Experimenteren met de oscilliscoop – deel 1

Als je net klaar bent met het bouwen van een schakeling, dan komt het spannende moment om deze aan te sluiten. Zal het werken, of krijgen we de magic smoke?? Voorzichtig draai je de stroombegrenzing van de labvoeding op. Er loopt geen hoge stroom, maar toch werkt het nog niet! Wat nu?

Meestal begin je dan met een inspectie. Zitten alle onderdelen op de juiste plaats, heb je niet per ongeluk de transistor verkeerd aangesloten… ? Als je optisch niks kan ontdekken, dan zul je moeten meten. Zijn alle spanningen in orde, waar loopt een te hoge stroom. Dat kun je nog wel met een multimeter meten. Maar als je een lastiger probleem hebt, dan kan een oscilloscoop uitkomst bieden. En zelfs als je op het eerste gezicht geen probleem denkt te hebben, kan de oscilloscoop je helpen om alles te controleren.

Met een oscilloscoop kunnen elektrische signalen zichtbaar gemaakt worden en kunnen nauwkeurige metingen worden gedaan. Ineens wordt de werking van je schakeling zichtbaar! Dit is niet alleen nuttig bij problemen (zoals hierboven geschetst). Je kan met een oscilloscoop je schakeling ook optimaliseren, controleren, afregelen, etc.

Met dit artikel gaan we wat leuke experimenten doen, om de oscilloscoop te leren kennen. Want in de eerste instantie kan het wat lastig zijn om dit apparaat te gebruiken.

Nota: dit artikel legt niet helemaal uit hoe een oscilloscoop werkt. Wel zullen de meeste functies besproken worden. De hoofdstukken bouwen op, dus als je het op willekeurige volgorde gaat uitproberen, lees dan wel even de voorgaande experimenten. Vraag eventueel een elektronicabegeleider je te helpen bij de eerste experimenten en om de gebruikte functies uit te leggen.

Hier kun je alle apparatuur vinden die we in huis hebben.

Experiment 1 – Gelijkspanning meten

Voorbereiding: Pak een voeding en stel deze in op ca. 3,5V. Meet dit even na met een Multimeter. Sluit een probe aan op een oscilloscoop (analoog of digitaal). Stel het schuifje op de probe in op 1x en in geval van een digitale oscilloscoop moet je dat ook instellen op je actieve kanaal. Zorg dat de trace (lijn) van de oscilloscoop verticaal gezien in het midden staat. Stel de V/div knop in op 1V/div (ieder hokje verticaal gezien staat dan voor 1V). De tijdbasisknop gaan we nu niet gebruiken, maar stel deze zodanig in, dat je geen knipperende trace hebt.

Sluit de probe aan (eventueel met verloopkabeltjes) met de middenpen op de plus (rood) van de voeding en het krokodillenbekje op de min (zwart). Als het goed is, zie je de trace nu 3,5 hokje naar boven schuiven. Speel wat met de voedingsspanning. Ontdek dat ieder hokje verticaal voor 1V verschil staat.

Deze gevoeligheid stel je in met de V/div knop links op het bedienpaneel van de oscilloscoop. Wat is de relatie met de V/div stand en de uitlezing op het scherm? Speel wat met de voedingsspanning om dit te controleren. Ontdek dat dit als het ware een zoomknop is om de juiste hoogte van de spanning te meten. Hoe meer je het passend krijgt in beeld, hoe nauwkeuriger je kan meten.

Haal de probe eens los en stel de verticale position knop een paar hokjes lager in. Je hebt dan meer ruimte om de spanning op te laten lopen, of juist een lagere V/div waarde in te stellen.

Je hebt nu een DC Voltmeter gemaakt van de oscilloscoop!

Experiment 2 – Wisselspanning meten

Pak een functiegenerator. Dit is een apparaat wat een wisselspanning kan opwekken voor het testen van een schakeling (bijvoorbeeld een audioversterker). Stel deze in op 1kHz sinus en kies een willekeurig uitgangsniveau (vrij hoog in elk geval). Sluit de functiegenerator aan op de probe (schuifje op 1x). Stel de tijdbasis van de oscilloscoop in op ca. 0,5 ms/div. Dit is de snelheid waarmee de oscilloscoop de trace schrijft. Dit kun je voorstellen als een denkbeeldige stip, die snel schuift van links naar rechts. De tijdbasis is de tijd die de stip nodig heeft om één hokje naar rechts te verplaatsen. Dit is gerelateerd aan de frequentie van een wisselspanning (f = 1/tijd).

Een voorbeeld van een functiegenerator

Stel de V/div knop zodanig in, dat je een mooie sinus in beeld ziet staan. Draai wat aan de tijdbasis en ontdek dat je eigenlijk aan het inzoomen bent op de sinus. Kies een hogere frequentie op de functiegenerator en pas de tijdbasis aan. Probeer te ontdekken wat de relatie is van de ingestelde tijdbasis en de frequentie van de functiegenerator. Laat je dit eventueel uitleggen door een begeleider.

Een sinusweergave op een digitale oscilloscoop

Schakel daarna de functiegenerator eens naar andere soorten uitgangsspanning, zoals een zaagtand (indien beschikbaar), een blokgolf, etc.

Je hebt nu een AC Voltmeter gemaakt voor verschillende soorten wisselspanningen!

Binnenkort komt deel twee, waarbij we wat schakelingen in elkaar gaan zetten!

Geef een reactie