משקף תנודות: הבדלים בין גרסאות

מתוך מעבדת מבוא בחשמל
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(יצירת הדף)
 
(מחיקת מספר הפרק)
 
(58 גרסאות ביניים של אותו משתמש אינן מוצגות)
שורה 1: שורה 1:
מכשיר מדגם [http://www.ee.bgu.ac.il/~intrlab/lab_number_1/DSO_X%202002A%20USER%20GUIDE.pdf Agilent DSO_X 2002A], כיום קוראים לחברה [http://www.keysight.com Keysight].
+
[[File:DSO-X_2002A.png|thumb|left|450px|<figure id="fig:scop"><caption>DSO-X 2002A Oscilloscope: 70 MHz, 2 Analog Channels</caption></figure>]]
 +
מכשיר מדגם [{{manuals}}/Agilent%20DSO-X%202002A.pdf Agilent DSO-X 2002A], כיום קוראים לחברה [http://www.keysight.com Keysight].
  
 
= מידע כללי =
 
= מידע כללי =
שמו בעברית הוא '''משקף-תנודות''', שמו המלא באנגלית הוא אוסצילוסקופ או בקיצור '''סקופ'''.
+
שמו בעברית הוא '''מַשְׁקֵף-תְּנוּדוֹת''', שמו המלא באנגלית הוא '''[[wikipedia:Oscilloscope|אוֹסִילוֹסְקוֹפּ]]''' או בקיצור '''סְקוֹפּ'''.
  
זהו מכשיר דו-ערוצי המאפשר הצגת האות ומדידת פרמטרים של האות על גבי המסך.
+
מכשיר זה מאפשר שתי פעולות עיקריות:
 +
# הצגה של עד שני אותות בו-זמנית (זהו מכשיר דו-ערוצי) ומדידת הפרמטרים שלהם על גבי המסך.
 +
# לחולל אותות כמו ה[[מחולל אותות]] ע"י לחיצה על הכפתור/נורה <code>Wave Gen</code> באיזור Tools כפי שרואים ב<xr id="fig:scop"/> - במקרה זה האות מופעל דרך יציאת <code>Gen Out</code> (בצד שמאל למטה של ה[[משקף תנודות]] ליד כפתור ההדלקה).
  
= קריאת מסך משקף התנודות =
+
מידע נוסף קיים ב[[נספח הכרת מכשירי מדידה חלק א#משקף תנודות|נספח]], ומידע ממש מפורט ב[{{manuals}}/Agilent%20DSO-X%202002A.pdf מדריך למשתמש]
[[File:Scope-Image.png|thumb|center|450px|תמונת מסך של משקף התנודות בעת מדידת מתח על מעגל יישור]]
+
 
בתמונה לעיל רואים דוגמא של תמונת מסך מהסקופ, להלן פירוט הדברים העיקריים:
+
= קריאת מסך '''משקף-התנודות''' =
 +
[[File:Scope-Image.png|frame|center|<figure id="fig:screenshot"><caption>תמונת מסך של '''משקף-התנודות''' בעת מדידת מתח על מעגל יישור</caption></figure>]]
 +
ב<xr id="fig:screenshot"/> רואים דוגמא של תמונת מסך מה'''סקופ''' עבור [[wikipedia:he:מיישר חצי גל|מעגל יישור חד-דרכי]] (נגד עומס ו[[wikipedia:he:דיודה|דיודה]]), להלן פירוט הדברים העיקריים:
 
# ישנם שני ערוצים:
 
# ישנם שני ערוצים:
## ערוץ 1 בצבע צהוב
+
## ערוץ 1 בצבע צהוב - קצת קשה לראות אך אלו המחזורים החיוביים בלבד של גל הסינוס (המתח על העומס במחזורים החיוביים).
## ערוץ 2 בצבע ירוק
+
## ערוץ 2 בצבע ירוק - קצת קשה לראות אמנם אך אלו המחזורים השליליים בלבד של גל הסינוס (המתח על ה[[wikipedia:he:דיודה|דיודה]] במחזורים השליליים).
## הגל השלישי בצבע סגול הוא חישוב מתימטי אותו עושה הסקופ על שני הערוצים, במקרה זה הוא עושה פעולת חיבור של ערוץ 1 וערוץ 2.
+
## הגל השלישי בצבע סגול הוא חישוב מתימטי אותו עושה ה'''סקופ''' על שני הערוצים, במקרה זה הוא עושה פעולת חיבור של ערוץ 1 וערוץ 2.
# ישנן ארבע מדידות בצד ימין אותן ניתן לבחור מתוך רשימה של עשרות סוגי מדידות:
+
#[[File:ScopeAllMeasurements.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:snapshot"><caption>כל סוגי המדידות ב'''משקף-התנודות'''</caption>, כדי לראות זאת יש ללחוץ על האפשרות Snapshot All בתפריט סוגי-המדידות</figure>]]ישנן ארבע מדידות בצד ימין של <xr id="fig:screenshot"/> אותן ניתן לבחור מתוך רשימה של עשרות סוגי מדידות (כפי שניתן לראות ב<xr id="fig:snapshot"/>):
#* התדר
+
#* Freq - התדר של האות המופיע בסוגריים (ערוץ 1 במקרה זה)
#* מתח RMS כולל רכיב ה-DC
+
#* DCRMS - מתח [[wikipedia:he:שורש ממוצע הריבועים|RMS]] כולל רכיב ה-DC של האות המופיע בסוגריים (ערוץ 1 במקרה זה)
#* מתח RMS לא כולל רכיב ה-DC
+
#* ACRMS - מתח [[wikipedia:he:שורש ממוצע הריבועים|RMS]] לא כולל רכיב ה-DC של האות המופיע בסוגריים (ערוץ 1 במקרה זה)
#* מתח ממוצע, שזהו אך ורק רכיב ה-DC ללא מרכיב ה-AC של ה-RMS.
+
#* Avg - מתח ממוצע, שזהו אך ורק רכיב ה-DC ללא מרכיב ה-AC של האות המופיע בסוגריים (ערוץ 1 במקרה זה)
 +
#* '''הערה''': המתחים קשורים ביניהם עפ"י הנוסחא <math>DCRMS=\sqrt{Avg^2+ACRMS^2}</math>
 
# בצד שמאל למעלה רואים את הספרה 1 עם גג קטן מעליה, זה אומר שהגל של ערוץ 1 הוא במצב INVERT כלומר רואים אותו הפוך ממה שמודדים אותו.
 
# בצד שמאל למעלה רואים את הספרה 1 עם גג קטן מעליה, זה אומר שהגל של ערוץ 1 הוא במצב INVERT כלומר רואים אותו הפוך ממה שמודדים אותו.
 
# בצד ימין למעלה רואים את המאפיינים של הטריגר:
 
# בצד ימין למעלה רואים את המאפיינים של הטריגר:
 
#* רואים שהוא בעליית שעון
 
#* רואים שהוא בעליית שעון
#* רואים שהוא מכוון להסתנכרן על מתח הרשת (האות L מלשון Line)
+
#* רואים שהוא מכוון להסתנכרן על מתח הרשת - האות L מלשון Line (ב<xr id="fig:scop"/> רואים סינכרון על ערוץ 1)
#* לא רואים את המתח ממנו הטריגר מסתנכרן כיוון שבחרנו סינכרון על פי מתח הרשת.
+
#* לא רואים את המתח ממנו הטריגר מסתנכרן כיוון שבחרנו סינכרון על פי מתח הרשת, אך ב<xr id="fig:scop"/> ניתן לראות ששינו אותו למינוס 2.55 מילי-וולט וב<xr id="fig:snapshot"/> הוא 9.05 וולט.
 +
# בצד שמאל רואים שני סימנים (ב<xr id="fig:snapshot"/> רואים זאת בבירור):
 +
#* האות T מציינת את רמת-מתח אות-הדירבון, בנוסף רק בעת שינוי רמת הטריגר ניתן לראות קו-אופקי לאורך כל המסך המציין את רמת-מתח אות-הדירבון (הוא נעלם אחרי כשנייה).
 +
#* סימול האדמה מציין את נקודת הייחוס של 0 וולט אותה ניתן לשנות כדי שניתן יהיה לראות אותות בעלי היסט אשר יוצאים מחוץ לגבולות המסך, ניתן לקבוע נקודת ייחוס שונה לכל שלושת האותות (ערוץ 1, ערוץ 2 וערוץ המתמטיקה).
 +
# בשורה העליונה רואים את ההגדרות של רשת הרקע (Graticule), אם נסתכל על כל המספרים הלבנים מצד שמאל לימין נראה את ההגדרות הבאות:
 +
#* כל קוביה על המסך נקראת DIV מלשון Division
 +
#* גובה כל קוביה של ערוץ 1 הוא 5V, לכן יש לנו חמישה וולט ל-DIV, כלומר על כל המסך רואים 8 קוביות כפול 5V שזה יוצא <math>5\,V\cdot 8=40\,V</math>
 +
#* גובה כל קוביה של ערוץ 2 זהה במקרה זה לערוץ 1 אך לא מחייב
 +
#* תזוזת הגרף בזמן, כרגע מכוון על 0.0s לכן הגרף מתחיל בדיוק מראשית הצירים של המסך - בדיוק באמצע (ב<xr id="fig:scop"/> ניתן לראות תזוזה של 69 מילי-שניות וגם את החץ הכתום בראש המסך שמראה את התזוזה)
 +
#* רוחב כל קוביה של שני הערוצים יחד הוא 10.00ms, לכן יש לנו עשר מילי-שניות ל-DIV, כלומר אם יש על המסך 10 קוביות כפול 10ms מקבלים שרוחב המסך הוא <math>10\,ms\cdot 10=100\,ms=0.1\,s</math> ואם סופרים 5 שיאים של הגלים זה אומר שהתדר הוא <math>f=1/(0.1\,s/5)=50\,Hz</math> כפי שרשום במדידות בצד ימין
 +
#* '''הערה''': רשת הרקע נקראת בלועזית Graticule - ניתן לכוון את עוצמתה ע"י כפתור Display
  
= שמירת תמונת משקף-התנודות =
+
= שמירת תמונת '''משקף-התנודות''' =
 
ישנן שלוש אפשרויות לשמור את התמונות:
 
ישנן שלוש אפשרויות לשמור את התמונות:
# שמירה ישירה על כונן אצבע
+
== שמירה על כונן אצבע ==
#* מכניסים כונן אצבע לשקע ה-USB
+
[[File:ScopeUSBSaveFileType.jpg|thumb|left|upright=1.5|<figure id="fig:usb_save_type"><caption>בחירת סוג קובץ</caption>. בעת שמירה על USB יש לבחור את הסוג המסומן. ניתן לבחור גם BMP אך זה יתפוס יותר מקום ו/או יהיה באיכות פחות טובה. האפשרות הראשונה של scp שומרת רק את ההגדרות לכן <u>אין להשתמש בה</u>, ואילו את שאר האפשרויות ניתן לפתוח רק באמצעות תוכנות מיוחדות.</figure>]]
#* לוחצים Save בצד ימין
+
[[File:ScopeUSBSaveLocation.jpg|thumb|left|upright=1.5|<figure id="fig:usb_save_location"><caption>בחירת מיקום בכונן</caption>. כל עוד לא נבחר מיקום - הכפתור Save יהיה אפור כפי שרואים ב<xr id="fig:usb_save_type"/></figure>]]
#* משתמשים במקשים הרכים (על המסך) לבחירת התיקייה
+
[[File:ScopeUSBSaveProgress.jpg|thumb|left|upright=1.5|<figure id="fig:usb_save_progress"><caption>מד-התקדמות ושם הקובץ השמור</caption>. אם לא רואים זאת - כנראה שמסומן סוג הקובץ הלא רצוי של SCP</figure>]]
#* חשוב מאוד! יש לבחור קובץ PNG! לא להשתמש בברירת המחדל של קובץ SCP כיוון שהוא שומר רק את ההגדרות.
+
 
# שמירה דרך הרשת
+
זוהי האפשרות הכי מהירה - בלחיצת כפתור בודדת שומרים את התמונה.
#* לוחצים על כפתור Utility
+
 
#* בצד שמאל לוחצים על I/O על המסך
+
<u>הכנה לשמירת תמונה:</u>
#* את כתובת ה-IP רושמים בדפדפן במחשב, אם ה-IP לא מופיע צריך לחכות כמה דקות עד שהוא יתעדכן במקרה ורק הדליקו את הסקופ.
+
# מכניסים כונן אצבע לשקע ה-USB.
#* בדפדפן עושים Preview של התמונה
+
# לוחצים על כפתור Save/Recall בצד ימין, כפי שרואים ב<xr id="fig:scop"/>.
#* כל פעם שלוקחים תמונה בדפדפן, הסקופ עושה Stop אוטומטי (כפתור בצבע אדום), לכן צריך ללחוץ על Run (והכפתור הופך בחזרה לירוק).
+
# בוחרים את סוג הקובץ כפי שרואים ב<xr id="fig:usb_save_type"/>. '''חשוב מאוד!''' יש לבחור קובץ <code>PNG</code>! לא להשתמש בברירת המחדל של קובץ <code>SCP</code> כיוון שהוא שומר רק את ההגדרות.
# המוצא האחרון
+
# בוחרים את התיקייה כפי שרואים ב<xr id="fig:usb_save_location"/>.
#* הדרך הכי פחות עדיפה במקרה ושתי הדרכים הקודמות לא פועלות - לצלם בעזרת הטלפון הנייד (או כל מצלמה אחרת).
+
 
#* למקרה שסטודנטים מתעניינים - לא אמורים להעתיק את הגרפים באופן ידני אל המחברת.
+
<u>לכידת תמונה חדשה:</u>
 +
# לוחצים על הכפתור-הרך Save (על המסך בצד ימין) כפי שרואים ב<xr id="fig:usb_save_location"/>, כפתור זה מאופשר רק לאחר בחירת תיקייה.
 +
# רושמים את שם הקובץ המופיע במרכז המסך כפי שרואים ב<xr id="fig:usb_save_progress"/> כדי שנדע בעת הכנת הדו"ח המסכם לקשר בין התמונות והסעיפים המתאימים. '''הערה''': השמירה אמורה להיות איטית יחסית ואמורים לראות מד התקדמות על המסך תוך כדי השמירה כפי שרואים ב<xr id="fig:usb_save_progress"/>, במידה ולא כך הדבר - כנראה שהשמירה לא מתבצעת בהצלחה ולכן רצוי לבדוק אם סוג הקובץ SCP לא מסומן או אם התמונות אכן נשמרו ע"י העברת ה-DiskOnKey אל המחשב.
 +
{{gap}}
 +
 
 +
== שמירה דרך הרשת ==
 +
[[File:ScopeLanSaveIP.png|thumb|left|upright=1.5|<figure id="fig:lan_save_ip"><caption>מציאת כתובת הסקופ</caption>. לוקחים את הכתובת שמסומנת במלבן אדום ורושמים אותה בדפדפן במיקום שמסומן באליפסה כתומה.</figure>]]
 +
[[File:ScopeLanSaveRightClick.png|thumb|left|upright=1.5|<figure id="fig:lan_save_getimage"><caption>לכידת תמונה</caption> מתבצעת ע"י לחיצה על כפתור Get&nbsp;Image, ניתן לשנות את הרקע מצבע שחור לצבע לבן ע"י סימון Invert&nbsp;Graticule (היפוך הרשת) אשר מסומן באליפסה סגולה. ולבסוף לוחצים עם הכפתור הימני של העכבר על התמונה ובוחרים <span dir="ltr">Save Image As...</span> כדי לשמור את התמונה.</figure>]]
 +
[[File:ScopeLanSaveFilename.png|thumb|left|upright=1.5|<figure id="fig:lan_save_filename"><caption>בחירת תיקייה ושם קובץ</caption>. רצוי לבחור תיקייה נוחה כמו שולחן העבודה (Desktop), ושם קובץ מייצג, כמו סוג הגל ו/או הערכים המייחדים אותו.</figure>]]
 +
היתרונות של שיטה זו על השיטה הקודמת:
 +
* האפשרות הכי בטוחה, כיוון שכך נראה את קבצי התמונות שמורים במחשב.
 +
* האפשרות הכי עשירה, כיוון שניתן לשמור תמונות מיוחדות כגון התמונות ב<xr id="fig:snapshot"/> וב<xr id="fig:usb_save_progress"/> מהסיבה הפשוטה שלא צריך להשתמש בתפריטים של ה[[משקף תנודות]] עצמו כדי לשמור ולכן כל החלונות על המסך נשמרים.
 +
 
 +
<u>הכנה לשמירת תמונה:</u>
 +
# לוחצים על כפתור Utility, כפי שרואים ב<xr id="fig:scop"/>.
 +
# על המסך בצד שמאל לוחצים על הכפתור-הרך I/O.
 +
# לוקחים את כתובת ה-IP אשר מסומנת במלבן אדום ב<xr id="fig:lan_save_ip"/>. אם ה-IP לא מופיע צריך לחכות כמה דקות עד שהוא יתעדכן במקרה ורק הדליקו את ה[[משקף תנודות]].
 +
# רושמים את המספרים הללו ב[[wikipedia:he:דפדפן|דפדפן]] במחשב כפי שמסומן באליפסה כתומה ב<xr id="fig:lan_save_ip"/>.
 +
# כדי להעלים את החלון של ה-IP מה[[משקף תנודות]] לוחצים על כפתור Back, כפי שרואים ב<xr id="fig:scop"/> בצד שמאל מעל כפתור ההדלקה.
 +
 
 +
<u>לכידת תמונה חדשה:</u>
 +
# לוחצים ב[[wikipedia:he:דפדפן|דפדפן]] על כפתור Get&nbsp;Image כפי שרואים ב<xr id="fig:lan_save_getimage"/>.
 +
# ניתן לשנות את צבע הרקע משחור ללבן ע"י סימון Invert&nbsp;Graticule (היפוך הרשת) אשר מסומן באליפסה סגולה ב<xr id="fig:lan_save_getimage"/>, זה טוב בעת הדפסת הגרפים (חיסכון בדיו).
 +
# לוחצים על התמונה עם הכפתור הימני של העכבר, מופיע תפריט, בוחרים את אפשרות <span dir="ltr">Save Image As...</span> כפי שמסומן בריבוע אדום ב<xr id="fig:lan_save_getimage"/>.
 +
# נפתח חלון שמירה כפי שרואים ב<xr id="fig:lan_save_filename"/>, לבחור תיקייה נוחה לגישה כגון שולחן-העבודה (Desktop), ושם קובץ הולם כגון השם של צורת הגל וערכיה או אפילו לרשום את מספר/שם הסעיף אליו האיור מתאים.
 +
 
 +
<u>הערה</u>: ניתן לשמור תמונה ב[[wikipedia:he:דפדפן|דפדפן]] גם דרך כפתור Save/Recall אשר נמצא מעל כפתור Get&nbsp;Image, אך יש לשיטה זו כמה חסרונות:
 +
* כל פעם שלוקחים תמונה ב[[wikipedia:he:דפדפן|דפדפן]], ה'''סקופ''' עושה Stop אוטומטי (כפתור בצבע אדום), לכן צריך ללחוץ על Run (והכפתור הופך בחזרה לירוק כפי שרואים ב<xr id="fig:scop"/>).
 +
* עלולים בטעות לבחור סוג קובץ <code>SCP</code> אשר שומר רק את ההגדרות במקום בקובץ <code>PNG</code>.
 +
{{gap}}
 +
 
 +
== צילום ==
 +
<gallery>
 +
LissajousCurveGood.png|<figure id="fig:lissgood" dospan><caption>הטוב</caption></figure>
 +
LissajousCurveBad.png|<figure id="fig:lissbad" dospan><caption>הרע</caption></figure>
 +
LissajousCurveBest.png|<figure id="fig:lissbest" dospan><caption>והמפואר</caption></figure>
 +
</gallery>
 +
זהו המוצא האחרון במידה ושתי הדרכים הקודמות אינן ברות-ביצוע.
 +
 
 +
הדרך הכי פחות עדיפה במקרה ושתי הדרכים הקודמות לא פועלות - לצלם בעזרת הטלפון הנייד (או כל מצלמה אחרת).<br/>ב[[הכרת מכשירי מדידה חלק ב|מעבדה 1ב']] לדוגמא קיים ניסוי למדידה ב[[wikipedia:Lissajous curve|שיטת ליסז'ו]] אשר אמור לְתַצֵּג (to render) אליפסה, אך אם נשתמש בתדר נמוך מדי כמו למשל 159 הרץ כפי שרואים ב<xr id="fig:lissbad"/> - ה[[משקף תנודות|סקופ]] לא יספיק לצייר את האליפסה על המסך עקב גורם אינטגרציה נמוך מדי (integration aperture) ולכן נקבל אליפסה חלקית, במקרה זה קיימות שתי אפשרויות:
 +
# להגדיל את התדר למשהו כמו 1000 הרץ כפי שרואים ב<xr id="fig:lissbest"/> - אך אז נצטרך לשנות את המעגל כדי לשנות את הפרש המופע בין האותות שלו.
 +
# לצלם באמצעות מצלמה חיצונית כפי שרואים ב<xr id="fig:lissgood"/> - האיכות פחות טובה מאשר ב<xr id="fig:lissbest"/> אך עדיין עדיפה על <xr id="fig:lissbad"/>.
 +
 
 +
* למקרה שסטודנטים מתעניינים - לא אמורים להעתיק את הגרפים באופן ידני אל המחברת.
 +
 
 +
= תחילת עבודה עם ה'''סקופ''' =
 +
כדי למנוע בעיות בעבודה עם ה'''סקופ''' יש לפעול כלהלן:
 +
# ללחוץ על Default setup לפני תחילת העבודה כדי לאפס הגדרות (<u>חשוב מאוד</u>: לפעמים ה'''סקופ''' פתאום יפסיק לתפקד טוב גם במהלך העבודה - גל הסינכרון או גלים אחרים יהיו מעוותים כאילו שיש קבל כלשהו שגורם לתגובה אקספוננציאלית כלשהי, גם במקרה זה יש ללחוץ על כפתור Default setup).
 +
# לבדוק שהפרובים מאופסים כפי שרואים בצד ימין למעלה של <xr id="fig:screenshot"/> על הערך DC&nbsp;1.00:1, זה מונע שני דברים:
 +
## שהאות המוצג על ה'''סקופ''' לא יוכפל אלא יציג את הערך האמיתי
 +
## שמרכיב ה-DC של האות לא יונחת ע"י ה'''סקופ'''
 +
#* כדי לאפס הגדרה זו יש ללחוץ על הכפתור של הערוץ (נורה עם הספרה 1 או 2), ואז על המסך ללחוץ על הגדרות ה-Probe ולכוון את מה שצריך
 +
 
 +
= עבודה נכונה עם '''משקף-התנודות''' =
 +
'''חשוב ביותר''': שלושת האדמות של ה'''סקופ''' מקוצרות - ערוץ 1, ערוץ 2 וערוץ הסינכרון החיצוני.
 +
 
 +
[[File:ScopeSetupWrong.svg|left|thumb|upright=2|<figure id="fig:setupwrong"><caption>מערך מדידה לא נכון בחיבור ל'''משקף-התנודות'''</caption> (נוצר באמצעות [http://www.digikey.com/schemeit/ Scheme-It])</figure>]]
 +
לדוגמא אם נחבר [[מחולל אותות]] אל ה'''סקופ''', בהתאם ל<xr id="fig:setupwrong"/>, כיוון ששתי האדמות של רגלי ערוץ 1 וערוץ 2 (מסומנות בצבע שחור) מקוצרות דרך ה'''סקופ''', נגרום לכך שגם הרגל החיובית של ערוץ 2 (בצבע ירוק) תהיה מקוצרת לרגל השלילית של ערוץ 1 ולכן נקצר את הנגד התחתון R2, כתוצאה מכך כל המתח שיוצא מה[[מחולל אותות|מחולל]] ייפול על R1.
 +
 
 +
[[File:ScopeSetupRight.svg|left|thumb|upright=2|<figure id="fig:setupright"><caption>מערך מדידה מתוקן בחיבור ל'''משקף-התנודות'''</caption>: גם האדמות משותפות וגם עושים INVERT ב'''סקופ''' (נוצר באמצעות [http://www.digikey.com/schemeit/ Scheme-It])</figure>]]
 +
כדי לפתור בעיה זו יש לבצע שתי פעולות אותן רואים ב<xr id="fig:setupright"/>:
 +
# לדאוג שכל האדמות של ה'''סקופ''' יהיו מחוברות לאותו המקום.
 +
# ברגע שחיברנו את שני הערוצים בכיוונים הפוכים אחד לשני, כלומר אחד מהם חיברנו בכיוון של זרימת הזרם במעגל, ואילו את השני חיברנו בכיוון מנוגד לזרימת הזרם, לכן נקבל באחד מהם מתח חיובי ובשני נקבל מתח שלילי (במקרה של DC, במקרה של AC נקבל הפרש מופע של 180 מעלות), כדי לפתור בעיה זו צריך לומר ל'''סקופ''' להפוך את אחד הערוצים, פעולה זו נקראת INVERT בשפת-ה'''סקופ''' ועושים אותה ע"י לחיצה על כפתור הערוץ (הנורה של 1 או 2 כפי שרואים ב<xr id="fig:scop"/>) ולאחר מכן בצד שמאל על המסך ישנו כפתור שאומר INVERT, כדי לוודא שאכן כך הדבר - נוצר גג קטן מעל מספר הערוץ בצד שמאל למעלה של המסך כפי שרואים ב<xr id="fig:screenshot"/>.
 +
 
 +
<u>'''הערות'''</u>
 +
* כאשר מחברים את מוצא הסינכרון של ה[[מחולל אותות]] אל כניסת הסינכרון החיצוני של ה'''סקופ''' אנו מקצרים את כל שלושת האדמות יחד, ויש שתי דרכים לפתור בעיה זו:
 +
*# [[File:ScopeSetupCommonGround.svg|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:setuprightcommon"><caption>מערך מדידה בו כל שלושת האדמות מחוברות לאותה נקודת הייחוס</caption> (נוצר באמצעות [http://www.digikey.com/schemeit/ Scheme-It])</figure>]]כל שלושת האדמות חייבות להיות מחוברות לאותו המקום כפי שרואים ב<xr id="fig:setuprightcommon"/>. במקרה זה נהיה חייבים להשתמש במתמטיקה כיוון שערוץ שתיים במקרה זה יראה את המתח <math>V_{R2}</math>, ערוץ אחד יראה את סכום המתחים <math>V_S=V_{R1}+V_{R2}</math>, והמתמטיקה בעזרת הפרש של הערוצים תראה לנו את <math>V_S-V_{R2}=V_{R1}+V_{R2}-V_{R2}=V_{R1}</math> כנדרש.
 +
*# או שלחלופין ניתן לחבר את המחולל דרך [[רכיבים#שנאי בידוד|שנאי בידוד]] שיגרום לאדמה שלו "לצוף" ולכן לא יהיה חיבור גלווני (חיבור ישיר) בין ה[[מחולל אותות]] וה'''סקופ'''.
 +
* למה צריך לקצר את האדמות ולא להשאיר אותן "צפות"?
 +
*# כדי לחסוך את חיבור האדמה, אם כל האדמות מקוצרות אנו יכולים רק לחבר את הרגליים החיוביות (צבעים אדום, צהוב וירוק) ללא הצורך לחבר אדמות בכלל או לחלופין חיבור רק של אחת האדמות, בנוסף ניתן גם לקצר נקודות שונות ע"י רגלי האדמה של הפרובים במקום לחבר בננה באופן ישיר בין נקודות אלו.
 +
*# אם כל המכשירים יהיו מחוברים לאותה נקודת-ייחוס - הם יהיו חסינים יותר לרעש כיוון שכולם יגיבו באותה הצורה ביחס לאותה נקודת אדמה אשר עלולה להשתנות כתוצאה מרעשים.
 +
<br clear="all"/>
 +
 
 +
= מנגנון הסינכרון של '''משקף-התנודות''' =
 +
[[File:Trigger.gif|frame|center|<figure id="fig:unstable"><caption>גל סינוס לא יציב עקב חוסר סינכרון</caption> אשר נגרם כתוצאה מכך שרוחב המסך של ה'''משקף תנודות''' הוא לא כפולה שלמה של זמן-המחזור של האות. בנוסף אם נתייחס לאות-הדירבון (Trigger Level) וסוג דרבון-הקצה (Rising/Falling Edge) נוכל לייצב את התמונה במיקום מאוד מסויים של הגל.<br/>כפי שרואים אפשרויות הסינכרון הן: א') סינכרון של הגל-הצהוב (ערוץ 1 ב'''סקופ'''), ב') מתח-דירבון מסויים אשר ממנו תמיד מתחיל הגל בראשית-הצירים (מרכז המסך), ג') עלייה (הערך משמאל לראשית-הצירים קטן מהערך אשר מימין לראשית-הצירים) או ירידה (הערך משמאל גדול מאשר הערך מימין).<br/>בנוסף, רק בשביל ההמחשה כיוון שבמציאות לא רואים אותו על ה'''סקופ''' (אלא אם כן מחברים אותו לכניסת אחד הערוצים במקום לכניסת הסינכרון-החיצוני), ניתן לראות את הגל-הריבועי שהוא למעשה אות-סינכרון חיצוני (יוצא מיציאת Sync של ה[[מחולל אותות]]), המתחים שלו הם <u>תמיד</u> בין 0 ל-3.3V, הוא <u>תמיד</u> בצורת גל-ריבועי, ותדרו <u>תמיד</u> זהה לחלוטין לתדר-המוצא של ה[[מחולל אותות]] (או זמן הסריקה במקרה ועושים [[מחולל אותות#סריקת תדרים|סריקת תדרים]]).</figure>]]
 +
[[File:NoSincSine.jpg|thumb|upright=2|left|<figure id="fig:nosincsine"><caption>גל סינוס כפול</caption>, נוצר כתוצאה מסינכרון מאוד מהיר - פעם בעליית-שעון ופעם בירידת שעון ועקב כך רואים שני גלי-סינוס מרובדים אחד על השני בהפרש מופע של 180 מעלות</figure>]]
 +
[[File:NonSyncNoise.png|thumb|upright=2|left|<figure id="fig:nosyncnoise"><caption>גל סינוס נמוך ורועש</caption>, עקב כך שהמשרעת שלו מאוד נמוכה הוא צובר הרבה רעשים אשר מפריעים ל'''סקופ''' להסתנכרן על האות ולכן נדרש סינכרון חיצוני במקרה זה כדי לייצב את הגל</figure>]]
 +
 
 +
כאשר מחברים את [[מחולל אותות|מחולל האותות]] אל ה[[משקף תנודות]] ומתקבל גל סינוס לא יציב על המסך כפי שרואים ב<xr id="fig:unstable"/> או אף מקרים חמורים יותר כפי שרואים ב<xr id="fig:nosincsine"/> וב<xr id="fig:nosyncnoise"/>, צריך לגרום לאות להסתנכרן, זאת עושים באמצעות מנגנון הטריגר, לוחצים על כפתור טריגר ובוחרים בצד שמאל את האפשרויות הבאות:
 +
# על איזה ערוץ להסתנכרן?
 +
#* ערוץ 1 - הגל הצהוב.
 +
#* ערוץ 2 - הגל הירוק.
 +
#* ערוץ External - האות אשר מחובר אל ה'''סקופ''' דרך היציאה החיצונית אשר נמצאת בצד האחורי של ה'''סקופ''' בצד שמאל הקיצוני, ניתן למשל לחבר את יציאת הסינכרון של [[מחולל אותות|מחולל האותות]] לשם, מקרים בהם רצוי להסתנכרן עפ"י יציאה זו:
 +
#*# גלים שהתדר שלהם משתנה כמו למשל ב[[מחולל_אותות#סריקת_תדרים|סריקת-תדרים]] ב[[מחולל אותות|מחולל האותות]] כפי שרואים ב<xr id="fig:scop"/>.
 +
#*# גלים מאופננים בהם גל עם תדר נמוך רוכב על גל נושא עם תדר גבוה.
 +
#*# גלים עם מתחים מאוד נמוכים שה'''סקופ''' בקושי יצליח לזהות עקב [[wikipedia:he:SNR|יחס אות לרעש]] נמוך מדי (יותר מדי רעש) כפי שרואים ב<xr id="fig:nosyncnoise"/>.
 +
#* ערוץ Line - סינכרון עפ"י מתח הרשת, מקרה זה טוב עבור מקרים בהם משתמשים במעגלי יישור המבוססים על מתח הרשת כפי שרואים ב<xr id="fig:screenshot"/>.
 +
# איזה סוג סינכרון?
 +
#* [[File:TriggerUp.png|thumb|upright=2|left|<figure id="fig:syncup"><caption>סינכרון בעליית שעון</caption></figure>]]סינכרון בעליית שעון (Rising Edge) כפי שרואים ב<xr id="fig:syncup"/>
 +
#* [[File:TriggerDown.png|thumb|upright=2|left|<figure id="fig:syncdown"><caption>סינכרון בירידת שעון</caption></figure>]]סינכרון בירידת שעון (Falling Edge) כפי שרואים ב<xr id="fig:syncdown"/>
 +
# באיזה מתח (Trigger Level) להתחיל לצייר את הגרף מראשית הצירים?
 +
#* ב<xr id="fig:syncup"/> וב<xr id="fig:syncdown"/>, רואים שבדיוק כשהגל הגיע ל-0V ה'''סקופ''' התחיל לאייר אותו מראשית הצירים.
 +
#* לעומת זאת ב<xr id="fig:screenshot"/>, כיוון שהמתח מיושר ע"י [[wikipedia:he:דיודה|דיודה]] הגרף עלול לא להסתנכרן ולכן צריך לכוון את ה-Trigger Level למתח קצת יותר גבוה מ-0V אך לא גבוה מ-15V כיוון שאז זה יעבור את הגובה של הגל שבאיור והוא שוב לא יצליח להסתנכרן
 +
#* בנוסף נזכיר שוב שכאשר בוחרים את ערוץ Line האפשרות של Trigger Level נעלמת כיוון שהסנכרון מתבצע באופן אוטומטי.
 +
כל האפשרויות שנבחרו מוצגות על מסך '''משקף-התנודות''' בצד ימין למעלה (ונשמרות כמובן בתמונות).
 +
 
 +
 
 +
למידע נוסף על מנגנון הסינכרון:
 +
# פרקים 9-10 ובמיוחד עמודים 113-117 ב[{{manuals}}/Agilent%20DSO-X%202002A.pdf#page=113 מדריך למשתמש].
 +
# המידע ב[[נספח הכרת מכשירי מדידה חלק א#משקף תנודות|נספח]].
 +
<br clear="all"/>
 +
 
 +
== כלי אינטראקטיבי להבנה מעשית של מנגנון הסינכרון ==
 +
זהו כלי הִדּוּדִי (אינטראקטיבי) להבנה טובה יותר של מנגנון הסינכרון של ה'''סקופ'''.
 +
 
 +
לכל תחום ערכים ישנו מַחְלֵק (סליידר) אותו ניתן להזיז באמצעות העכבר (או האצבע עם מסך מגע).
 +
 
 +
ושני כפתורים נוספים לקביעת ערוץ-הדירבון וסוג דרבון-הקצה (עלייה/ירידה).
 +
 
 +
המטרה כאן היא להבין כיצד ייצוב התמונה מתבצע:
 +
# ''מתח אות-הדירבון'' (Trigger Level): חייב להיות בטווח המתחים בו מופעל האות, במרכז המסך על הציר האנכי תופיע הצטלבות של מתח אות-הדירבון והאות הנמדד.
 +
# ''ערוץ הדירבון'' (Source): זהו הערוץ אליו מתח אות-הדירבון מתייחס, האפשרויות הקיימות כאן הן <u>ערוץ 1</u> (Channel 1) או <u>ערוץ 2</u> (Channel 2), אך במציאות זה גם יכול להיות מתח רשת-החשמל (Line) אליה מחובר המכשיר או ערוץ הסינכרון החיצוני (External).
 +
# ''סוג דרבון הקצה'': באיזה כיוון הגל יהיה בזמן העצירה:
 +
#* עליה (Rising Edge): הערך משמאל לראשית הצירים נמוך מאשר הערך מימין לראשית הצירים.
 +
#* ירידה (Falling Edge): הערך משמאל לראשית הצירים גבוה מאשר הערך מימין לראשית הצירים.
 +
 
 +
<div align="center">
 +
<jsxgraph height="600" width="700">
 +
(function(){
 +
var
 +
  do_round = function(value2round) {return Math.round(value2round*100)/100;},
 +
  x_left = -5, x_right = -x_left,
 +
  y = "#ffff00", g = "#00ff00",
 +
  channel_header = 'אות הדרבון מכוון על ';
 +
  channels = ['ערוץ 1', 'ערוץ 2'],
 +
  edges = ['עליית שעון', 'ירידת שעון'],
 +
  brd = JXG.JSXGraph.initBoard('jxgbox', {boundingbox: [x_left, 5, x_right, -5], axis:true, showCopyright:false, showNavigation:false}),
 +
  x1 = 0.5, x2 = 3.5, y1 = -3, step = 0.5,
 +
  xx1 = x_left+0.5, xx2 = xx1+(x2-x1),
 +
  freq = brd.create('slider',[[x1,y1],[x2,y1],[0.1,0.25,2]], {name:'תדר'}),
 +
  a1 = brd.create('slider',[[x1,y1-1*step],[x2,y1-1*step],[0.1,Math.sqrt(2),4]], {name:"ערוץ א'"}),
 +
  a2 = brd.create('slider',[[x1,y1-2*step],[x2,y1-2*step],[0.1,2*Math.sqrt(2),4]], {name:"ערוץ ב'"}),
 +
  shift = brd.create('slider',[[x1,y1-3*step],[x2,y1-3*step],[-360,90,360]], {name:'מופע', withLabel: false, snapWidth: 1}),
 +
  shift_lbl = brd.create('text', [x2+0.1, y1-3*step, function() {return 'זווית מופע=<span dir="ltr">' + shift.Value() + '&deg;</span>';}], {fixed: true, frozen: true}),
 +
  trig_volt = brd.create('slider',[[xx1,y1],[xx2,y1],[-5,4.5,5]], {name:'דירבון', withLabel: false}),
 +
  trig_vol_lbl = brd.create('text', [xx2+0.1, y1, function() {return 'מתח דרבון=<span dir="ltr">' + do_round(trig_volt.Value()) + 'V</span>';}], {fixed: true, frozen: true}),
 +
  trig_channel = true,
 +
  edge = true;
 +
  btn_chan = brd.create('button', [xx1, y1-1*step, channel_header + channels[0], function() {
 +
    trig_channel=!trig_channel;
 +
    f_trig.setAttribute({strokeColor: trig_channel ? y : g});
 +
    var this_id = this.board.container + '_' + this.id + '_button';
 +
    document.getElementById(this_id).innerHTML = channel_header + (trig_channel ? channels[0] : channels[1]);
 +
    }], {fixed: true}),
 +
  btn_edge = brd.create('button', [xx1, y1-2*step, channel_header + edges[0], function() {
 +
    edge=!edge;
 +
    var this_id = this.board.container + '_' + this.id + '_button';
 +
    document.getElementById(this_id).innerHTML = channel_header + (edge ? edges[0] : edges[1]);
 +
    }], {fixed: true}),
 +
  speed = brd.create('slider',[[xx1,y1-3*step],[xx2,y1-3*step],[10,20,99]], {name:'מהירות'}),
 +
  phase = 90,
 +
 
 +
  // trigger level line
 +
  p_trig1 = brd.create('point', [x_left, trig_volt.Value()], {fixed:true, withLabel: false}),
 +
  p_trig2 = brd.create('point', [x_right, trig_volt.Value()], {fixed:true, withLabel: false}),
 +
  f_trig = brd.create('line', [p_trig1, p_trig2], {fixed:true, strokeColor: y, strokeWidth: 5}),
 +
  // Sine wave for Channel #1
 +
  f_ch1 = brd.create('functiongraph',[function(t){
 +
    return a1.Value()*Math.sin(2*Math.PI*freq.Value()*t+phase*Math.PI/180);
 +
  }], {strokeColor: y, strokeWidth: 3}),
 +
  // Sine wave for Channel #2
 +
  f_ch2 = brd.create('functiongraph',[function(t){
 +
    return a2.Value()*Math.sin(2*Math.PI*freq.Value()*t+phase*Math.PI/180+shift.Value()*Math.PI/180);
 +
  }], {strokeColor: g, strokeWidth: 3});
 +
 
 +
// do animation
 +
setInterval(
 +
  function(){
 +
    // check if the trigger is within the correct waveform limits
 +
    var tr=trig_volt.Value(), tr_ok = false;
 +
 
 +
    if(trig_channel) {
 +
      // channel #1
 +
      var abs1 = Math.abs(a1.Value());
 +
      tr_ok = (tr >= -abs1) && (tr <= abs1);
 +
      // get phase
 +
      if (tr_ok) {
 +
        phase = Math.asin(tr / a1.Value()) * 180/Math.PI;
 +
        if (!edge) {
 +
          phase = 180 - phase;
 +
        }
 +
      }
 +
    } else {
 +
      // channel #2
 +
      var abs2 = Math.abs(a2.Value());
 +
      tr_ok = (tr >= -abs2) && (tr <= abs2);
 +
      if (tr_ok) {
 +
        phase = Math.asin(tr / a2.Value()) * 180/Math.PI - shift.Value();
 +
        if (!edge) {
 +
          phase = 180 - phase + - 2 * shift.Value();
 +
        }
 +
      }
 +
    }
 +
    if (!tr_ok) phase += speed.Value();
 +
    phase = phase % 360;
 +
    // move the trigger level line
 +
    p_trig1.moveTo([x_left, trig_volt.Value()]);
 +
    p_trig2.moveTo([x_right, trig_volt.Value()]);
 +
    // update the canvas
 +
    //brd.fullUpdate();
 +
  },
 +
  100);
 +
  })();
 +
</jsxgraph>
 +
</div>

גרסה אחרונה מתאריך 09:54, 26 באוקטובר 2018

איור 1: DSO-X 2002A Oscilloscope: 70 MHz, 2 Analog Channels

מכשיר מדגם Agilent DSO-X 2002A, כיום קוראים לחברה Keysight.

1 מידע כללי

שמו בעברית הוא מַשְׁקֵף-תְּנוּדוֹת, שמו המלא באנגלית הוא אוֹסִילוֹסְקוֹפּ או בקיצור סְקוֹפּ.

מכשיר זה מאפשר שתי פעולות עיקריות:

  1. הצגה של עד שני אותות בו-זמנית (זהו מכשיר דו-ערוצי) ומדידת הפרמטרים שלהם על גבי המסך.
  2. לחולל אותות כמו המחולל אותות ע"י לחיצה על הכפתור/נורה Wave Gen באיזור Tools כפי שרואים באיור 1 - במקרה זה האות מופעל דרך יציאת Gen Out (בצד שמאל למטה של המשקף תנודות ליד כפתור ההדלקה).

מידע נוסף קיים בנספח, ומידע ממש מפורט במדריך למשתמש

2 קריאת מסך משקף-התנודות

איור 2: תמונת מסך של משקף-התנודות בעת מדידת מתח על מעגל יישור

באיור 2 רואים דוגמא של תמונת מסך מהסקופ עבור מעגל יישור חד-דרכי (נגד עומס ודיודה), להלן פירוט הדברים העיקריים:

  1. ישנם שני ערוצים:
    1. ערוץ 1 בצבע צהוב - קצת קשה לראות אך אלו המחזורים החיוביים בלבד של גל הסינוס (המתח על העומס במחזורים החיוביים).
    2. ערוץ 2 בצבע ירוק - קצת קשה לראות אמנם אך אלו המחזורים השליליים בלבד של גל הסינוס (המתח על הדיודה במחזורים השליליים).
    3. הגל השלישי בצבע סגול הוא חישוב מתימטי אותו עושה הסקופ על שני הערוצים, במקרה זה הוא עושה פעולת חיבור של ערוץ 1 וערוץ 2.
  2. איור 3: כל סוגי המדידות במשקף-התנודות, כדי לראות זאת יש ללחוץ על האפשרות Snapshot All בתפריט סוגי-המדידות
    ישנן ארבע מדידות בצד ימין של איור 2 אותן ניתן לבחור מתוך רשימה של עשרות סוגי מדידות (כפי שניתן לראות באיור 3):
    • Freq - התדר של האות המופיע בסוגריים (ערוץ 1 במקרה זה)
    • DCRMS - מתח RMS כולל רכיב ה-DC של האות המופיע בסוגריים (ערוץ 1 במקרה זה)
    • ACRMS - מתח RMS לא כולל רכיב ה-DC של האות המופיע בסוגריים (ערוץ 1 במקרה זה)
    • Avg - מתח ממוצע, שזהו אך ורק רכיב ה-DC ללא מרכיב ה-AC של האות המופיע בסוגריים (ערוץ 1 במקרה זה)
    • הערה: המתחים קשורים ביניהם עפ"י הנוסחא [math]DCRMS=\sqrt{Avg^2+ACRMS^2}[/math]
  3. בצד שמאל למעלה רואים את הספרה 1 עם גג קטן מעליה, זה אומר שהגל של ערוץ 1 הוא במצב INVERT כלומר רואים אותו הפוך ממה שמודדים אותו.
  4. בצד ימין למעלה רואים את המאפיינים של הטריגר:
    • רואים שהוא בעליית שעון
    • רואים שהוא מכוון להסתנכרן על מתח הרשת - האות L מלשון Line (באיור 1 רואים סינכרון על ערוץ 1)
    • לא רואים את המתח ממנו הטריגר מסתנכרן כיוון שבחרנו סינכרון על פי מתח הרשת, אך באיור 1 ניתן לראות ששינו אותו למינוס 2.55 מילי-וולט ובאיור 3 הוא 9.05 וולט.
  5. בצד שמאל רואים שני סימנים (באיור 3 רואים זאת בבירור):
    • האות T מציינת את רמת-מתח אות-הדירבון, בנוסף רק בעת שינוי רמת הטריגר ניתן לראות קו-אופקי לאורך כל המסך המציין את רמת-מתח אות-הדירבון (הוא נעלם אחרי כשנייה).
    • סימול האדמה מציין את נקודת הייחוס של 0 וולט אותה ניתן לשנות כדי שניתן יהיה לראות אותות בעלי היסט אשר יוצאים מחוץ לגבולות המסך, ניתן לקבוע נקודת ייחוס שונה לכל שלושת האותות (ערוץ 1, ערוץ 2 וערוץ המתמטיקה).
  6. בשורה העליונה רואים את ההגדרות של רשת הרקע (Graticule), אם נסתכל על כל המספרים הלבנים מצד שמאל לימין נראה את ההגדרות הבאות:
    • כל קוביה על המסך נקראת DIV מלשון Division
    • גובה כל קוביה של ערוץ 1 הוא 5V, לכן יש לנו חמישה וולט ל-DIV, כלומר על כל המסך רואים 8 קוביות כפול 5V שזה יוצא [math]5\,V\cdot 8=40\,V[/math]
    • גובה כל קוביה של ערוץ 2 זהה במקרה זה לערוץ 1 אך לא מחייב
    • תזוזת הגרף בזמן, כרגע מכוון על 0.0s לכן הגרף מתחיל בדיוק מראשית הצירים של המסך - בדיוק באמצע (באיור 1 ניתן לראות תזוזה של 69 מילי-שניות וגם את החץ הכתום בראש המסך שמראה את התזוזה)
    • רוחב כל קוביה של שני הערוצים יחד הוא 10.00ms, לכן יש לנו עשר מילי-שניות ל-DIV, כלומר אם יש על המסך 10 קוביות כפול 10ms מקבלים שרוחב המסך הוא [math]10\,ms\cdot 10=100\,ms=0.1\,s[/math] ואם סופרים 5 שיאים של הגלים זה אומר שהתדר הוא [math]f=1/(0.1\,s/5)=50\,Hz[/math] כפי שרשום במדידות בצד ימין
    • הערה: רשת הרקע נקראת בלועזית Graticule - ניתן לכוון את עוצמתה ע"י כפתור Display

3 שמירת תמונת משקף-התנודות

ישנן שלוש אפשרויות לשמור את התמונות:

3.1 שמירה על כונן אצבע

איור 4: בחירת סוג קובץ. בעת שמירה על USB יש לבחור את הסוג המסומן. ניתן לבחור גם BMP אך זה יתפוס יותר מקום ו/או יהיה באיכות פחות טובה. האפשרות הראשונה של scp שומרת רק את ההגדרות לכן אין להשתמש בה, ואילו את שאר האפשרויות ניתן לפתוח רק באמצעות תוכנות מיוחדות.
איור 5: בחירת מיקום בכונן. כל עוד לא נבחר מיקום - הכפתור Save יהיה אפור כפי שרואים באיור 4
איור 6: מד-התקדמות ושם הקובץ השמור. אם לא רואים זאת - כנראה שמסומן סוג הקובץ הלא רצוי של SCP

זוהי האפשרות הכי מהירה - בלחיצת כפתור בודדת שומרים את התמונה.

הכנה לשמירת תמונה:

  1. מכניסים כונן אצבע לשקע ה-USB.
  2. לוחצים על כפתור Save/Recall בצד ימין, כפי שרואים באיור 1.
  3. בוחרים את סוג הקובץ כפי שרואים באיור 4. חשוב מאוד! יש לבחור קובץ PNG! לא להשתמש בברירת המחדל של קובץ SCP כיוון שהוא שומר רק את ההגדרות.
  4. בוחרים את התיקייה כפי שרואים באיור 5.

לכידת תמונה חדשה:

  1. לוחצים על הכפתור-הרך Save (על המסך בצד ימין) כפי שרואים באיור 5, כפתור זה מאופשר רק לאחר בחירת תיקייה.
  2. רושמים את שם הקובץ המופיע במרכז המסך כפי שרואים באיור 6 כדי שנדע בעת הכנת הדו"ח המסכם לקשר בין התמונות והסעיפים המתאימים. הערה: השמירה אמורה להיות איטית יחסית ואמורים לראות מד התקדמות על המסך תוך כדי השמירה כפי שרואים באיור 6, במידה ולא כך הדבר - כנראה שהשמירה לא מתבצעת בהצלחה ולכן רצוי לבדוק אם סוג הקובץ SCP לא מסומן או אם התמונות אכן נשמרו ע"י העברת ה-DiskOnKey אל המחשב.


3.2 שמירה דרך הרשת

איור 7: מציאת כתובת הסקופ. לוקחים את הכתובת שמסומנת במלבן אדום ורושמים אותה בדפדפן במיקום שמסומן באליפסה כתומה.
איור 8: לכידת תמונה מתבצעת ע"י לחיצה על כפתור Get Image, ניתן לשנות את הרקע מצבע שחור לצבע לבן ע"י סימון Invert Graticule (היפוך הרשת) אשר מסומן באליפסה סגולה. ולבסוף לוחצים עם הכפתור הימני של העכבר על התמונה ובוחרים Save Image As... כדי לשמור את התמונה.
איור 9: בחירת תיקייה ושם קובץ. רצוי לבחור תיקייה נוחה כמו שולחן העבודה (Desktop), ושם קובץ מייצג, כמו סוג הגל ו/או הערכים המייחדים אותו.

היתרונות של שיטה זו על השיטה הקודמת:

  • האפשרות הכי בטוחה, כיוון שכך נראה את קבצי התמונות שמורים במחשב.
  • האפשרות הכי עשירה, כיוון שניתן לשמור תמונות מיוחדות כגון התמונות באיור 3 ובאיור 6 מהסיבה הפשוטה שלא צריך להשתמש בתפריטים של המשקף תנודות עצמו כדי לשמור ולכן כל החלונות על המסך נשמרים.

הכנה לשמירת תמונה:

  1. לוחצים על כפתור Utility, כפי שרואים באיור 1.
  2. על המסך בצד שמאל לוחצים על הכפתור-הרך I/O.
  3. לוקחים את כתובת ה-IP אשר מסומנת במלבן אדום באיור 7. אם ה-IP לא מופיע צריך לחכות כמה דקות עד שהוא יתעדכן במקרה ורק הדליקו את המשקף תנודות.
  4. רושמים את המספרים הללו בדפדפן במחשב כפי שמסומן באליפסה כתומה באיור 7.
  5. כדי להעלים את החלון של ה-IP מהמשקף תנודות לוחצים על כפתור Back, כפי שרואים באיור 1 בצד שמאל מעל כפתור ההדלקה.

לכידת תמונה חדשה:

  1. לוחצים בדפדפן על כפתור Get Image כפי שרואים באיור 8.
  2. ניתן לשנות את צבע הרקע משחור ללבן ע"י סימון Invert Graticule (היפוך הרשת) אשר מסומן באליפסה סגולה באיור 8, זה טוב בעת הדפסת הגרפים (חיסכון בדיו).
  3. לוחצים על התמונה עם הכפתור הימני של העכבר, מופיע תפריט, בוחרים את אפשרות Save Image As... כפי שמסומן בריבוע אדום באיור 8.
  4. נפתח חלון שמירה כפי שרואים באיור 9, לבחור תיקייה נוחה לגישה כגון שולחן-העבודה (Desktop), ושם קובץ הולם כגון השם של צורת הגל וערכיה או אפילו לרשום את מספר/שם הסעיף אליו האיור מתאים.

הערה: ניתן לשמור תמונה בדפדפן גם דרך כפתור Save/Recall אשר נמצא מעל כפתור Get Image, אך יש לשיטה זו כמה חסרונות:

  • כל פעם שלוקחים תמונה בדפדפן, הסקופ עושה Stop אוטומטי (כפתור בצבע אדום), לכן צריך ללחוץ על Run (והכפתור הופך בחזרה לירוק כפי שרואים באיור 1).
  • עלולים בטעות לבחור סוג קובץ SCP אשר שומר רק את ההגדרות במקום בקובץ PNG.


3.3 צילום

זהו המוצא האחרון במידה ושתי הדרכים הקודמות אינן ברות-ביצוע.

הדרך הכי פחות עדיפה במקרה ושתי הדרכים הקודמות לא פועלות - לצלם בעזרת הטלפון הנייד (או כל מצלמה אחרת).
במעבדה 1ב' לדוגמא קיים ניסוי למדידה בשיטת ליסז'ו אשר אמור לְתַצֵּג (to render) אליפסה, אך אם נשתמש בתדר נמוך מדי כמו למשל 159 הרץ כפי שרואים באיור 11 - הסקופ לא יספיק לצייר את האליפסה על המסך עקב גורם אינטגרציה נמוך מדי (integration aperture) ולכן נקבל אליפסה חלקית, במקרה זה קיימות שתי אפשרויות:

  1. להגדיל את התדר למשהו כמו 1000 הרץ כפי שרואים באיור 12 - אך אז נצטרך לשנות את המעגל כדי לשנות את הפרש המופע בין האותות שלו.
  2. לצלם באמצעות מצלמה חיצונית כפי שרואים באיור 10 - האיכות פחות טובה מאשר באיור 12 אך עדיין עדיפה על איור 11.
  • למקרה שסטודנטים מתעניינים - לא אמורים להעתיק את הגרפים באופן ידני אל המחברת.

4 תחילת עבודה עם הסקופ

כדי למנוע בעיות בעבודה עם הסקופ יש לפעול כלהלן:

  1. ללחוץ על Default setup לפני תחילת העבודה כדי לאפס הגדרות (חשוב מאוד: לפעמים הסקופ פתאום יפסיק לתפקד טוב גם במהלך העבודה - גל הסינכרון או גלים אחרים יהיו מעוותים כאילו שיש קבל כלשהו שגורם לתגובה אקספוננציאלית כלשהי, גם במקרה זה יש ללחוץ על כפתור Default setup).
  2. לבדוק שהפרובים מאופסים כפי שרואים בצד ימין למעלה של איור 2 על הערך DC 1.00:1, זה מונע שני דברים:
    1. שהאות המוצג על הסקופ לא יוכפל אלא יציג את הערך האמיתי
    2. שמרכיב ה-DC של האות לא יונחת ע"י הסקופ
    • כדי לאפס הגדרה זו יש ללחוץ על הכפתור של הערוץ (נורה עם הספרה 1 או 2), ואז על המסך ללחוץ על הגדרות ה-Probe ולכוון את מה שצריך

5 עבודה נכונה עם משקף-התנודות

חשוב ביותר: שלושת האדמות של הסקופ מקוצרות - ערוץ 1, ערוץ 2 וערוץ הסינכרון החיצוני.

איור 13: מערך מדידה לא נכון בחיבור למשקף-התנודות (נוצר באמצעות Scheme-It)

לדוגמא אם נחבר מחולל אותות אל הסקופ, בהתאם לאיור 13, כיוון ששתי האדמות של רגלי ערוץ 1 וערוץ 2 (מסומנות בצבע שחור) מקוצרות דרך הסקופ, נגרום לכך שגם הרגל החיובית של ערוץ 2 (בצבע ירוק) תהיה מקוצרת לרגל השלילית של ערוץ 1 ולכן נקצר את הנגד התחתון R2, כתוצאה מכך כל המתח שיוצא מהמחולל ייפול על R1.

איור 14: מערך מדידה מתוקן בחיבור למשקף-התנודות: גם האדמות משותפות וגם עושים INVERT בסקופ (נוצר באמצעות Scheme-It)

כדי לפתור בעיה זו יש לבצע שתי פעולות אותן רואים באיור 14:

  1. לדאוג שכל האדמות של הסקופ יהיו מחוברות לאותו המקום.
  2. ברגע שחיברנו את שני הערוצים בכיוונים הפוכים אחד לשני, כלומר אחד מהם חיברנו בכיוון של זרימת הזרם במעגל, ואילו את השני חיברנו בכיוון מנוגד לזרימת הזרם, לכן נקבל באחד מהם מתח חיובי ובשני נקבל מתח שלילי (במקרה של DC, במקרה של AC נקבל הפרש מופע של 180 מעלות), כדי לפתור בעיה זו צריך לומר לסקופ להפוך את אחד הערוצים, פעולה זו נקראת INVERT בשפת-הסקופ ועושים אותה ע"י לחיצה על כפתור הערוץ (הנורה של 1 או 2 כפי שרואים באיור 1) ולאחר מכן בצד שמאל על המסך ישנו כפתור שאומר INVERT, כדי לוודא שאכן כך הדבר - נוצר גג קטן מעל מספר הערוץ בצד שמאל למעלה של המסך כפי שרואים באיור 2.

הערות

  • כאשר מחברים את מוצא הסינכרון של המחולל אותות אל כניסת הסינכרון החיצוני של הסקופ אנו מקצרים את כל שלושת האדמות יחד, ויש שתי דרכים לפתור בעיה זו:
    1. איור 15: מערך מדידה בו כל שלושת האדמות מחוברות לאותה נקודת הייחוס (נוצר באמצעות Scheme-It)
      כל שלושת האדמות חייבות להיות מחוברות לאותו המקום כפי שרואים באיור 15. במקרה זה נהיה חייבים להשתמש במתמטיקה כיוון שערוץ שתיים במקרה זה יראה את המתח [math]V_{R2}[/math], ערוץ אחד יראה את סכום המתחים [math]V_S=V_{R1}+V_{R2}[/math], והמתמטיקה בעזרת הפרש של הערוצים תראה לנו את [math]V_S-V_{R2}=V_{R1}+V_{R2}-V_{R2}=V_{R1}[/math] כנדרש.
    2. או שלחלופין ניתן לחבר את המחולל דרך שנאי בידוד שיגרום לאדמה שלו "לצוף" ולכן לא יהיה חיבור גלווני (חיבור ישיר) בין המחולל אותות והסקופ.
  • למה צריך לקצר את האדמות ולא להשאיר אותן "צפות"?
    1. כדי לחסוך את חיבור האדמה, אם כל האדמות מקוצרות אנו יכולים רק לחבר את הרגליים החיוביות (צבעים אדום, צהוב וירוק) ללא הצורך לחבר אדמות בכלל או לחלופין חיבור רק של אחת האדמות, בנוסף ניתן גם לקצר נקודות שונות ע"י רגלי האדמה של הפרובים במקום לחבר בננה באופן ישיר בין נקודות אלו.
    2. אם כל המכשירים יהיו מחוברים לאותה נקודת-ייחוס - הם יהיו חסינים יותר לרעש כיוון שכולם יגיבו באותה הצורה ביחס לאותה נקודת אדמה אשר עלולה להשתנות כתוצאה מרעשים.


6 מנגנון הסינכרון של משקף-התנודות

איור 16: גל סינוס לא יציב עקב חוסר סינכרון אשר נגרם כתוצאה מכך שרוחב המסך של המשקף תנודות הוא לא כפולה שלמה של זמן-המחזור של האות. בנוסף אם נתייחס לאות-הדירבון (Trigger Level) וסוג דרבון-הקצה (Rising/Falling Edge) נוכל לייצב את התמונה במיקום מאוד מסויים של הגל.
כפי שרואים אפשרויות הסינכרון הן: א') סינכרון של הגל-הצהוב (ערוץ 1 בסקופ), ב') מתח-דירבון מסויים אשר ממנו תמיד מתחיל הגל בראשית-הצירים (מרכז המסך), ג') עלייה (הערך משמאל לראשית-הצירים קטן מהערך אשר מימין לראשית-הצירים) או ירידה (הערך משמאל גדול מאשר הערך מימין).
בנוסף, רק בשביל ההמחשה כיוון שבמציאות לא רואים אותו על הסקופ (אלא אם כן מחברים אותו לכניסת אחד הערוצים במקום לכניסת הסינכרון-החיצוני), ניתן לראות את הגל-הריבועי שהוא למעשה אות-סינכרון חיצוני (יוצא מיציאת Sync של המחולל אותות), המתחים שלו הם תמיד בין 0 ל-3.3V, הוא תמיד בצורת גל-ריבועי, ותדרו תמיד זהה לחלוטין לתדר-המוצא של המחולל אותות (או זמן הסריקה במקרה ועושים סריקת תדרים).
איור 17: גל סינוס כפול, נוצר כתוצאה מסינכרון מאוד מהיר - פעם בעליית-שעון ופעם בירידת שעון ועקב כך רואים שני גלי-סינוס מרובדים אחד על השני בהפרש מופע של 180 מעלות
איור 18: גל סינוס נמוך ורועש, עקב כך שהמשרעת שלו מאוד נמוכה הוא צובר הרבה רעשים אשר מפריעים לסקופ להסתנכרן על האות ולכן נדרש סינכרון חיצוני במקרה זה כדי לייצב את הגל

כאשר מחברים את מחולל האותות אל המשקף תנודות ומתקבל גל סינוס לא יציב על המסך כפי שרואים באיור 16 או אף מקרים חמורים יותר כפי שרואים באיור 17 ובאיור 18, צריך לגרום לאות להסתנכרן, זאת עושים באמצעות מנגנון הטריגר, לוחצים על כפתור טריגר ובוחרים בצד שמאל את האפשרויות הבאות:

  1. על איזה ערוץ להסתנכרן?
    • ערוץ 1 - הגל הצהוב.
    • ערוץ 2 - הגל הירוק.
    • ערוץ External - האות אשר מחובר אל הסקופ דרך היציאה החיצונית אשר נמצאת בצד האחורי של הסקופ בצד שמאל הקיצוני, ניתן למשל לחבר את יציאת הסינכרון של מחולל האותות לשם, מקרים בהם רצוי להסתנכרן עפ"י יציאה זו:
      1. גלים שהתדר שלהם משתנה כמו למשל בסריקת-תדרים במחולל האותות כפי שרואים באיור 1.
      2. גלים מאופננים בהם גל עם תדר נמוך רוכב על גל נושא עם תדר גבוה.
      3. גלים עם מתחים מאוד נמוכים שהסקופ בקושי יצליח לזהות עקב יחס אות לרעש נמוך מדי (יותר מדי רעש) כפי שרואים באיור 18.
    • ערוץ Line - סינכרון עפ"י מתח הרשת, מקרה זה טוב עבור מקרים בהם משתמשים במעגלי יישור המבוססים על מתח הרשת כפי שרואים באיור 2.
  2. איזה סוג סינכרון?
    • איור 19: סינכרון בעליית שעון
      סינכרון בעליית שעון (Rising Edge) כפי שרואים באיור 19
    • איור 20: סינכרון בירידת שעון
      סינכרון בירידת שעון (Falling Edge) כפי שרואים באיור 20
  3. באיזה מתח (Trigger Level) להתחיל לצייר את הגרף מראשית הצירים?
    • באיור 19 ובאיור 20, רואים שבדיוק כשהגל הגיע ל-0V הסקופ התחיל לאייר אותו מראשית הצירים.
    • לעומת זאת באיור 2, כיוון שהמתח מיושר ע"י דיודה הגרף עלול לא להסתנכרן ולכן צריך לכוון את ה-Trigger Level למתח קצת יותר גבוה מ-0V אך לא גבוה מ-15V כיוון שאז זה יעבור את הגובה של הגל שבאיור והוא שוב לא יצליח להסתנכרן
    • בנוסף נזכיר שוב שכאשר בוחרים את ערוץ Line האפשרות של Trigger Level נעלמת כיוון שהסנכרון מתבצע באופן אוטומטי.

כל האפשרויות שנבחרו מוצגות על מסך משקף-התנודות בצד ימין למעלה (ונשמרות כמובן בתמונות).


למידע נוסף על מנגנון הסינכרון:

  1. פרקים 9-10 ובמיוחד עמודים 113-117 במדריך למשתמש.
  2. המידע בנספח.


6.1 כלי אינטראקטיבי להבנה מעשית של מנגנון הסינכרון

זהו כלי הִדּוּדִי (אינטראקטיבי) להבנה טובה יותר של מנגנון הסינכרון של הסקופ.

לכל תחום ערכים ישנו מַחְלֵק (סליידר) אותו ניתן להזיז באמצעות העכבר (או האצבע עם מסך מגע).

ושני כפתורים נוספים לקביעת ערוץ-הדירבון וסוג דרבון-הקצה (עלייה/ירידה).

המטרה כאן היא להבין כיצד ייצוב התמונה מתבצע:

  1. מתח אות-הדירבון (Trigger Level): חייב להיות בטווח המתחים בו מופעל האות, במרכז המסך על הציר האנכי תופיע הצטלבות של מתח אות-הדירבון והאות הנמדד.
  2. ערוץ הדירבון (Source): זהו הערוץ אליו מתח אות-הדירבון מתייחס, האפשרויות הקיימות כאן הן ערוץ 1 (Channel 1) או ערוץ 2 (Channel 2), אך במציאות זה גם יכול להיות מתח רשת-החשמל (Line) אליה מחובר המכשיר או ערוץ הסינכרון החיצוני (External).
  3. סוג דרבון הקצה: באיזה כיוון הגל יהיה בזמן העצירה:
    • עליה (Rising Edge): הערך משמאל לראשית הצירים נמוך מאשר הערך מימין לראשית הצירים.
    • ירידה (Falling Edge): הערך משמאל לראשית הצירים גבוה מאשר הערך מימין לראשית הצירים.