Máy hiện sóng là gì?

Khái niệm

Máy hiện sóng hay còn có tên gọi khác là dao động kế. Đây là thiết bị có khả năng hiển thị đồ thị các dạng tín hiệu, xung của dòng điện lên màn hình và ghi lại các dữ liệu này vào bộ nhớ. Giúp người sử dụng có một cái nhìn tổng quan nhất về tín hiệu cần đo mà những đồng hồ hay thiết bị đo bình thường khác không thể quan sát được. Thiết bị này xuất hiện từ khá lâu trước đây, nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề khác nhau như khoa học, điện tử, viễn thông…. Những năm gần đây, chiếc máy này trở nên phổ biến ở Việt Nam, trở thành thiết bị không thế thiếu của các kỹ sư và kỹ thuật viên.

Phân loại

Xét về cấu tạo có thể chia máy hiện sóng làm 2 loại chính: Máy hiện sóng dùng đèn hình và máy hiện sóng tinh thể lỏng.

Máy sử dụng đèn hình: Đây là loại đèn sợi đốt có tim, những thiết bị này thường có kết cấu kềnh càng, tần số có thể đo được từ vài trăm KHz đến vài trăm Mhz.
Máy hiện sóng tinh thể lòng: Là loại máy mới mang lại nhiều sự tiện dụng hơn cho người sử dụng. Cung cấp cho người dùng cái nhìn trực quan và chính xác nhất về tín hiệu điện tử. Máy có cấu trúc gọn nhẹ dễ dàng di chuyển, mang vác. Máy có khả năng kết nối với máy tính và máy in có thể in biểu đồ trực tiếp. Tần số đo từ vài chục MHz đến vài trăm Mhz. Máy có một màn hình LCD rộng giúp chúng ta có thể dễ dàng quan sát đo đạc. có dạng máy hiện sóng để bàn và dạng máy hiện sóng cầm tay cho người dùng dễ lựa chọn.

Máy hiện sóng cầm tay

Xét theo chức năng thì máy có thể được chia thành máy hiện sóng số và máy hiện sóng tương tự.

Máy hiện sóng tương tự: Sẽ sử dụng trực tiếp điện áp đặt vào được đo trực tiếp, di chuyển dòng electron qua màn hình máy oscilloscope.
Máy hiện sóng số: Lấy mẫu dạng sóng và dùng một bộ chuyển đổi tương tự/số (A/D) để chuyển đổi điện áp được đo thành thông tin số. Sau đó, nó dùng thông tin số này để tái cấu trúc lại dạng sóng trên màn hình.

Nguyên lý hoạt động của máy hiện sóng

Máy hiện sóng sẽ hiển thị các tín hiệu của dạng sóng theo biểu đồ để người dùng thuận tiện phân tích, kiểm tra và tìm ra tín hiệu bất thường. Thông thường, những chiếc máy hiện sóng sẽ hiển thị các dạng sóng xoay chiều (AC) hay dòng điện xoay chiều (DC) dao động tần số thấp từ khoảng 1 Hz đến vài MHz. Ngoài ra, những chiếc máy cao cấp sẽ được tích hợp khả năng đo đạc cao hơn có thể hiển thị tần số lên đến vài trăm Hz.

Máy hiện sóng thể hiện được nhiều dữ liệu thông tin

Theo nguyên lý hoạt động của máy, bạn có thể nhìn các tín hiệu hiển thị trên màn hình theo chiều ngang và chiều dọc. Trong đó, thời gian sẽ hiển thị theo tỷ lệ ngang từ trái sang phải còn điện áp tức thời sẽ hiển thị theo chiều dọc với hướng lên là giá trị dương và ngược lại đi xuống là giá trị âm. Ngoài ra, có một số máy hiện sóng còn hiển thị cường độ sáng trên một trục khác và căn cứ vào đó, bạn có thể ghi chép lại thông số phù hợp trong quá trình nghiên cứu hay lắp ráp, sửa chữa các thiết bị.

Máy hiện sóng được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?

Máy hiện sóng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực

Máy hiện sóng là thiết bị có khả năng hiển thị các dạng tín hiệu, xung của tín hiệu lên màn hình giúp người sử dụng có một cái nhìn tổng quan nhất về tín hiệu cần đo mà những đồng hồ hay thiết bị bình thường khác không thể quan sát được.

Máy hiện sóng được ứng dụng đa dạng, nó mang đến nhiều chức năng khác nhau, có thể kể đến một số các công việc cần đến sự hỗ trợ của thiết bị đo này:

Điện tử viễn thông: khi cần kiểm tra hình dạng của một nguồn tín hiệu chẳng hạn như sóng hình sin, tam giác hay muốn kiểm tra tín hiệu đầu ra…
Khi đo lường và phân tích các thông số liên quan đến nguồn tín hiệu. Ví dụ như đo lường điện áp, tần số, độ rộng xung hay thực hiện các phép cộng, trừ, nhân, chia….

Chiếc máy này được ứng dụng rất nhiều trong việc kiểm tra, sửa chữa các loại thiết bị điện, điện tử. Chẳng hạn như sửa chữa điện thoại di động, đo dao động, đo xung liên lạc giữa Chip xử lý, ổ cứng, RAM… Ngoài ra, thiết bị cũng giúp kiểm tra một Ampli bị nhiễu tín hiệu ngõ ra (bị hù loa), các kênh không đều… mà không biết nguyên nhân là do từ mạch khuếch đại, mạch lọc, hay nguồn điện

Giáo dục: Đây là dụng cụ quan trọng giúp công tác giảng dạy của các thầy cô trở nên sinh động hơn bởi tính ứng dụng cao trong thực hành của nó. Máy được đưa vào các trung tâm dạy nghề, các giờ giảng vật lý, khoa học,…
Y học: Công dụng máy được phát huy tích cực nhất trong việc đo sóng não. Nhờ có máy hiện sóng, việc nghiên cứu và phát triển y học bớt đi một số trở ngại.

Hướng dẫn sử dụng máy hiện sóng cơ bản

Để sử dụng bất kì một thiết bị nào, việc đầu tiên bạn cần làm là tìm hiểu chi tiết cấu tạo của máy và các thuật ngữ và thông số mà nhà sản xuất đã đính kèm. Sau đó là thiết lập trạng thái cho thiết bị đó. Đối với máy hiện sóng cũng vậy, bạn cần để ý tới các thuật ngữ sau:

Panel trước gồm:

CRT: nút POWER, INTEN, FOCUS, TRACE ROTATION.
Vertical: CH1 (X), CH2 (Y), AC – GND – DC, VOLTS/DIV, VARIABLE, POSITION, VERT MODE, ALT/CHOP.
Triggering: EXT TRIG IN, SOURCE.
Time base: TIME/DIV, X – Y, SWP.VAR, POSITION, X10 MAG.

Panel sau gồm:

Z AXIS INPUT
CH1 SIGNAL OUTPUT
AC POWER
FUSE c

Cách sử dụng máy hiện sóng cơ bản nhất

Thiết lập cơ bản trước khi sử dụng

Để đo được kết quả chính xác, bạn cần phải thiết lập các thành phần đo để đảm bảo điện áp đầu vào đạt yêu cầu. Bạn cần chỉnh các công tắc và nút điều khiển về các trạng thái như sau:

Công tắc Power ở trạng thái Off;
Nút Inten chuyên dùng để điều chỉnh độ sáng của điểm hoặc tia: thiết lập để ở giữa;
Nút Focus dùng để chỉnh độ nét của hình hiển thị cũng cần đặt ở giữa;
Nút Vert mode, Source: bạn chọn kênh CH1;
Nút Alt/chop, Chi2 inv, Trig.alt: nhấn nhả ra, để hiển thị kênh luân phiên;
Volts/div để ở mức 05V/div;
Variable dùng để tinh chỉnh độ nhạy, bạn chỉnh nút đến vị trí Cal, tương tự nút Swp.var cũng chỉnh về trạng thái đó;
AC-GND-DC: điều chỉnh về trạng thái GND là dùng để khuếch đại dọc tín hiệu vào;
Slope điều chỉnh về hướng dương (+);
Trigger mode để ở chế độ auto;
Time/div đặt ở thời gian quét là 0.5ms/div;
Position có công năng chỉnh vị trí của tia theo phương ngang, bạn cần thiết lập nút ở giữa;
X10 mag dùng để phóng đại 10 lần, lúc đầu chưa dùng tới tính năng này nên bạn để ở chế độ nhả ra.

Cách sử dụng cơ bản máy hiện sóng

Việc hiệu chỉnh nguồn đầu vào được hoàn tất xong và bạn đã nối dây điện vào máy thì có thể áp đo kênh CH1 hoặc CH2 theo các bước bên dưới, gồm:

Bước 1: Bật nút Power sao cho đèn led sáng lên, chú ý trong 60s kể từ lúc bật nguồn, nếu trên màn hình không xuất hiện tia thì bạn cần phải kiểm tra lại bước thiết lập ban đầu. Nếu như trong 20s đầu, tia xuất hiện, nghĩa là quy trình bạn thực hiện đã chuẩn xác;
Bước 2: Vặn nút Focus và Inten để hiệu chỉnh độ sáng và độ nét của hình;
Bước 3: Chỉnh nút Trace Rotation và Position để chỉnh tia ở đường ngang trung tâm;
Bước 4: Nối que đo vào đầu CH1 và 2 Vp-p Cal;
Bước 5: Chỉnh công tắc AC-GND-DC từ vị trí GND sang AC, khi đó trên màn hình sẽ hiển thị sóng;
Bước 6: Để thu được ảnh rõ hơn thì bạn có thể điều chỉnh nút Focus; còn để sóng rõ thì chỉnh Volts/Dĩ và Time/Div đến những vị trí khác nhau;
Bước 7: Đọc điện áp cần đo và trị số thời gian bằng cách chỉnh nút Position.

Cách sử dụng máy hiện sóng đo hai kênh cùng lúc

Trường hợp bạn muốn đo hai kênh cùng một lúc thì cần thay đổi một số nút trong bước thiết lập ban đầu, cụ thể:

Nút Ver Mode bạn phải chỉnh về trạng thái đo 2 kênh Dual, rồi nối hai đầu cần đo vào Cal;
Chỉnh nút AC-GND-DC sang vị trí AC;
Vặn nút Position đến khi trên màn hình hiển thị hai tia rõ ràng.

Sau khi hiệu chỉnh xong thì các bước đo vẫn thực hiện tương tự như cách sử dụng cơ bản trên.