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什么时候是一个多米不够?介绍示波器

2017年9月19日通过kaitlyn franz,Digilent

在本文中,我们将讨论示波器是在电路上映射数据的时间密集过程的伟大解决方案时。

在本文中,我们将讨论示波器是在电路上映射数据的时间密集过程的伟大解决方案时。

熟悉数字万用表(dms)的人都知道,它们非常适合测量电路在特定时刻的电压。一旦我们电路中的信号开始随时间变化,这些数据就变得不那么有用了,看起来就像一堆快速变化的数字。大多数电子雷竞技最新app电路都不够简单,无法证明测量一个参考点是正确的。要么是信号随时间变化,要么是某些元件具有非线性特性,比如电容器。然而,如果您花时间将DMM读取的每个点记录在一个图形表中,您可以得到电路中正在发生的非常有用的想法,但在这个过程中会浪费很多时间。示波器提供了一个替代这个耗时的过程,为您绘制出这些数据。

作为示波器可能有用的一个例子,我们将通过表征RC电路(由电阻和电容组成的简单电路)。在最基本的意义上,电容器缓慢收集电荷,然后随着时间的推移缓慢放电。但从信号的角度来说,这意味着什么呢?让我们来看看!

我创建了一个基本的RC电路,包括下面的原理图,以便您可以参考其值:

我们将首先将示波器通道1的正极(橙色线)连接到第二个电阻(R2),波形发生器(黄色线)连接到第二个电阻(R2),接地(黑色线)连接到电阻和电容连接的另一个节点。你可以看到你的项目应该如下图所示:

确保您的设置与上面显示的设置匹配。时间基准10ms/div。上升沿100毫伏触发。示波器频道1开启,200mV/div。波形发生器设置为频率为9Hz,振幅为3Vpp的方波。

单击“运行”,您应该看到以下信号:

在电气工程术语中,信号的前半部分(具有绿色触发器),它是强制响应,下半部分是自然反应。更简单地,第一部分显示当您突然施加电压时电路的响应,即电容器的充电。第二部分显示当您移除该电压时电路的响应,即电容器的放电。测量放电或充电的快速和示波器可以轻松查看信号并采取这些类型的测量,这是有用的。

当然有很多方程和理论来控制电容器的充放电,但我不会深入讨论。如果你有兴趣了解更多,免费真实的模拟课程作业提供了有关该主题的大量信息。

触发注意事项

在完成了前面练习的电路之后,让我们花点时间来理解触发器。触发器定义了在开始获取之前要满足的条件。但这在实践中意味着什么呢?

你可能已经注意到,当我们启动并运行OpenScope时,标签为“Trigger”的部分有一个箭头自动选中的符号。让我们试着点击触发器设置中的“OFF”按钮来关闭触发器。现在你应该看到信号在窗口周围反射。点击箭头符号指向上方的按钮可以稳定信号。这演示了触发器的目的,即稳定您所关心的波形部分并快速分析信号。

现在我们将探讨触发器设置如何更改信号的视图。我们以前应该出现的设置,箭头符号指向上升和100mV。

您选择定义触发器在上升沿或下降沿上的符号。对于周期信号(例如,重复的信号,认为正弦波)将有多个点,其中信号交叉一定的值。这需要指定的触发信号上升或下降。您输入的值是信号将触发的值。您可以使用绿线可视化波形中的触发器(如下所示)。拖动此来回将允许您重新定位屏幕上的信号。

现在将侧边栏中的值改为5.2V。你会看到信号移动,所以触发器是信号的一部分,开始变平。你可能也注意到信号开始移动。这部分说明了选择触发器值的重要性。

首先,该值必须在信号内,否则它将永远不会触发。其次,应该在信号较为稳定的部分内,否则,噪声引起的微小电压变化会使触发点左右移动。这导致信号不稳定。

现在将值更改为500mV,然后使用指向箭头的符号(即,下降沿触发)。这将使触发器移动到下降沿,这也恰好是信号最稳定的部分。您应该看到信号稳定足以进行测量和丢弃光标以获得有价值的数据!

有关RC电路的更多信息:频域

在RC电路的第一个例子中,我们看了电路如何响应一个固定频率的方波输入。这有助于确定当我们打开和关闭电路的电源时会发生什么。但是如果我们想知道当我们在电路中输入不同频率的信号时会发生什么呢?

对于信号处理,构建可以过滤出某些频率或噪声的电路通常有助于。使用Bode Plot,我们可以确定频率信号将通过我们的电路和幅度。通过在同一图表上绘制所有响应,我们可以快速构建,测试和调整我们的电路。

让我们首先构建一个简单的RC电路,如下所示:

将波形发生器(黄色线)连接到电阻(R1),将示波器通道1(橙色线)连接到带有电阻和电容的节点。最后,连接地线(黑线)到电容器。设置应该如下图所示:

在单击绘图窗口右边缘的Quiggly线路之前,请确保波形Live中的示波器停止(请参阅下面的图像)。

这将打开BODE图,也称为振幅响应。检查设置是否与下面的图匹配,然后单击“运行”。

每个点代表通过电路的频率,并与输出相比较。点的“X”值是频率,“Y”值是输入振幅与输出振幅的比值,单位为dB。

该电路显示低通行为,因为较低频率的值接近0 dB,或比值为1。要了解更多关于波德图和它们的截止频率请查看真实的模拟课程

查找有关介绍电路的其他信息Digilent维基

了解更多关于电路从家里与OpenScope MZ,现在可在DigilentMouser.

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2的评论
  • B
    Beaman777. 2017年9月29日,

    写这篇文章的人根本不知道他们在说什么。他们的术语和表述是可怕的。我几乎听不懂他们的讨论。我不得不把一行读了五六遍,仍然不能理解他们想要表达的内容。如果我之前没有这样做,我就不可能理解他们拙劣地试图表达的意思。我已经做了35年的电气工程师,使用望远镜的时间要长得多。作者再也不应该写任何有关电子产品的文章了。雷竞技最新app这是浪费我的时间,对年轻球员来说也是浪费时间。如果他们试图从这篇文章中学习任何东西,很可能会对这个话题失去兴趣,这将会让新手感到沮丧。非常糟糕的事。

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  • G
    garyt4 2017年10月01日

    我会同意Beaman777。我一直是一个ee 47年,这篇文章是我遇到的最糟糕的之一。如果您想帮助文章,您可以首先重命名字幕“使用OpenScope”而不是“介绍示波器”。

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