Osiloskop kullanımı

ReiS_

Üye
Katılım
14 Eyl 2007
Mesajlar
180
Puanları
1
Yaş
44
A. Osilaskobun Tanıtılması
Elektriksel değerleri (gerilim, frekans, akım, faz farkı) ışıklı çizgiler şeklinde gösteren aygıta osilaskop denir.


1. Osilaskobun Yapısı
Bu aygıt katot ışınlı tüp (ekran, CRT), dikey saptırma, yatay saptırma ve hızlandırma devresinden oluşmuştur.


2. Osilaskobun Çalışma İlkesi
Katot ışınlı tüpün arka bölümünde bulunan flâman ısıtıldığında elektron yaymaya başlar. Yayılan elektronlar, elektron merceği ve hızlandırıcı elektrottan geçtikten sonra saptırma levhalarının arasından ekrana ulaşır. İç yüzeyi fosfor tabakasıyla kaplı olan ekranda elektron hüzmesi nokta (benek) şeklinde bir görüntü oluşturur. Osilaskobun giriş uçlarından uygulanan sinyalin şekline göre dikey ve yatay saptırma bobinlerinin gerilimleri elektron hüzmesini yönlendirir (saptırır). Elektron hüzmesinin giriş gerilimiyle saptırılması sonucu ekranda istenilen görüntü oluşur. Örneğin girişe sinüsoidal şekilli bir sinyal uygulanırsa ekranda da sinüsoidal biçimli görüntü belirir.

3. Osilaskobun Önemi ve Kullanım Alanları
Elektriksel değerleri görünür hâle getiren osilaskoplar, elektronik cihaz onarımcıları, devre tasarımcıları ve îmalâtçılar tarafından yoğun olarak kullanılmaktadır. Örneğin karmaşık elektronik devrelere sahip, tv, video, kamera gibi aygıtların onarımı yapılırken osilaskop büyük kolaylık sağlar. Bu cihazları üreten firmaların sunduğu devre şemalarında belirli noktalarda olması gereken sinyalin şekli gösterilmiştir. Teknisyen, kontrollerini yaparken şemadaki sinyal ile ölçtüğü sinyali karşılaştırarak arızanın niteliğini belirler.


B. Osilaskobun Ön Panelindeki Komütatör, Pot ve Anahtarların İşlevleri
Power (On-Off) Anahtarı: Aygıtı çalıştırıp durdurmaya yarar. Intensity: Ekranda oluşan görüntünün (çizginin) parlaklığını (şiddetini) ayarlar.
Focus: Ekranda oluşan ışıklı çizginin netliğini ayarlar.
X-Position: Işıklı çizginin sağa sola kaydırılmasını sağlar.
Y-Position: Işıklı çizginin yukarı aşağı kaydırılmasını sağlar.
AC: Alternatif akım sinyallerini ölçer.
DC: Doğru akım sinyallerini ölçer.
AC-gnd-DC: Osilaskobun girişine uygulanan sinyalin cinsine göre üç kademeli komütatör ayarlanır.
Volts/Div.: Ekrandaki ışının dikey düzlemde bir kare mesafe için kaç voltu belirteceğini ayarlamamızı sağlar. Örneğin sinüsoidal sinyal dikeyde 2 karelik bir alanı kaplasın. Volts/div komütatörü de 2 V kademesinde bulunsun. Buna göre ekranda oluşan sinyalin tepeden tepeye gerilim değeri 4 volt olacaktır.
Time/Div.: Ekrandaki ışının yatay düzlemde bir kare mesafe için kaç saniyeyi belirteceğini ayarlamamızı sağlar. Örneğin sinüsoidal sinyal yatayda 4 karelik bir alanı kaplasın. Time/div komütatörü de 2 milisaniye kademesinde bulunsun. Buna göre ekranda oluşan sinyalin periyot değeri 8 milisaniye olacaktır. 8 milisaniye, 0,008 saniye olduğuna göre ekrandaki sinyalin frekansı f = 1/T = 1/0,008 = 125 Hz dir.
CH1 ve CH2: Osilaskobun giriş uçlarıdır.
Scaleillum (illum): Ekranın aydınlatılmasını sağlayan lâmbanın ışık şiddetini ayarlayan pottur. Test Sinyali Noktası (Cal.): Ön panelde CAL .5 V ibaresinin bulunduğu yerdir. Çoğunlukla 1 kHz çıkışlı ve 0,5 volt gerilimli olur. Bu nokta kullanılarak osilaskobun doğru ölçüm yapmasını sağlamak için gerekli ayarlama işlemi yapılabilir.
Trace Rotation: Ekrandaki ışığı yatay eksene paralel hâle getirir.
Variable, Pull x Mag: Volts/div'in hassasiyetini 5 kat büyütür. Bu düğme basılı ve 5 mV konumundayken, öne doğru çekildiğinde iki çizgi aralığı 1 mV olur.
Add: Kanal 1 ve kanal 2 sinyallerinin matematiksel olarak toplanmasını sağlar. (Eğer position düğmesi öne doğru çekilirse bu kez iki kanalın farkı görülür.)
Dual: CH1 ve CH2 düğmeleri basılı konumdaysa ekranda iki sinyalde izlenebilir.
Auto: Trigger (tetikleme) sinyali uygulanmadığında ya da sinyal frekansı 50 Hz nin altında olduğunda cihaz otomatik olarak tarama yapar.
Position Pull x 10 Mag: Ekranda taranan görüntünün yatay posizyonunu ayarlar. Yani bu düğme öne çekildiğinde ekranda taranan dalganın uzunluğu 10 kat genişler.
Level: Ekrandaki ışıklı sinyalin durdurulmasını sağlar.
Uncall: Seçilen kısmın ayarı aşıldığında îkaz eder.
Ext. Input: Dışardan tetikleme sinyalinin uygulanmasını sağlayan konnektördür.
Ext-Trig.: Osilaskobun kendi tetiklemesini keser ve dışardan tetiklemeye hazırlar.
Norm: Sınırlamasız frekans tetiklemesi yapar.
X-Y: Ekrandaki şekli dikey bir çizgi hâline getirir.
LF: Ses frekansında tetiklemeyi sağlar.
Line: Şebeke frekanslı (50-60 Hz) gerilimlerde tetiklemeyi sağlar.
Trace Rotation: Yatay ışık çizgisinin tam yatay hâle getirilmesinde kullanılır.
HF: Yüksek frekansta tetiklemeyi sağlamak için kullanılır.
Trigger Selector: Tetikleme seçici
Time-Base: Yatayda tarama hızını ayarlar. Bu komütatörün üzerinde bulunan pot yataydaki tarama hızının hassas ayarının yapılmasında kullanılır.
Invert I: Birinci düşey kanala uygulanmış sinyalin fazını 180° ters çevirir.
Dual: Çift ışınlı osilaskoplarda iki kanal girişini aynı anda gösterir.
Slope +/-: Işıklı sinyalin (+) ve (-) kısımlarını seçmek için kullanılır.
Fuse: Osilaskobu koruyan sigorta
Filter: Dalga şeklinin görüntüsünü düzeltir.
Input: Giriş

C. Test Sinyalinin Gerilim ile Frekansının Ölçülmesi ve Kalibrasyon
Osilaskop ile doğru ölçüm yapabilmek için aygıtın tüm ayarlarının doğru yapılmış olması gerekir. Osilaskop kullanılacağı zaman şu hazırlıklar yapılmalıdır:
1. Cihazın beslemesi topraklı prizden yapılmalıdır.
2. Toz ve nemin olmadığı bir ortamda kullanılmalı ve muhafaza edilmelidir.
3. Kullanılacak osilaskobun tüm özellikleri bilinmelidir.
4. AC-GND-DC komütatörü uygulanan sinyale göre ayarlanmalıdır.
5. Ekranda yatay çizgi yoksa, parlaklık düğmesi en yüksek değere getirilmelidir.
6. Volt/div. komütatörü en yüksek voltaj kademesine alınarak ölçüme başlanmalıdır.
7. Senkronizasyon anahtarı dâhili (int.) konumuna getirilmelidir.
8. Işını düşey ve yatay kaydırmada kullanılan potlar orta değere getirilmelidir.
9. Focus (odaklama) potuyla çizgi netleştirilmelidir.
10. Osilaskop uzun süre kullanılmamışsa prob cal noktasına bağlanarak hassasiyet ayarı (cali-bration, kalibrasyon) yapılmalıdır.

Cal. (Calibration) İşleminin Yapılışı
Time/div. komütatörü .2 mS (0,2 milisaniye), volt/div. komütatörü ise .1 V (0,1 volt), prob x1 konumuna alındıktan sonra cal. noktasından yapılan ölçümde ekranda oluşan görüntünün yatayda ve dikeyde 5 karelik bir yer kaplaması gerekir.

1. Osilaskop ile Frekans ve Gerilimin Ölçülmesi
Osilaskop ekranında oluşan sinyalin frekans değerini bulmak için bir alternansın yatay düzlemde kapladığı alan
(kare sayısı) belirlenir. Bulunan değer sinyalin periyodudur. Saniye cinsinden olan periyot bulunduktan sonra f = 1/T denklemi kullanılarak girişe verilen sinyalin frekansı belirlenir.


Şöyle ki;
Periyot (T) = (Time/div) x Sinyalin bir saykılının yatay düzlemde kapladığı kare sayısı [saniye] Frekans (f) = 1/periyot = 1/T [Hz] Bu açıklamalardan yararlanarak cal. noktasından girişe uygulanan test sinyalinin frekansını belirleyelim.
Time/div.: 0,2 milisaniye Periyot (T) = 0,2x5 = 1 mSn = 0,001 saniye f = 1/0,001 = 1000 Hz = 1 kHz

Test Sinyalinin Gerilim Değeri
Volts/div.: 0,1 V U = (volts/div.) x Sinyalin dikey eksende kapladığı kare sayısı = 0,1x5 = 0,5 volt

2. Kalibrasyon
Ölçme işlemlerinde kullanılacak osilaskobun kalibrasyon işlemi yapılırken cal. noktasından yapılan ölçüm 1 kHz ve 0,5 volt değerini göstermezse diğer ölçümlerin tümü hatalı olacaktır. O nedenle kalibrasyonda işleminde hatalı ölçüm
görülürse volts/div. ve time/div. komütatörlerinin üst kısmında bulunan potansiyometreler çevrilerek ekranda 1 kHz ve 0,5 volt değerinde bir görüntünün oluşması sağlanır.

D. Osilaskop ile DC ve AC Gerilimin Ölçülmesi
1. DC Gerilim Ölçme
AC-GND-DC anahtarı DC konumuna alınır. Ölçümde kullanılan probun zayıflatma özelliği varsa bu işlemi yapan anahtar x1 konumuna getirilir. Volts/div. komütatörünün değeri Şekil 7.5: Giriş sinyalini zayıflatma özelliği olan prob değiştirilerek DC sinyalin ekranda görünmesi sağlanır. Sinyalin dikey eksende X noktasından yukarıya doğru kapladığı kare sayısı belirlenir. Kare sayısı volts/div. komütatörünün gösterdiği değer ile çarpılıp sonuç bulunur.

Örnek: DC sinyalin dikey eksende bulunduğu nokta X ekseninden 2 kare yukarıdadır. Volts/div. komütatörü ise x2 volt konumundadır. Girişe uygulanan DC gerilimin değerini bulunuz.
Çözüm: U = (volt/div) x kare sayısı = 2x2 = 4 volt
Not: Eğer osilaskobun probunun zayıflatma komütatörü x10 konumunda duruyorsa bulunan değer 10 ile çarpılır. Yani bu durumda giriş gerilimi 40 volt olur.

2. AC Gerilim Ölçmek
AC-GND-DC anahtarı AC konumuna alınır. Ölçümde kullanılan probun zayıflatma özelliği varsa bu işlemi yapan anahtar x1 konumuna getirilir. Volts/div. komütatörünün değeri değiştirilerek AC sinyalin ekranda görünmesi sağlanır. Sinyalin dikey eksende kapladığı kare sayısı belirlenir. Kare sayısı volts/div. komütatörünün gösterdiği değer ile çarpılıp 2'ye bölünerek gerilimin maksimum (tepe) değeri bulunur.


Örnek: AC sinyal dikey eksende 4 karelik bir alan kaplamıştır. Volts/div. komütatörü ise x5 volt konumundadır. Girişe uygulanan AC gerilimin maksimum, etkin ve ortalama değerini bulunuz.
Çözüm:
Maksimum değer (U maks ) = [(volt/div) x Kare sayısı] / 2 = 5x4/2 = 20/2 = 10 volt
Etkin değer (U et ) = U maks .0,707 = 10.0,707 = 7,07 volt
Ortalama değer (U ort ) = U maks .0,636 = 10.0,636 = 6,36 volt

Not 1: Eğer osilaskobun probunun zayıflatma komütatörü x10 konumunda duruyorsa bulunan değerler 10 ile çarpılır.
Not 2: Elektrikle ilgili hesaplamalarda alternatif akımın maksimum, etkin, ortalama, anî olmak üzere dört değeri kullanılır. Bu değerlerin bulunuşuyla ilgili olarak Elektroteknik II kitabına bakılabilir. Uygulamada en çok etkin değer kullanılır. Örneğin konutlardaki prizlerde yapılan ölçümde bulunan 220 voltluk gerilim değeri eve gelen enerjinin etkin değeridir. 220 voltluk gerilimin maksimum değeri ise U maks = 220 / 0,707 = 310,2 volttur.


Osilaskopla ilgili ek bilgiler:
Katot ışınlı tüpün parçaları (cathode ray tube, CRT): Görüntüyü oluşturan tüp üç kısımdan oluşur.

I. Elektron tabancası: Bu elemanın görevi, tüpün ön yüzünde odaklanabilen bir elektron demeti oluşturmaktır. Filâman tarafından ısıtılan katot elektrodunun hemen önünde serbest elektronlar açığa çıkarır. Bu elektrot silindir şeklindedir ve ön yüzünde elektronların geçmesini sağlayacak kadar küçük bir delik vardır. Tabanca içindeki hızlandırıcı elektrotlarına 1000- 3000 Volt arasında bir gerilim uygulanmıştır. Bu elektrot katottan çıkan negatif yüklü elektronları kendisine doğru çekerek hızlandırır.

II. Floresant ekran: Tüpün ön yüzü içerden floresant maddesiyle kaplıdır. Elektron demeti bu tabakaya çarptığında parlak bir benek oluşur. Fosforun cinsine göre farklı renkte ışık elde edilir. İnsan gözünün en duyarlı olduğu renk yeşildir. Ekrandaki beneğin parlaklığı, ekrana çarpan elektronların hızı ve saniyedeki sayısıyla doğru orantılıdır.
III. Saptırma levhaları: Bu levhalar elektron tabancasının hemen önündedir. Bunlar elektron demetinin soldan sağa ve yukarıdan aşağıya saptırılmasını sağlarlar. Düşey duran yatay saptırma levhalarına uygulanan gerilimin değerine göre elektron demetinin sağa-sola sapma miktarı değişir. Yatay doğrultuda duran düşey saptırma levhalarına uygulanan gerilimin değerine göre demetin yukarı-aşağı sapma miktarı değişir. Yatay saptırma levhalarına zamanla "testere şeklinde değişen" gerilim uygulandığında, benek eşit zamanlarda eşit yollar alarak yatay doğru boyunca hareket eder. Aynı sinyal düşey saptırma levhalarına uygulanırsa benek bu kez düşey doğrultuda eşit zamanlarda eşit yollar alacaktır. Hem yatay hem de düşey saptırma levhalarına aynı anda gerilim uygulandığında beneğin ekran üzerindeki hareketi, gerilimlerin bu levhalara tek tek uygulanması halinde yapacaği hareketlerin bileşkesi olur. Yatay saptırma levhalarına testere dişi gerilim, düşey saptırma levhalarına ise "incelenecek" gerilim uygulandığında, ekrandaki parlak gri eğri, gerilimin zamana göre değişimi olacaktır. Çünkü testere dişi gerilim tarafından yatay doğrultuda sağa doğru kaydırılan benek, düşey saptırma levhalarına uygulanan gerilimin aynı anlardaki genliğiyle orantılı olarak düşey doğrultuda sapıp, bu iki hareketin bileşkesi sonucu düşey levhalara uygulanan gerilimin zamana göre değişimini çizecektir. Ölçme yaparken ekranda elde edilen şeklin yerinin değiştirilmesi istenebilir. Saptırma levhalarından birine uygulanan sinyal ya da testere dişi gerilime ek olarak ayrı bir pozitif DC gerilim uygulanırsa "şekil" bu levhanın bulunduğu tarafa doğru kayar. Böylece şeklin aşağı yukarı (Y shift) ve sağa sola (X shift) kaydırılması sağlanır.Giriş sinyalini zayıflatan problar: Büyük genlikli sinyallerin incelenebilmesi için sinyal zayıflatan problar kullanılmaktadır. Uygulamada en çok 1/10 küçültme yapan proplar kullanılır. Volt/div komitatörünün en büyük kademesi 2 Volt ve ekrandaki kare yatay çizgi (bölüntü) sayısı 8 ise giriş sinyali 16 Volt olduğunda görüntü ekranı tamamen doldurur. Probun zayıflatma düğmesi x10 kısmına getirilerek ölçüm yapıldığında ise 160 Volt'luk giriş sinyalinde ekran tamamen dolar.

Osilaskopun blok yapısının basit olarak açıklanması
I. Düşey saptırma yükselteci: Ölçme uygulamalarında, devreler üzerinde incelenmesi istenen gerilimleri 1 mVolt düzeyine kadar iner. Oysa osilaskop tüpünde düşey saptırma levhaları, beneği 1 mm saptırabilmek için 2,5-3 Volt arasında bir saptırma gerilimine gerek duyarlar. 1 mVolt'luk giriş gerilimiyle saptırma levhalarını sürmek mümkün olmadığından araya yükselteç devresi eklenir.

II. Yatay saptırma osilatörü ve yatay saptırma yükselteci: Çeşitli frekanslarda testere dişi gerilim üreten bir osilatördür. Bunun frekansı "horizontal frequency (yatay saptırma komitatörü" ile kademeli olarak değiştirilebilir.
Yatay saptırma yükselteci ise bu osilatörün verdiği testere dişi sinyali yükselterek yatay saptırma levhalarını sürebilecek düzeye getirir.

III. Senkronizasyon devresi: Düşey saptırma yükselteci çıkışından aldığı "ekranda incelenecek gerilim örneği ile testere dişi gerilim üreten yatay saptırma osilatörünü tetikleyerek senkronize eder ve ekrandaki şeklin sağa ve sola kaymadan sabit kalmasını sağlar. Bu devreye bağlı olarak çalışan "sync (senkronizasyon)" ayar düğmesiyle tetikleme seviyesi ayarlanıp görüntü durdurulur.
Devrenin girişindeki "sync" anahtarı "external (ext, hârici)" konumuna alındığında, yatay saptırma osilatörü, dışarıdan "sync. ext. (hârici senkronizasyon) girişinden gönderilen bir sinyalle tetiklenebilir. "Int. ext. (dâhili) konumunda osilaskop Y girişine uygulanan sinyalle senkronize olur.
Dışardan yatay saptırma girişi (X girişi): Yatay saptırma yükseltecinin girişi, "horizontal frequency (yatay saptırma frekansı)" komütatörünün "ext" pozisyonunda yatay saptırma osilatörünün çıkışından ayrılıp "ext. hor. input (hârici yatay saptırma girişi)'ne bağlanır. Bu girişe dışarıdan uygulanacak herhangi bir sinyal yatay saptırmayı sağlar.
 

Forum istatistikleri

Konular
127,958
Mesajlar
913,910
Kullanıcılar
449,606
Son üye
rasit.

Yeni konular

Geri
Üst