل هست یا نیست؟
تحلیل و اصلاح مدار
با مشاهده و تحلیل شکل موج‌ها، می‌توانید مشکلات مدار را شناسایی کرده و تغییرات لازم را اعمال کنید. این ابزار به شما امکان می‌دهد تا بدون نیاز به تجهیزات واقعی، آزمایش‌های مختلف را انجام دهید. اسیلوسکوپ در پروتئوس ابزاری قدرتمند برای دانشجویان و مهندسان است که امکان شبیه‌سازی و تحلیل سیگنال‌ها را به‌صورت دقیق و حرفه‌ای فراهم می‌کند.
آموزش کار با کارت اسیلوسکوپ هانتک
کارت اسیلوسکوپ هانتک (Hantek) یکی از محصولات معروف این شرکت است که در مدلهای مختلفی عرضه می‌شود. این ابزار به‌طور مستقیم به کامپیوتر متصل شده و برای تحلیل سیگنال‌های الکتریکی کاربرد دارد. اسیلوسکوپ کارت هانتک به دلیل اندازه کوچک و قابلیت حمل آسان در میان مهندسان، تکنسین‌ها و دانشجویان طرفداران زیادی دارد. در ادامه مراحل کار با اسیلوسکوپ کارت هانتک آورده شده است:
نصب نرم‌افزار کارت اسیلوسکوپ
ابتدا نرم‌افزار اختصاصی کارت اسیلوسکوپ هانتک را از وب‌سایت رسمی آن دانلود و نصب کنید. این نرم‌افزار برای شناسایی و استفاده از کارت ضروری است.
اتصال اسیلوسکوپ به کامپیوتر
کارت اسیلوسکوپ را از طریق کابل USB به کامپیوتر متصل کنید. پس از اتصال، سیستم باید دستگاه را شناسایی کند. در ادامه اگر دستگاه شناسایی نشد، درایور مربوطه را نصب کنید.
تنظیمات اولیه اسیلوسکوپ
- پروب‌های کارت را به کانال‌های ورودی متصل کنید.
- سر دیگر پروب را به سیگنال مورد نظر در مدار وصل کنید.
- در نرم‌افزار، مقیاس ولتاژ و زمان را تنظیم کنید تا سیگنال به‌درستی نمایش داده شود.
مشاهده و تحلیل سیگنال اسیلوسکوپ
با اجرای نرم‌افزار، شکل موج سیگنال روی صفحه‌نمایش ظاهر می‌شود. از ابزارهای تحلیل نرم‌افزار برای اندازه‌گیری پارامترهایی مانند دامنه، فرکانس، و نویز استفاده کنید.
ذخیره داده اسیلوسکوپ کارت
یکی از قابلیت‌های ویژه کارت هانتک، امکان ذخیره و مقایسه داده‌هاست. سیگنال‌ها را ذخیره کنید تا برای تحلیل‌های بعدی یا مستندسازی از آن استفاده کنید. کارت اسیلوسکوپ هانتک ابزاری مقرون‌به‌صرفه و حرفه‌ای برای بررسی سیگنال‌هاست که با تنظیمات ساده و قابل‌حمل بودن، انتخابی ایده‌آل برای کاربردهای مختلف است.
مزایای کارت اسیلوسکوپ هانتک
- قابلیت حمل آسان: به دلیل طراحی جمع‌وجور، کارت اسیلوسکوپ هانتک به‌راحتی قابل حمل است.
- اتصال مستقیم به کامپیوتر: این کارت‌ها از طریق USB به سیستم متصل می‌شوند، که باعث راحتی در استفاده و تحلیل داده‌ها می‌شود.
- قیمت مناسب: کارتهای اسیلوسکوپ هانتک معمولاً نسبت به دستگاه‌های اسیلوسکوپ مستقل از قیمت کمتری برخوردارند.
- کاربرد چندگانه: این دستگاه‌ها برای طیف وسیعی از کاربران از جمله مهندسان، تعمیرکاران و دانشجویان مناسب است.
معایب اسیلوسکوپ کارت هانتک
- بسیاری از مدلهای اسیلوسکوپ کارت، فقط دو کانال دارند و این مساله ممکن است برای تحلیل سیگنال‌های پیچیده کافی نباشد.
- نیاز به داشتن کامپیوتر باعث می‌شود که استفاده از این دستگاه‌ها در محیط‌هایی که رایانه وجود ندارد با محدودیت مواجه شود.
- در آزمایش‌های دقیق و پیشرفته، اسیلوسکوپ‌های مستقل، عملکرد بهتری دارند.
پرسش‌های متداول
در این قسمت به تعدادی از سوالات رایج شما پاسخ خواهیم داد.
دستگاه اسیلوسکوپ چیست؟
دستگاه اسیلوسکوپ یک ابزار آزمایشگاهی در صنعت الکترونیک است که برای مشاهده و تحلیل سیگنال‌ها به‌صورت گرافیکی از آن استفاده می‌شود. این دستگاه قادر است تغییرات ولتاژ سیگنال‌های الکتریکی را در طول زمان نمایش دهد. با استفاده از این دستگاه کاربران می‌توانند ویژگی‌های مختلف سیگنال مانند دامنه، فرکانس، نویز و شکل موج را تحلیل کنند. اسیلوسکوپ‌ها در طراحی و عیب‌یابی مدارهای الکترونیکی، تست تجهیزات و تحلیل سیگنال‌های پیچیده در صنایع مختلف مانند مخابرات، پزشکی، خودرو و هوافضا کاربرد دارند.
اسیلوسکوپ دیجیتال چیست؟
اسیلوسکوپ دیجیتال همانند اسیلوسکوپ آنالوگ برای نمایش سیگنال‌های الکتریکی استفاده می‌شود، اما به‌جای نمایش مستقیم سیگنال روی لوله کاتدی، آن را به سیگنال دیجیتال تبدیل کرده و روی صفحه نمایش LCD یا LED به‌صورت گرافیکی نمایش می‌دهد. برخلاف اسیلوسکوپ‌های آنالوگ که محدود به نمایش لحظه‌ای سیگنال‌ها هستند، اسیلوسکوپ‌های دیجیتال می‌توانند سیگنال‌ها را ذخیره و تحلیل کنند.
چه اسیلوسکوپی بخرم؟
برای انتخاب اسیلوسکوپ مناسب، ابتدا نیاز خود را بررسی کنید. اگر به دنبال یک اسیلوسکوپ برای کارهای عمومی و آموزشی هستید، مدلهای دیجیتال با تعداد کانال‌های دو یا چهار و دامنه فرکانس متوسط (50 تا 100 مگاهرتز) مناسب خواهند بود. اگر به دنبال یک گزینه مقرون‌به‌صرفه هستید، اسیلوسکوپ‌های دستی همراه با مولتی‌متر که دارای پهنای باند متوسط هستند و قابلیت حمل آسان دارند، انتخاب خوبی خواهند بود. در بسیاری از مواقع کارتهای اسیلوسکوپ نیاز شما را بصورت جامع پوشش می‌دهند و گزینه مناسبی خواهند بود.
