8.ออสซิลโลสโคป
วัตถุประสงค์
1. บอกโครงสร้างและส่วนประกอบสําคัญของออสซิลโลสโคป
2. อธิบายการใช้งานแผงหน้าปัดของออสซิลโลสโคปได้
3. อ่านค่าแรงดัน เวลา และความถี่ของสัญญาณที่วัดจากออสซิลโลสโคปได้
6-1 ออสซิลโลสโคป ออสซิลโลสโคป คือ เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าที่สามารถวัดรูปคลื่นสัญญาณไฟฟ้า ชนิดต่างๆได้และแสดงในรูปกราฟ ขนาด(Amplitude) และเวลา(Time) บน หน้าจอภาพของมัน ออสซิลโลสโคป สามารถวัดรูปคลื่นได้ตั้งแต่ 1 ช่องสัญญาณ (Chanel) ถึง 16 ช่องสัญญาณ มีทั้งชนิดตั้งโต๊ะที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ และชนิดมือถือ ที่ เหมาะสมกับงานในภาคสนาม ลักษณะของออสซิลโลสโคป
6-2 โครงสร้ างและส่วนประกอบ โครงสร้าง ภายในของออสซิลโลสโคปประกอบไปด้วย 4 ส่วนสําคัญ
คือ (A) วงจรขยายสัญญาณแกน Y ทําหน้าที่ขยายสัญญาณที่วัดเข้ามาโดย สามารถปรับขนาดแรงดัน (Volts/Division) และตําแหน่งอ้างอิงของแกนY ได้(YPosition) (B) วงจรขนานแกน X หรือแกนเวลา (Tome Base) ทําหน้าที่ขยายสัญญาณที่ วัดเข้ามาโดยสามารถปรับคาบเวลา (Time/Division) และตําแหน่งอ้างอิงของแกนX ได้ (X-Position) (C) ปืนยิงอิเล ็ กตรอน ทําหน้าที่สร้างอิเล ็ กตรอน และยิงออกไปเพื่อให้หลอด CRT ทํางานได้
ฟอสเฟอร์เพื่อให้เกิดเป็ นลําแสง แสดงลักษณะเป็ นรูปคลื่นของสัญญาณที่กําลังวัดอยู่ นั้นเอง โครงสร้างภายในที่สําคัญของหลอดยิงรังสีแคโทดมี 5 ส่วน
1.Deflection voltage electrode
2.Electron gun
3.Electron beam
4.Focusing coil
5.phosphor-coted inner side of the screen
6-3 การใช้ งานออสซิลโลสโคป ออสซิลโลสโคปที่ใช้อธิบายการใช้งานคือ Tektronix TDS2024 เป็ น ออสซิลโลสโคปแบบดิจิตอล วัดได้ 4 แชนแนล เป็ นที่นิยมใช้มากสําหรับห้องปฏิบัติการ ทั่วไป มีปุ่มปรับ และส่วนประกอบที่ใช้งานบ่อยๆ จํานวน 11 ปุ่ม
ปุ่ม (1) POWER คือ ปุ่ม เปิด ปิด เครื่องมือ วัดเมื่อกดเปิดหน้าจอภาพจะแสดงตาราง กริดและด้านขวาของหน้าจอภาพจะมีปุ่ม ควบคุมช่องวัด chanel1 และด้านล่างจะ แสดงค่า Volts/Div =1V, Time/Div=2mS
ปุ่ม (2)(3)(4) ปุ่ม(2) คือปุ่ม VOLT/DIV ปรับขนาดของสเกลวัดแรงดันได้ตั้งแต่ 2mV-100V/Div ปุ่ม(3) POSITION ใช้ ปรับระดับของ เส้นอ้างอิง(เส้นศูนย์โวลต์ ของสัญญาณ หรือ GND) ปรับขึ้นหรือลง ได้ปุ่ม(4) คือ ปุ่มเลือกเมนูใช้งานของ แชนแนลที่ 1 สําหรับออสซิลโลสโคป 4 แชนแนล จะมีปุ่ม เมนูนี้จํานวน 4 ปุ่ม
(12) คือสายวัด หรือสายโปรบ(Probe) ใช้วัดสัญญาณจากวงจรต่างๆ โดยต่อเข้า ด้วยปลั๊กชนิด BNC ที่ปลายสายโปรบ เข้าที่จุด A หรือ B หรือ C หรือ D ตามที่ต้องการ สําหรับออสซิลโลสโคปรุ่นนี้วัดพร้อมกันได้ 4 แชนแนล
ปุ่ม (5)(6) คือ ปุ่ม(5) TIME/DIV ใช้ปรับขนาดของสเกลวัดเวลาปรับได้ ตั้งแต่ 2.5nS-50S/Div ปุ่ม(6) POSITIONใช้ปรับระดับของเส้นอ้างอิงแกน เวลา (แกน X ของสัญญาณ) ปรับให้เลื่อนทางซ้ายหรือขวาได้
ปุ่ม (7)(8) คือ ปุ่ม(7) ใช้กดเลือกให้สัญญาณหยุด หรือ วิ่ง ส่วนปุ่ม(8) ใช้กดเลือกให้สัญญาณแสดงผลเพียงหนึ่ง จอภาพแล้วหยุด หรือให้แสดงต่อเนื่อง
ปุ่ม (10) คือ ใช้สําหรับสอบเทียบสายโปรปที่จะ นํามาใช้วัดว่ามีความถูกต้องหรือไม่ โดยการกดปุ่ม ชดเชยสัญญาณ(Probe check)เมื่อทําการสอบ เทียบสายโปรบ จะต้องต่อสายเข้าที่ปลั๊ก BNC แชนแนล 1 และใช้ปลายสายวัดคีบเข้าที่จุดที่ 10 ก่อนที่จะทําการสอบเทียบ
การวัดแรงดันไฟฟ้ าและความถ ี่ การวัดแรงดันไฟฟ้าโดยออสซิลโลสโคป ต่อวัดได้ดังรูปที่ 6-7 เป็ นการวัดรูปคลื่น แรงดันของแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ 24Vrms ความถี่ 50 Hz โดยใช้แชนแนล 1 วัด รูปคลื่น AC และใช้แชนแนล 2 วัดแรงดัน DC ค่า 12V จากแบตเตอรี่
การอ่านค่าแรงดัน AC ที่วัดได้ให้สักเกต จากการปรับตั้งแกน X-Y จากรูปที่6-8 ตั้งแกน Y (Volts/Div = 10V) และตั้งแกน X (Times/Div = 2mS) ค่าแรงดันที่ ออสซิโลสโคปอ่านได้คือ ค่า VP และค่า VP-P แต่ค่าแรงดัน อาร์เอ ็ ม เอส นั้น จะวัดไม่ได้ (วัดได้ด้วยโวลต์มิเตอร์เอ.ซี.) แต่สามารถคํานวณได้ดังสมการต่อไปนี้
VP = Peak voltage ค่าแรงดันที่ยอดคลื่นเทียบกับจุดดิน (GND)
VP-P = 2 x VP =Peak to Peak voltage ค่าแรงดันที่ยอดคลื่นทั้งสองด้าน
VP = √2 Vrms ส่วนค่าความถี่ไฟฟ้า(Frequency, Hz) หากคลื่นที่วัดเป็นไฟสลับ ก็ สามารถหา ความถี่ได้ โดยการอ่านค่าของคาบเวลา จากหน้าจอของออสซิลโลสโคป และนํามา คํานวณหาความถี่ได้ดังนี้คือ F=1/T
T = คาบเวลาของคลื่น 1 ไซเกิล (sec)
F = ความถี่รูปคลื่น (Hz)