اسیلوسکوپ ابزاری ضروری در حوزه الکترونیک بوده که به منظور نمایش گرافیکی سیگنال‌ ولتاژ الکتریکی نسبت به زمان استفاده می‌شود. این دستگاه به مهندسان امکان مشاهده شکل موج سیگنال‌ها را می‌دهد و در نتیجه آن‌ها می‌توانند با استفاده از آن پارامترهایی مانند فرکانس، دامنه و فاز را اندازه‌گیری کنند. انواع اسیلوسکوپ به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم‌بندی می‌شوند که هرکدام از آن‌ها مزایا و معایب خاصی دارند.

با استفاده از اسیلوسکوپ می‌توان مدارهای الکتریکی را عیب‌یابی کرد، به بررسی عملکرد دستگاه‌ها پرداخت و همچنین به مقایسه سیگنال‌های گوناگون با یکدیگر پرداخت. از این رو اسیلوسکوپ در صنایع مختلف نظیر خودروسازی، پزشکی، مهندسی و مخابرات کاربرد دارد و ابزاری همه منظوره جهت تعمیر و نگهداری دستگاه‌های الکترونیکی محسوب می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره مشخصات، روش کار و کاربردهای متنوع اسیلوسکوپ با ما همراه باشید.

پیشنهاد خرید

اسیلوسکوپ دیجیتال حافظه دار 50 مگاهرتز 4 کانال مدل GDS-1054B گودویل تایوان

خرید کنید

اسیلوسکوپ (Oscilloscope) چیست؟

اسیلوسکوپ یا نوسان‌نما یک ابزار آزمایشگاهی بوده که تغییرات ولتاژ یک سیگنال الکتریکی در طول زمان را به صورت گرافیکی نشان می‌دهد. در واقع این ابزار قابلیت نمایش شکل موج‌های متنوعی مانند سیگنال‌های متناوب (AC) با فرکانس‌های گسترده (از 1 هرتز تا چند مگاهرتز) و تغییرات ولتاژ در سیگنال‌های مستقیم (DC) را دارد. با استفاده از اسیلوسکوپ می‌توان فاکتورهای مهم یک سیگنال مانند عرض پالس، دامنه، دوره تناوب و فاصله زمانی دو رویداد در سیگنال را اندازه‌گیری کرد. با پیشرفت تکنولوژی، انواع اسیلوسکوپ با قابلیت‌های متنوع طراحی و تولید شده‌اند که پاسخگوی نیازهای گوناگون کاربران در زمینه الکترونیک باشند.

قسمت های تشکیل دهنده اسیلوسکوپ

اگرچه انواع اسیلوسکوپ با ویژگی‌های مختلف تولید شده‌اند، اما اجزای تشکیل‌دهنده اغلب آن‌ها یکسان است که عبارتند از:

• Display

صفحه نمایش اسیلوسکوپ معمولاً از محورهای افقی (نمایانگر زمان) و عمودی (نشان‌دهنده دامنه سیگنال) برخوردار است که با تنظیم این محورها می‌توان سیگنال‌های مختلف را با دقت بالا ابتدا اندازه‌گیری و سپس تحلیل کرد‌. دقت اندازه‌گیری به عوامل مختلفی بستگی دارد که رزولوشن صفحه نمایش، مشخصات فنی دستگاه و نرخ نمونه‌برداری از جمله مهم‌ترین آن‌ها محسوب می‌شوند‌.

• Controls

تعدادی دکمه و دستگیره کنترل اصلی به صورت مشترک بر روی همه انواع اسیلوسکوپ قرار گرفته‌اند که هرکدام از آن‌ها وظیفه بخصوصی را بر عهده دارند. به عنوان مثال از طریق vertical position/offset می‌توان شکل موج در راستای محور y را به سمت بالا و پایین منتقل کرد. از طرف دیگر پیچ تنظیم volts/div امکان تغییر مقیاس ولتاژ بر روی نمایشگر را فراهم می‌آورد. همچنین مهندسان با استفاده از horizontal position/offset قادر به جابجایی شکل موج به سمت راست و چپ هستند.

عنصر کنترلی دیگری تحت عنوان trigger level نیز وجود دارد که از طریق آن می‌توان شکل موج را بر روی صفحه نمایشگر ثابت و پایدار کرد. به عنوان آخرین مورد می‌توان پیچ تنظیم time/div را نام برد که امکان تغییر مقیاس زمان نمایان شده بر روی نمایشگر را فراهم می‌آورد. شایان ذکر است که اسیلوسکوپ‌های مختلف، قابلیت‌ها و در نتیجه کنترل‌های اضافی و متفاوتی دارند، لذا نمی‌توان تنها به موارد نام‌برده شده اکتفا کرد.

• Connectors

هر اسیلوسکوپ دارای حداقل یک ورودی است که پراب (Probe) یا همان کابل کواکسیال به سیگنال ورودی وصل می‌شود. در نهایت سیگنال ورودی پس از تقویت و پردازش در مدارهای داخلی به صورت یک نمودار دو بعدی در صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایان می‌شود.

پیشنهاد خرید

اسیلوسکوپ دیجیتال حافظه دار 200 مگاهرتز 2 کانال مدل GDS-2202E گودویل تایوان

خرید کنید

پارامتر های اساسی سیگنال

پیش از بررسی انواع اسیلوسکوپ، آشنایی با پارامترهای سیگنال نیز خالی از لطف نخواهد بود. منظور از پارامترهای سیگنال، ویژگی‌هایی است که شکل موج یک سیگنال الکتریکی را تعریف می‌کنند. این پارامترها در تحلیل و بررسی سیگنال‌ها بسیار حائز اهمیت هستند و از جمله آن‌ها می‌توان به دامنه، فرکانس، دوره تناوب و مقدار موثر اشاره کرد. بزرگ‌ترین انحراف سیگنال از مقدار متوسط آن را دامنه می‌نامند. به بیان ساده‌تر، به اختلاف بین بالاترین و پایین‌ترین نقطه از موج، دامنه می‌گویند که بیانگر قدرت سیگنال است.

فرکانس، تغییرات سیگنال در یک ثانیه بوده که سرعت تغییر سیگنال را نشان می‌دهد. تناوب، فاصله میان رخداد دو قله سیگنال است که مدت زمان انجام آن تحت عنوان دوره تناوب شناخته می‌شود. ناگفته نماند که دوره تناوب و فرکانس دو پارامتر معکوس هم هستند. با استفاده از مقدار موثر (RMS) می‌توان یک سیگنال متناوب را با یک سیگنال مستقیم مقایسه کرد.

انواع اسیلوسکوپ

اغلب تجهیزات صنعتی و غیرصنعتی، نمونه اولیه ساده و نمونه پیشرفته‌تر دارند که اسیلوسکوپ نیز از این قاعده مستثنا نبوده و دارای دستگاه‌های آنالوگ و دیجیتال است؛ با این وجود انواع اسیلوسکوپ تنها به این دو گروه محدود نمی‌شود. انواع اصلی اسیلوسکوپ‌ها عبارتند از:

• اسیلوسکوپ آنالوگ

اسیلوسکوپ آنالوگ نوع ساده و اولیه اسیلوسکوپ بوده که متشکل از لوله اشعه کاتدی (CRO)، تقویت‌کننده افقی و عمودی، پایگاه زمانی و منبع تغذیه است. این نوع اسیلوسکوپ سیگنال ورودی را مستقیماً به یک لامپ اشعه کاتدی ارسال کرده و شکل موج را به صورت آنالوگ بر روی صفحه نمایش نشان می‌دهد. پاسخگویی سریع به سیگنال‌های گذرا و قابلیت نمایش سیگنال‌های با فرکانس بالا از جمله مزایای اسیلوسکوپ‌های آنالوگ محسوب می‌شوند. با این وجود این دستگاه‌ها نسبت به نمونه‌های دیجیتال دقت پایین‌تر و اندازه بزرگ‌تری دارند، همچنین در قابلیت‌های تحلیل و ذخیره‌سازی‌ داده‌ها از محدودیت‌هایی برخوردار هستند.

• اسیلوسکوپ دیجیتال

این اسیلوسکوپ‌ها ابتدا با نمونه‌برداری از سیگنال ورودی و پردازش آن‌ها، داده‌ها را به یک نمایشگر دیجیتال تبدیل کرده و شکل موج آن‌ها را نمایش می‌دهند. اسیلوسکوپ‌ دیجیتال دقت بسیار بالایی دارد و امکان ذخیره‌سازی داده‌ها و انتقال آن‌ها به کامپیوتر را فراهم می‌کنند. ناگفته نماند که نرخ نمونه‌برداری این اسیلوسکوپ‌ها ممکن است در برخی کاربردها با محدودیت‌هایی همراه باشد.

• اسیلوسکوپ مختلط

یک اسیلوسکوپ مختلط (MSO)، دو نوع ورودی دارد و ترکیبی از تعداد زیادی کانال دیجیتال و تعداد کم‌تری کانال آنالوگ است که می‌تواند با دقت تمام این دو نوع کانال را به یکدیگر مرتبط سازد. لذا اسیلوسکوپ‌های مختلط امکان تحلیل هم‌زمان و عیب‌یابی سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال را فراهم می‌کند و اغلب در ارتباطات دیجیتال و سیستم‌های کنترل صنعتی استفاده می‌شوند.

• اسیلوسکوپ پرتابل

از دیگر انواع اسیلوسکوپ می‌توان به اسیلوسکوپ پرتابل آن‌ها اشاره کرد که اندازه کوچک و وزن سبکی دارند و برای استفاده در محیط‌های صنعتی، خدمات میدانی و همچنین کاربردهای تعمیراتی طراحی و تولید شده‌اند.

پیشنهاد خرید

اسیلوسکوپ دیجیتال حافظه دار 100 مگاهرتز 2 کانال مدل GDS-2102E گودویل تایوان

خرید کنید

مزایای اسیلوسکوپ دیجیتال نسبت به اسیلوسکوپ آنالوگ

انواع اسیلوسکوپ دیجیتال به دلیل قابلیت‌های بیشتر و تکنولوژی پیشرفته‌تر، در اغلب کاربردها جایگزینی مناسب برای‌ اسیلوسکوپ‌های آنالوگ محسوب می‌شوند. از جمله مهم‌ترین مزایای اسیلوسکوپ‌های دیجیتال می‌توان دقت اندازه‌گیری بالاتر، قابلیت Self-Calibration، امکانات تحلیل پیشرفته‌تر، قابلیت‌های اندازه‌گیری بیشتر، اندازه کوچک‌تر و وزن سبک‌تر، قابل حمل بودن، امکان پیدا کردن خودکار بهترین مقیاس ولتاژ و زمان (Auto Set)، اتصال به کامپیوتر، قابلیت‌های ذخیره‌سازی داده و همچنین صفحه نمایش رنگی با کیفیت بالا را نام برد.

کانال اسیلوسکوپ چیست؟

کانال اسیلوسکوپ ورودی مستقلی است که سيگنال الکتریکی به آن اعمال شده و در صفحه نمایشگر اسیلوسکوپ نشان داده می‌شود. معمولاً انواع اسیلوسکوپ 1 یا 2 کانال دارند که با استفاده‌ از سیم‌های مخصوصی تحت عنوان پراب (Probe) در قسمتی از اسیلوسکوپ قرار گرفته‌اند. از جمله مزایای کانال‌های اسیلوسکوپ می‌توان به امکان اندازه‌گیری هم‌زمان چند سیگنال و انعطاف‌پذیری بیشتر اشاره کرد. در واقع هر کانال تنظیمات جداگانه‌ای مانند حساسیت عمودی، کوپلینگ و … دارد که امکان تنظیم آن‌ها را برای اندازه‌گیری سیگنال دلخواه کاربر فراهم می‌کند.

پیشنهاد خرید

اسیلوسکوپ دیجیتال حافظه دار 70 مگاهرتز 2 کانال مدل GDS-2072E گودویل تایوان

خرید کنید

روش کار با اسیلوسکوپ (نوسان نما)

اگرچه کار با انواع اسیلوسکوپ در ابتدا کمی دشوار و پیچیده به‌ نظر می‌رسد، اما به ‌مرور زمان استفاده از آن با تمرین مداوم همراه با رعایت نکات ایمنی آسان می‌شود. برای کار با این تجهیز ابتدا باید پراب‌های اسیلوسکوپ را به نقاط مورد نظر در مدار وصل کنید و از اتصال صحیح آن‌ها مطمئن شوید. سپس تنظیمات اولیه اسیلوسکوپ را انجام دهید، محور افقی و عمودی را برای نمایش شکل درست امواج به درستی تنظیم کنید و از تنظیم دستگاه برای تثبیت شکل موج نیز غافل نشوید. در آخر با توجه به شکل نهایی امواج، آن‌ها را بررسی کنید و سپس تنظیمات مدار را بر اساس تحلیل‌های مذکور انجام دهید.

روش تست اسیلوسکوپ چیست؟

تست انواع اسیلوسکوپ برای اطمینان از دقت و کارکرد صحیح این ابزار امری ضروری تلقی می‌شود که شامل چندین مرحله است. در ابتدا از اتصال صحیح اسیلوسکوپ به منبع تغذیه مطمئن شوید. سپس با استفاده از یک سیگنال کالیبراسیون با فرکانس و دامنه مشخص، دقت ولتاژ، پاسخ فرکانسی، عملکرد تریگرها و قابلیت‌های اندازه‌گیری اسیلوسکوپ را بررسی کنید. در آخر با مقایسه نتایج اندازه‌گیری با مقادیر مرجع، عملکرد اسیلوسکوپ ارزیابی می‌شود. در مجموع بهتر است اسیلوسکوپ را به صورت دوره‌ای علی‌الخصوص در محیط‌های آزمایشگاهی و صنعتی بررسی کنید تا از دقت و قابلیت‌های اندازه‌گیری آن مطمئن باشید.

کاربرد اسیلوسکوپ چیست؟

اسیلوسکوپ ابزاری ضروری و پرکاربرد بوده که در صنایع مختلف برای مشاهده و تحلیل سیگنال‌های الکتریکی متغیر با زمان استفاده می‌شود. انواع اسیلوسکوپ کاربرد گسترده‌ای در صنعت دارند، به طوری که تحلیل و عیب‌یابی مدارهای الکترونیکی، اندازه‌گیری پارامترهای سیگنال، تست و اندازه‌گیری مدار در حوزه‌های مختلف از جمله اصلی‌ترین آن‌ها هستند.

با استفاده از اسیلوسکوپ شکل موج سیگنال‌ها در نقاط مختلف مدار قابل مشاهده است، بدین صورت می‌توان عملکرد آن را مورد بررسی قرار داد، به مشکلات احتمالی مدار پی برد و در صورت لزوم آن‌ها را برطرف کرد. از طرف دیگر این دستگاه امکان اندازه‌گیری پارامترهای گوناگون سیگنال نظیر دامنه، فاز، دوره تناوب، فرکانس و … را فراهم می‌آورد. همچنین از نقش مهم اسیلوسکوپ در تست و اندازه‌گیری سیگنال‌های مربوط به حوزه‌های مختلف مانند خودروسازی، مخابرات، مهندسی، پزشکی، الکترونیک و علوم نیز نمی‌توان غافل شد.

کاربرد اسیلوسکوپ در تعمیر خودرو

اسیلوسکوپ یکی از مهم‌ترین دستگاه‌ها در پروسه عیب‌یابی خودرو محسوب می‌شود که نقش بسزایی در این فرآیند ایفا می‌کند. از جمله کاربردهای اصلی انواع اسیلوسکوپ در تعمیر خودرو می‌توان تشخیص مشکلات سیستم جرقه‌زنی، تست قطعات الکترونیکی، عیب‌یابی سیستم سوخت، تحلیل عملکرد سیستم‌های الکترونیکی و بررسی عملکرد سنسورها را نام برد‌. بی‌شک استفاده از این دستگاه در تعمیرات خودرو با مزایای متعددی همراه است. به عنوان مثال این دستگاه امکان تشخیص دقیق و سریع مشکلات الکتریکی خودرو توسط تکنسین‌ها را فراهم می‌کند، زمان تعمیر خودرو را کاهش می‌دهد، به تکنسین‌ها در انجام دقیق‌تر پروسه تعمیر یاری می‌رساند و همچنین مانع از بروز مشکلات مجدد می‌شود‌.

کاربرد اسیلوسکوپ در تعمیر گوشی موبایل

اسیلوسکوپ ابزاری قدرتمند بوده که برای تعمیرات موبایل‌های هوشمند نیز استفاده می‌شود. این دستگاه امکان مشاهده و تحلیل دقیق سیگنال‌های الکتریکی درون گوشی را فراهم می‌کند. در واقع با استفاده از آن می‌توان حتی مشکلات پیچیده‌ای که مولتی‌متر قادر به تشخیص آن‌ها نیست را نیز شناسایی و رفع کرد. بررسی عملکرد ICها و تراشه‌ها، تست مدارهای آنالوگ، تشخیص مشکلات در مدار تغذیه، عیب‌یابی مشکلات صفحه نمایش، تست عملکرد سنسورها و تحلیل سیگنال‌های دیجیتال برخی از مهم‌ترین کاربردهای انواع اسیلوسکوپ در تعمیرات موبایل هستند.

مهمترین مشخصات اسیلوسکوپ ها

انواع اسیلوسکوپ ابزارهایی بسیار ضروری برای مشاهده و تحلیل سیگنال‌های الکتریکی تلقی می‌شوند، از این رو انتخاب نمونه مناسب آن‌ها بسیار حائز اهمیت است. در هنگام انتخاب و خرید اسیلوسکوپ باید به مشخصات فنی آن اعم از پهنای باند، نرخ نمونه‌برداری، تعداد کانال و حافظه توجه داشته باشید. منظور از پهنای باند، بالاترین فرکانسی است که اسیلوسکوپ قادر به نمایش آن بدون افت قابل توجه دامنه خواهد بود.

نرخ نمونه‌برداری، تعداد نمونه‌گیری از سیگنال ورودی در هر یک ثانیه بوده که بالا بودن آن به معنای دقت بیشتر در نمایش سیگنال است. از طرف ديگر تعداد کانال، تعداد ورودی‌های اسیلوسکوپ است که رایج‌ترین آن‌ها اسیلوسکوپ دو کاناله و چهار کاناله هستند. همچنین حافظه، مقدار داده‌ای است که برای نمونه‌برداری و نمایش شکل موج کاربرد دارد.

راهنمای خرید، بهترین برند اسیلوسکوپ چیست؟

در هنگام خرید انواع اسیلوسکوپ علاوه بر موارد نام‌برده شده، باید به برند دستگاه نیز توجه کنید؛ زیرا برندهای معتبر از مواد اولیه مرغوب استفاده می‌کنند و معمولاً محصولات آن‌ها از کیفیت بسیار بالایی برخوردار هستند. در حال حاضر Gw Instek یکی از بهترین مارک‌های موجود در بازار است که اسیلوسکوپ‌های ساخته شده توسط آن، کیفیت بالا همراه با قابلیت‌های متعددی دارند و عملکرد بسیار مطلوبی را ارائه می‌دهند؛ از این رو گزینه‌ای مناسب برای استفاده در کاربردهای مختلف محسوب می‌شوند.

جمع بندی

اگرچه اسیلوسکوپ یا نوسان‌نما در ابتدا با هدف اندازه‌گیری و نمایش ولتاژ در طول زمان طراحی و تولید شده‌اند، اما امروزه کاربرد این دستگاه فراتر از موارد مذکور است. خوشبختانه پیشرفت تکنولوژی بر تکامل اسیلوسکوپ‌ها نیز تأثیرگذار بوده و قابلیت‌های جدیدی به آن‌ها افزوده است. به طوری که رد پایی از انواع اسیلوسکوپ را می‌توان در کاربردهای مختلف اعم از صنایع الکترونیک، مخابرات، پزشکی، خودروسازی، هوافضا و حتی تحقیقات علمی مشاهده کرد.

اسیلوسکوپ یک ابزار ضروری بوده که با نمایش شکل موج سیگنال‌ها، امکان تحلیل و بررسی مدارها را فراهم می‌کند و بدین ترتیب پروسه طراحی و تست مدارهای الکترونیکی را بهبود می‌بخشد. مجموعه ساوا الکتریک عرضه‌کننده انواع اسیلوسکوپ از بهترین برند همراه با قیمتی مناسب است که با ارائه مشاوره تخصصی و خدمات پس از فروش گسترده، شما را به سوی انتخابی متناسب با نیازهای پروژه‌تان سوق می‌دهد.

سوالات متداول

• دلایل اهمیت استفاده از انواع اسیلوسکوپ چیست؟

از طریق اسیلوسکوپ می‌توان با مشاهده شکل موج سیگنال، مشکلات مدارها را تشخیص داد و آن‌ها را رفع کرد. همچنین این دستگاه امکان بهینه‌سازی عملکرد مدار و تست دستگاه‌های الکترونیکی را نیز فراهم می‌آورد.

• در هنگام خرید اسیلوسکوپ به چه نکاتی باید توجه کرد؟

در هنگام خرید باید به حوزه کاری خود، نوع اسیلوسکوپ و مشخصات فنی آن توجه کنید که پهنای باند، تعداد کانال‌ها، حافظه و نرخ نمونه‌برداری از جمله مهم‌ترین مشخصات فنی آن محسوب می‌شوند.

• اسیلوسکوپ دیجیتال با اسیلوسکوپ آنالوگ چه تفاوتی دارد؟

این اسیلوسکوپ‌ها علی‌رغم کارایی یکسان، دارای تفاوت‌های اساسی با یکدیگر هستند که از جمله آن‌ها می‌توان به نحوه نمایش سیگنال، قابلیت‌های اندازه‌گیری، ابعاد، ذخیره و تحلیل داده اشاره کرد.

بیشتر بخوانید:

تجهیزات اندازه‌گیری پرتابل چیست و چه کاربردی دارند؟

با تجهیزات تست و اندازه‌گیری برق و الکترونیک آشنا شوید.

با اصول حفاظت الکتریکی و انواع تجهیزات حفاظتی آشنا شوید