در آزمایشگاه الکترونیک ابزارهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند که یکی از پر کاربردترین آنها اسیلوسکوپ نام دارد. کاربرد اصلی این دستگاه برای اندازهگیری و نمایش موج الکتریکی است. در این مقاله قصد داریم تا به توضیح بیشتر در خصوص اسیلوسکوپ و کاربرد اسیلوسکوپ بپردازیم. جهت کسب اطلاعات بیشتر در این خصوص تا پایان مقاله با ما همراه باشید.در گذشته به عنوان جایگزین اسیلوسکوپ بیشتر از دستگاه‌های اندازهگیری استفاده می‌شده است که بر اساس نیرو مکانیکی یا حرارتی سبب انحراف عقربه دستگاه می‌شدند. استفاده از این دستگاه‌های اندازهگیری یک ایراد بزرگ داشت و آن هم این بود که به دلایلی نظیر اصطحکاک و اینرسی این دستگاه‌ها نمی‌توانستند تغییرات سریع ولتاژ را نشان بدهند. به تدریج لامپ اشعه کاتدی اختراع شد. جهت آشنایی با مفهوم ولتاژ کلیک کنید.
پرتو کاتدی وزن بسیار ناچیزی داشت و این عامل درون لامپ اشعه کاتدی سبب شد تا امکان نشان دادن متغیر ولتاژ بر حسب مقیاس زمان فراهم گردد. به این ترتیب اسیلوسکوپ اولین دستگاهی بود که از این امکان بهر‌مند شد.
در پاسخ به این سؤال که اسیلوسکوپ چیست؟ می‌توان گفت از این دستگاه تحت عنوان نوسان نما نیز یاد می‌شود. کار اصلی دستگاه به این ترتیب شروع می‌شود که ولتاژ وردی را به صورت یک سیگنال که تابع متغیر با زمان هست، دریافت می‌کند. و سپس آن را در واحد زمان به نمایش می‌گذارد.
هدف از این فرایند این است که مشخصه‌های اصلی سیگنال مانند مقدار، فرکانس و شکل موج سیگنال مشخص شود. بیشتر افرادی که در زمینه برق و مهندسی برق فعالیت دارند، از این دستگاه استفاده می‌کنند.
به بیانی دیگر امکان ندارد که در طول روز با مدار الکتریکی یا مخابرات سر و کار داشته باشید و با این دستگاه آشناییت نداشته باشید.
کاربرد اندازهگیری این دستگاه آن را به یک دستگاه بسیار مفید و پرکاربرد تبدیل کرده است. به بیانی ساده کاربرد اسیلوسکوپ این است که سیگنال را بر روی یک صفحه دو بعدی نمایش می‌دهد.
کاربرد اسیلوسکوپ چیست؟
در ادامه پاسخ به این سؤال که اسیلوسکوپ چیست؟ بهتر است با کاربرد این دستگاه بیشتر آشنا شوید. بیشترین افرادی که از اسیلوسکوپ استفاده می‌کنند مهندسین برق هستند.
این افراد به منظور اندازهگیری پارامتر‌های الکتریکی از این دستگاه استفاده می‌کنند. با استفاده از آن مدار‌های خود را می‌آزمایند تا تائید یا عیب‌یابی شود.
بنابراین وظیفه اصلی که این دستگاه بر عهده دارد اندازهگیری شکل موج ولتاژ است. این امواج هم بر روی یک نمودار نمایش داده می‌شوند.
ویژگی‌های نمایش داده شده توسط این دستگاه عبارت است از: سیگنال ولتاژ، فرکانس سیگنال، دامنه سیگنال، دوره تناوب سیگنال، مقدار پیک تا پیک موج و مقدار مؤثر سیگنال. در ادامه به توضیح بیشتر در خصوص این موارد و گزارش کار اسیلوسکوپ می‌پردازیم.
سیگنال ولتاژ
برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص گزارش کار اسیلوسکوپ لازم است تا با مؤلفه‌های نمایش داده شد توسط آن بیشتر آشنا شوید. یکی از این موارد سیگنال ولتاژ است. در هر لحظه یک ولتاژ AC مقدار متفاوتی را به خود می‌گیرد و آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. در واقع سیگنال تابعی متغییر با زمان است. کاربرد اصلی دستگاه نمایش همین تغییرات سیگنال ولتاژ است که در ادامه به آن سیگنال گفته می‌شود.
فرکانس سیگنال
به تغییرات سیگنال در هر ثانیه فرکانس گفته می‌شود. فرکانس همان مؤلفه‌های تشکیل‌دهنده سیگنال الکتریکی هستند.
دامنه سیگنال
از دیگر مؤلفه‌های نشان داده شده، می‌توان به دامنه سیگنال اشاره کرد. به بیشترین مقداری که یک سیگنال در واحد زمان می‌تواند به خود بگیرد، دامنه سیگنال گفته می‌شود. جالب است بدانید یکی از رایج‌ترین روش‌های سنجش دامنه سیگنال استفاده از روش اندازهگیری ولتاژ با استفاده از اسیلوسکوپ است.
دوره تناوب سیگنال
به فاصله موجود بین دو ماکزیمم سیگنال یا همان دو قله سیگنال دوره تناوب گفته می‌شود. بهتر است بدانید که دوره تناوب سیگنال را می‌توان معکوس فرکانس دانست.
مقدار مؤثر سیگنال
از مؤلفه مقدار مؤثر سیگنال می‌توان به عنوان یک مفهوم مشابه میانگین یا مقدار متوسط یاد کرد. تفاوت موجود این است که حاصل جذر میانگین مربعات همان مقادیر سیگنال در هر لحظه هست. بنابراین یکی از کاربرد‌های اصلی که دستگاه دارد نمایش مقدار مؤثر سیگنال ولتاژ است، با استفاده از آن می‌توانید مقدار ولتاژ مستقیم و ولتاژ متناوب و نویز را اندازهگیری کرد.
مقدار پیک
به اختلاف موجود بین مقدار ماکزیمم و مینیمم در یک موج الکترونیکی مقدار پیک گفته می‌شود. به طور معمول این میزان دو برابر مقدار پیک یا ماکزیمم همان دامنه موج است.
نحوه کار با اسیلوسکوپ
مزایای استفاده از دستگاه در گرایش‌های الکترونیک و مخابرات سبب شده تا افراد زیادی از آن استفاده کنند. نکته مهم، آشنایی با نحوه کار با اسیلوسکوپ است.
اگر دانشجوی یا فارغ التحصیل از رشته‌هایی نظیر برق و الکترونیک هستید، حتماً می‌دانید که گزارش کار اسیلوسکوپ بسیار با اهمیت بوده و به همین دلیل انجام کامل محاسبات لازم توسط اشخاص یک بخش جدایی ناپذیر از گزارش‌های آزمایشگاهی این رشته‌ها بوده است.
در دستگاه‌های قدیمی صفحه نمایش یک صفحه مدرج بوده که جلوی یک پنل CRT یا به بیانی دیگر لامپ کاتدی قرار می‌گرفته است تا به این ترتیب بتواند با استفاده از مقیاس صحیح نمودار پارامتر‌هایی نظیر مقدار پیک یا فرکانس را به دست بیاورد.
به تدریج با پیشرفت فناوری اسیلوسکوپ‌ها نیز پیشرفت کردند و نحوه کار با اسیلوسکوپ نسل جدید بسیار ساده است.
زیرا محاسبتی که برای کار با دستگاه نیاز بوده، امروزه توسط خود دستگاه انجام می‌شود و این موضوع سبب آسان شدن روند کار با دستگاه شده است.
به آسان‌ترین روش اعداد مربوط به پارامتر‌های مد نظر شما بر روی صفحه نمایش مخصوص نشان داده می‌شود. جالب است بدانید اسیلوسکوپ‌های نسل جدید علاوه بر نمایش پارامتر‌های مورد نظر از امکانات دیگری هم برخوردار هستند که از آن جمله می‌توان به امکان نمایش همزمان چند سیگنال ورودی با رنگ‌های مختلف اشاره کرد.
تنظیم راحت مقیاس نمودار تنها با چند کلید و امکانات نمایشی دیگر همگی به راحت‌تر شدن اندازهگیری و محاسبات کمک کرده است. بنابراین آموزش کار با اسیلوسکوپ نسل جدید بسیار راحت و آسان است.
انواع اسیلوسکوپ
اسیلوسکوپ هم همانند دیگر دستگاه‌هایی که برای اندازهگیری مورد استفاده قرار میگیرند، دارای انواع مختلفی است. دو نوع کلی اسیلوسکوپ عبارت است از آنالوگ و دیجیتال.
در ادامه به توضیح بیشتر در خصوص انواع اسیلوسکوپ می‌پردازیم. جهت کسب اطلاعات بیشتر در این خصوص با ما همراه باشید.
اسیلوسکوپ آنالوگ
در این نوع، صفحه نمایش برای نشان دادن سیگنال از یک لامپ اشعه کاتدی و یک صفحه تشکیل شده است. این دستگاه صرفاً دارای قابلیت نمایش سیگنال‌ها در حوزه زمان می‌باشد.
در انواع آنالوگ علاوه بر نشان‌دهنده شکل موج ولتاژ‌ها مورد نظر می‌توانند پارامتر‌های فرکانس، مقدار قله تا قله و دوره تناوب سیگنال را نیز نشان بدهند.
این نوع آنالوگ را می‌توان یک رسم‌کننده بسیار سریع دانست. برای رسم در این دستگاه از یک قلم استفاده می‌شود، که قلم رسم‌کننده یک لکه نورانی می‌باشد.
این قلم در اثر برخورد یک باریکه الکترون بر روی صفحه فلوئورسنت بر جای می‌گذارد که در نهایت به رسم شکل مورد نظر منجر می‌شود.
باریکه الکترون لختی زیاد داشته و به این علت می‌توان این باریکه را برای دنبال کردن تغییرات لحظه‌ای استفاده کرد.
اساس کار این دستگاه بر پایه ولتاژ می‌باشد. ناگفته نماند که در این بین مبدل‌ها نقش زیادی داشته و به کمک مبدل‌ها می‌توان جریان الکتریکی و کمیت‌های مکانیکی و فیزیکی را به ولتاژ تبدیل کرد.
اسیلوسکوپ دیجیتال چیست؟
نوع دیگر از دستگاه‌های اندازهگیری اسیلوسکوپ، دستگاه اسیلوسکوپ دیجیتال نام دارند. در پاسخ به اینکه اسیلوسکوپ دیجیتال چیست؟ باید گفت این نوع از دستگاه برای نمایش اطلاعات دارای صفحه دیجیتال می‌باشد.
در مقایسه با انواع آنالوگ وزن کمتری داشته و دیجیتالی بودن آنها سبب شده تا پردازش تصویر و قابلیت‌های دیگری نیز داشته باشد.
از جمله این قابلیت‌هایی که در پاسخ به سؤال اسیلوسکوپ دیجیتال چیست؟ می‌توان گفت: قابلیت جمع کردن دو سیگنال با یکدیگر است.
به عنوان سخن پایانی باید گفت در این مقاله به توضیح بیشتر در خصوص اسیلوسکوپ و آموزش کار با اسیلوسکوپ پرداختیم.
علاوه بر این اطلاعات بیشتری در خصوص جایگزین اسیلوسکوپ نیز کسب کردید. در این خصوص بهتر است بدانید که از این دستگاه برای کاربرد‌های دیگری از جمله تعمیر گوشی و تعمیر خودرو نیز استفاده می‌شود، به صورت کلی با محصولات زیمنس متفاوت است.
جالب است بدانید رایج‌ترین علتی که سبب بروز خرابی در گوشی می‌شود، اختلال در شارژ شدن باتری، مشکل در اتصالات ورودی و قطعی صدا است.
به راحتی می‌توان با استفاده از انواع مولتی متر ، گوشی را عیب‌یابی کرد. تعمیرکاران تلفن همراه از اسیلوسکوپ به منظور برطرف کردن عیوب قطعات الکترونیکی استفاده می‌کنند.
برای تعمیر خودرو نیز می‌توان با استفاده از این ابزار سیگنال‌های ورودی و خروجی مدار را عیب‌یابی و سپس تعمیر کرد.