아나로그 오실로스코프 사용방법

[6dbaudio]

블로그 > 연우의 자기계발

http://blog.naver.com/nsesibong/60029862896

지난 시간까지 시퀀스 제어에 대해 네 시간에 걸쳐 학습하셨는데요, 마지막에는 실제 설계 예까지 학습하셨으니 잘 아시겠죠? 이번 시간에는 현장에서 많이 활용되는 오실로스코프에 대해 알아보겠습니다.

이번 장의 학습 내용은

		오실로스코프의 조작
		신호 발생기의 조작
		전압 측정
		전압 측정

입니다.

그럼, 지금부터 오실로스코프 I 에 대한 학습을 시작하겠습니다.

다음은 실험에서 사용하는 오실로스코프(Oscilloscope)의 판넬 그림과 각 조작장치의 판넬 그림입니다. 각 노브의 기능에 대해서 충분히 이해하시고 넘어가길 바랍니다.

각 번호를 클릭하여 각 노브의 기능을 확인하세요.

< 그림16-1 오실로스코프의 전면 >

	INTENSITY
1	이 조정장치는 CRT상의 밝기와 휘도를 조정합니다. 시계방향으로 회전시키면 밝기가 강해집니다. 휘도는 CRT 형광면이 손상되지 않도록 너무 강하게 해서는 안 됩니다.

	FOCUS
2	이 조정장치는 형광면에 예민한 궤적을 얻기 위해 INTENSITY 와 함께 조정하는 것입니다. 이 두 조정장치는 상호작용이 있어서 하나를 조성하면 다른 것을 조정하여야 합니다.

	SCALE ILUM
3	눈금의 밝기를 조정합니다.

	POSITION
4	왼쪽은 CH1 궤적의 수직위치를 조정하는 단자입니다. 오른쪽은 CH2의 궤적의 수직 위치를 조정하는 단자인데 손잡이를 당기면 입력신호의 극성이 반전됩니다.

	VERTICAL MODE
5	CH1, CH2 채널1이나 채널 2의 한 개의 입력만 관측할 때 사용됩니다. 그때의 트리거원은 입력 신호가 됩니다. ADD CH1의 입력 파형과 CH2의 입력 파형의 합 및 차의 신호를 그릴 수 있는 단자이다. 이 스위치를 누르면 두 신호의 합이 나타나고, 찬의 신호를 보려면 이 스위치를 누르고 CH2의 POSITION단자를 당깁니다.

	VOLT/DIV
6	수직입력 신호를 감쇄하는 단자입니다. VOLT/DIV의 제시치는 형광면의 수직 편향의 매눈금에 해당하는 전압을 결정합니다.

	AC-GND-DC
7	이 단자는 수직입력 절환 스위치로써 AC의 경우, 입력 단자 콘덴서가 삽입되어 입력 신호 중 직류성분이 제거되고 교류 성분만이 관측됩니다. DC의 경우 입력단자가 직접 스코프에 직결되어 제거되는 성분 없이 모두 입력되죠. GND의 경우 입력단자는 개방되고 내부증폭기의 입력은 Ground가 영점 조정시 사용됩니다. < 그림 16-2 수직 입력 절환 스위치 >

	INPUT
8	수직 입력신호 연결용 BNC 컨넥터

	HOLD-OFF
9	이것은 소인이 정지하고 있는 시간을 제어하여 소인의 반복 주기를 관측하는 신호의 반복주기와 맞춤으로 파형을 정지시키는 것입니다. < 그림 16-3 홀드오프의 원리 >

	SWEEP MODE
10	소인(SWEEP)방식을 선택하는 스위치 AUTO 오토모드로써 오실로스코프에 가해지는 입력의 트리거신호가 없을 경우 형광면 상에는 아무런 파형도 나타나지 않으므로 측정자의 입장에서는 파형의 위치나 크기를 잘못 추측한 건지 곤란한 경우가 있습니다. 이때 이 모드는 스코프에 가해지는 파형이 없더라도 프리러닝(Free running)하도록 하는 모드이죠. 주파수 50㎐이하의 신호에서도 같은 동작을 합니다. NORM AUTO MODE와는 달리 트리거신호가 없으면 파형은 나타나지 않는 모드입니다. 주로 50㎐이하의 반복신호의 관측에 사용됩니다. SINGLE(PUSH TO RESET) 단발 펄스 등과 같이 1회만 발생하는 현상 또는 간헐적으로 발생하는 신호를 관측할 때 사용됩니다. RESET되기 전까지는 소인회로는 한번만 소인 됩니다. 반복적으로 단 소인하기 위해서는 RESET스위치를 수동으로 조작해야 합니다.

	POSITION
11	궤적(trace)의 수평위치를 조정합니다. 궤적의 형광점은 면을 중앙을 차지하도록 합니다. 이 스위치를 앞으로 당기면 수평 증폭기의 GAIN이 10배로 되면 CRT 관면 소인을 10배로 확대됩니다.

	HORIZONTAL MODE
12	A 주소인, 즉 A 소인 모드로 동작합니다. A INT A 소인 파형을 확대하거나 부분을 선택할 경우 사용됩니다. A소인에 대해서 B 소인부를 밝게 표시합니다. B 지연소인인 B 소인만 표시합니다. 지연소인은 주로 복잡한 파형의 일부를 형광면에서 확대하고 그 시간을 측정하는 기능입니다. B TRIG 연속지연과 동기 지연을 선택하는 스위치 눌러진 상태는 동기 지연이고 눌려지지 않은 상태가 연속지연입니다.

	TIME/DIV
13	파형주기를 변화시킵니다.

	VOLT/DIV
14	수직입력 신호를 감쇄하는 단자입니다. VOLT/DIV의 제시치는 형광면의 수직 편향의 매눈금에 해당하는 전압을 결정합니다.

펑션 제너레이터는 넓은 주파수 범위는 다양한 출력 파형을 제공하는 매우
중요하고도 만능인 계기입니다. 가장 대표적인 출력 파형은 정현, 구형, 삼각,
램프, 펄스파형 이죠. 주파수범위는 보통 수분의 1㎐에서 수백㎑까지 입니다.
이들 정형, 구형, 삼각파는 실험이나 측정에 있어서 기본파형 입니다.

각 번호를 클릭하여 각 노브의 사용방법을 확인하세요.

< 그림 16-8 펑션 제너레이터 >

	FREQUENCY
	이 노브는 RANGE 노브와 조합되어 사용되는데 출력파의 주파수의 유효 숫자 범위로 보면 됩니다. 범위는 1∼10까지로 되어있는데 예를 들어 이 노브가 3을 가르키고 RANGE 노브가 ×10을 가리킨다면 3×10=30㎐ 주파수의 파형이 출력됩니다.

	AMPLITUDE
	다음 그림에서 보듯 교류신호의 주요한 성분으로는 주파수와 진폭을 들 수 있습니다. 이 AMPLITUDE 노브는 진폭을 변화하는 단자로서 정현파와 구형파는 0-8Vp-p 삼각파는 0-6Vp-p로 변화시킬 수 있습니다. < 그림 16-9 정현파 교류 신호 >

오실로스코프에서 가장 빈번히 이용되는 기본 측정인 전압의 기본 측정법을
알아보도록 합시다. 다음과 같이 세 단계를 거치면 간단하게 전압을 측정할 수
있습니다.

다음의 조건에서 전압을 구하라.

조건)
	VOLT/DIV의 놉 눈금의 위치 - 0.2V 놉의 위치 - 1 : 10

① 파형의 높낮이가 몇 칸인가 본다. ② VOLT/DIV을 본다 ③ 놉의 위치를 읽는다.

① 파형의 높낮이가 몇 칸인가 본다.

⇒ 4칸

② VOLT/DIV을 본다.
놉의 눈금의 위치가 0.2V라면
한 눈금이 0.2V라는 의미이므로 4칸은 0.2X0.4=0.8V

③ 놉의 위치를 읽는다.
놉의 위치가 1:10 이므로 0.8X10=8V

따라서 제시한 조건의 전압은 0.8V 입니다.

교류 신호에서 주기와 주파수의 관계는 역수관계 입니다. 즉, 다음과 같은 관계가 성립한다는 말이죠

다음의 조건에서 주기를, 주파수를 구하라.

조건)
	TIME/DIV - 0.2mSec

① 파형의 넓이가 몇 칸인가 본다. ② TIME/DIV의 논금 위치를 본다.

① 파형의 넓이가 몇 칸인가 본다.

⇒ 5칸

② TIME/DIV의 논금 위치를 본다.
TIME/DIV이 0.2이므로
주기 T=0.2X5=1mSec

	1
주파수와 주기는 열수관계이므로 주파수 f=	────	=1KHz 입니다.
	1mSec

지난 시간에는 오실로스코프의 조작과 신호 발생기의 조작,
전압, 주파수 측정에 대해 알아보았습니다.

이번 시간에는 지난 시간에 이어
오실로스코프에 대해 좀 더 자세히 알아보겠습니다.

이번 장의 학습 내용은

전압측정

입니다.

그럼, 지금부터 오실로스코프II 에 대한 학습을 시작하겠습니다.

- Cal에 probe를 연결하면 전압/파형이 제대로 나오는 지 측정 가능  - Function Generator에서 파형 종류(구형파, 삼각파, Sine파) 결정 가능

Function Generator가 없이 오실로스코프만 갖고 전압/파형이 제대로 나오는 지 측정할 때 Cal에 probe를 연결하면 됩니다.

이번에는 Function generator에 대해 조금 더 알아볼까요?

Function generator에서 다음과 같이 파형을 결정할 수 있습니다.

- 계측기 내부저항 때문에 이론값과 측정값의 차이가 남

위의 그림에서 5V는 측정값이 아니고 이론값입니다.
실제 측정갑은 약3.3V가 나오죠. 이렇게 이론값과 측정값이 차이가 나는 이유는
계측기 내부저항(r) 때문입니다.
즉..

10M//10M 병렬이면 합성저항은 5MΩ입니다.

따라서 다음과 같은 회로와 동일 회로가 되죠.

이와 같이 계측기류의 내부저항이 있기 때문에 1M 이상 저항을 사용할 때에는 큰 오차가 발생한다는 것을 고려해야 합니다.

Function Generator의 출력은 AC전원이 나옵니다

에서 OSC로 측정 시 6Vp-p 이고 DVM으로 측정 시 2.21V입니다.
왜 이런 차이가 날까요? OSC의 측정값은 peak to peak입니다.
즉, 최대치이죠. 하지만 우리가 보통 110V, 220V라고 하는 것은 실효값입니다.
최대치과 실효값의 관계는 다음과 같습니다.

위의 파형에서 실효값을 계산해 보면 6Vp-p/2√2 ≒2.12V 가 나오죠?

- 미분회로 : 저항쪽에 출력, 콘덴서쪽에 입력  - 적분회로 : 저항쪽에 입력, 콘덴서쪽에 출력

미분회로의 경유는 콘덴서쪽에 입력이 들어가고 저항쪽에 출력이 나오도록 하면
됩니다.

미분회로의 경우 세리믹 콘덴서를 사용하면 안됩니다. 마일러 콘덴서를 사용해야
하죠.