Máy hiện sóng là gì? Cấu tạo, nguyên lý và công dụng

Trong những công việc nghiên cứu sản xuất và sửa chữa các loại sóng điện từ, thiết bị điện tử đều cần đến máy hiện sóng để đảm bảo độ chính xác cao. Vậy máy hiện sóng là gì? Cấu tạo máy hiện sóng ra sao? Bạn hãy cùng Máy đo chuyên dụng tìm hiểu chi tiết về thiết bị hiện đại này nhé. 

Máy hiện sóng (oscilloscope) là gì?

Trước khi tìm hiểu chi tiết về máy hiện sóng về cấu tạo, công dụng, bạn chắc chắn sẽ cần hiểu sơ qua về máy hiện sóng là gì? Bạn có thể tìm hiểu thông tin về máy hiện sóng dưới đây. 

Máy oscilloscopehay còn gọi là máy hiện sóng là một thiết bị không thể thiếu trong các lĩnh vực nghiên cứu đo lường sửa chữa và lắp ráp các thiết bị điện tử viễn thông. Bạn có thể hiểu đơn giản máy hiện sóng là thiết bị vẽ đồ thị của một tín hiệu điện hoặc hiển thị đồ thị theo thời gian. 

Trên máy sẽ có màn hình hiển thị với mộ đồ thị bao gồm: trục dọc Y để chỉ mức điện áp, trục nganh X biểu diễn thời gian, trục Z hiển thị cường độ hoặc độ sáng. Đây là mức đồ thị đơn giản, chỉ ra cho người dùng thấy nhiều điều về một tín hiệu. 

Máy oscilloscope là gì?

Trong lĩnh vực điện tử viễn thông hẳn mọi người không thể không biết tới máy oscilloscope (máy hiện sóng). Đây là thiết bị quan trong giúp ích rất nhiều cho các kỹ sư trong quá trình nghiên cứu và sản xuất các sóng điện từ, các thiết bị điện tử viễn thông, máy dùng để đo các dạng tín hiệu và các dạng xung dao động trong môi trường không khí.

Hiện nay máy được chia làm 2 loại chính là máy hiện sóng số và máy hiện sóng tương tự. Máy hiện sóng tương tự làm việc trực tiếp với điện áp đặt vào được đo để di chuyển dòng electron ngang 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.

Xem thêm: Tổng quan về máy hiện sóng Owon

Cấu tạo máy oscilloscope

Cấu tạo máy hiện sóng rất phức tạp bởi đây là một thiết bị hiện đại. Đồng thời, cấu tạo máy hiện sóng còn phụ thuộc vào từng loại thiết bị khác nhau. Tuy nhiên, bạn có thể tham khảo cấu tạo máy oscilloscope cơ bản như sau: 

Hệ thống điều khiển trục dọc

Hệ thống điều khiển trục dọc có nhiệm vụ điều khiển dạng sóng theo phương thẳng đứng. Đồng thời, hệ thống cũng sẽ điều chỉnh tín hiệu, mức điện áp của đầu vào. 

Bạn sẽ thấy trên máy có hai nút điều chỉnh để có thể điều khiển vị trí dọc và vôn/div.  Khi sử dụng nút điều chỉnh dọc, vôn/div sẽ giúp bạn dễ dàng phóng to được một phần của dạng sóng muốn kiểm tra. 

Hệ thống điều khiển trục ngang

Đây là hệ thống có chức chức năng điều khiển dạng sóng theo chiều ngang, đồng thời thu tín hiệu rõ ràng. Hệ thống cũng có chức năng điều khiển được thang thời gian trên màn hình. Khi bạn xoay núm s/div tức là sẽ giảm hoặc phóng to thu nhỏ trong máy hiện sóng thời gian. 

Với hệ thống này, bạn có thể điều chỉnh được chu kỳ của dạng sóng cần kiểm tra. Bạn cũng có thể thu nhỏ hoặc cho hiển thị nhiều mức đỉnh cũng như đáy của tín hiệu. 

Hệ thống triger

Hệ thống triger có nhiệm vụ cho hiển thị điểm bắt đầu của dạng sóng trên màn hình. Nhờ vậy, máy sẽ cho kết quả hiển thị sóng đầy đủ và chi tiết. 

Hệ thống màn hình hiển thị, phím chức năng

Cấu tạo máy hiện sóng chắc chắn không thể thiếu màn hình hiển thị và các phím chức năng, công tắc, núm xoay hiển thị phía trước. Bạn sẽ dễ dàng theo dõi được kết quả kiểm tra thiết bị điện tử hoặc cài đặt các chức năng đo của máy.

Đầu thăm dò

Ngoài ra, máy hiện sóng còn có bộ phận đầu thăm dò để kết nối giữa máy với thiết bị cần kiểm tra. Bộ phận là những thiết bị đầu vào với chức năng truyền tín hiệu từ mạch kiểm tra đến máy hiện sóng. 

Sau khi tìm hiểu về máy hiện sóng là gì, cấu tạo của máy hiện sóng, bạn có thể tham khảo nguyên lý làm việc cũng như ứng dụng của máy hiện sóng. Từ đó, bạn sẽ thấy được tầm quan trọng của thiết bị trong quá trình lắp đặt và sửa chữa máy hiện sóng. 

Xem thêm: Hướng dẫn sử dụng máy hiện sóng đơn giản

Nguyên lý hoạt động của máy hiện sóng

Máy hiện sóng oscilloscope hoạt động trên nguyên tắc sử dụng dòng điện áp cần đo đặt  trực tiếp vào máy để di chuyển dòng electron ngang qua màn hình máy oscilloscope tạo thành các sóng lượn trên màn hình máy.

Khi cần đo tín hiệu của mạch điện, chúng ta có thể nối đầu đo của máy hiện sóng tương tự trực tiếp vào mạch điện, tín hiệu điện áp đi qua đầu đo (dò) tới hệ thống dọc của máy oscilloscope. Các bộ thang do dọc tùy thuộc vào các thiết lập của người sử dụng điều khiển thông qua các nút bấm trên máy như thế nào thì bộ suy hao làm giảm điện áp tín hiệu hoặc là bộ khuếch đại làm tăng điện áp tín hiệu.

Khi điện áp đi vào máy hiện sóng oscilloscope, điện áp được đặt vào các bản lái tia làm cho một điểm sáng di chuyển. Môt dòng electron đập vào lớp phosphor bên trong CRT tạo ra điểm sáng. Điện áp dương làm cho điểm sáng đi lên trong khi điện áp âm làm cho điểm sáng đi xuống.

Tín hiệu cũng đồng thời đi tới hệ thống trigger để khởi động hay kích một “quét ngang”. Quét ngang là một thuật ngữ chỉ việc hệ thống ngang làm cho điểm sáng di chuyển ngang trên màn hình. Việc kích hệ thống ngang gây ra thời gian cơ bản để di chuyển điểm sang ngang trên màn hình từ trái sang phải trong một khoảng thời gian xác định. Nhiều lần quét thành các dãy nhanh làm cho chuyển động của điểm sáng được hợp thành một đường liền nét. Ở các tốc độ cao hơn, điểm sáng có thể quét ngang màn hình lên tới 500,000 lần mỗi giây.

Máy oscilloscope quét ngang và lái dọc vạch tạo ra một đồ thị tín hiệu hoàn chỉnh trên mành hình. Bộ kích khởi là cần thiết để ổn định hóa tín hiệu tuần hoàn. Nó đảm bảo rằng lần quét bắt đầu ở cùng một điểm với tín hiệu tuần hoàn cho chúng ta có thể quan sát tín hiệu một cách trực quan và chính xác trên màn hình chính.
Để có thể sử dụng một máy hiện sóng tương tự, bạn cần điều chỉnh ba thiết lập cơ bản để thích ứng với tín hiệu được đưa vào:

• Việc làm suy giảm hoặc khuếch đại tín hiệu. Dùng điều khiển volts/div để điều chỉnh biên độ của tín hiệu trước khi nó được đặt vào các bản lái tia chiều dọc.
• Thời gian cơ bản. Dùng điều khiển sec/div để thiết đặt độ lớn của thời gian trên mỗi khoảng chia được biển diễn ngang qua màn hình
• Kích khởi động máy đo điện tử. Sử dụng mức kích để ổn định hóa tín hiệu tuần hoàn cũng như việc kích các sự kiện đơn.

Cũng vậy, việc điều chỉnh các điều khiển tiêu cự (Focus) và cường độ cho phép bạn tạo ra hình ảnh sắc nét và dễ nhìn (không bị chói hoặc nhòe).

Công dụng của máy hiện sóng oscilloscope

Máy hiện sóng vô cùng quan trọng và nó được xem là vũ khí lợi hại được nhiều chuyên gia trong lĩnh vực công nghệ, kỹ thuật hay sửa chữa điện tử, viễn thông… lựa chọn và đánh giá cao.

Thiết bị đo điện này được ứng dụng đa dạng với rất nhiều các mục đích khác nhau, cụ thể như nó giúp kiểm tra hình dạng của một nguồn tín hiệu theo thời gian. Ví dụ như, khi thiết bị một mạch dao dộng với hình dáng Sine, tam giác hay bất kỳ một hình nào đó và bạn muốn kiêm tra lại xem giống như thiết bị ban đầu không, máy hiện sóng có thể làm được điều đó.

Ngoài ra, nó còn giúp phân tích, đo lường chi tiết thông số liên quan đến nguồn tín hiệu. Lấy một ví dụ: Khi kiểm tra một dạng sóng bất kỳ sing, thiết bị cũng cho phép cung cấp số đọc dải điện áp, dòng điện, tần số… hay thậm chí là công, trù, nhân chia….

Bên cạnh đó, máy hiện sóng còn được ứng dụng đa dạng trong rất nhiều các lĩnh vực khác. Ví dụ như khi sửa chữa chiếc ampli bị nhiễu tín hiệu ngõ ra, các kênh không đều mà chưa xác định được nguyên nhân là gì, tivi mất nguồn, mất tín hiệu mà bạn đang nghi do mất giao động, nguồn không ổn định… cũng có thể sử dụng thiết bị kiểm tra hiện đại này.

Máy hiện sóng cũng được sử dụng để kiểm tra, phân tích nhiều thiết bị khác như sửa chữa điện thoại di động, các thiết bị viễn thông, điện lạnh, linh kiện, mạch điện tử, bord mạch điều khiển…

Ngoài những tác dụng kể trên thì máy hiện sóng còn mang đến nhiều chức năng khác: tính toán tần số của tín hiệu dao động, chỉ ra phần lỗi làm méo dạng sóng hay tín hiệu như thế nào là một chiều, xoay chiều…

Ngoài chức năng, ứng dụng được sử dụng trong các thiết bị điện tử viễn thông, với những bộ định tuyến, bộ chuyển đổi phù hợp máy oscilloscope còn có thể đo đạc được tất cả các kiểu hiện tượng về vật lí, âm thanh, áp lực cơ khí, áp suất, ánh sáng hoặc nhiệt độ.

Một số máy hiện sóng tốt nhất hiện nay 

Máy hiện sóng số 2 kênh Owon SDS 5032E

Giá tham khảo: 6.200.000 đồng

Owon là thương hiệu nổi bật khi chuyên cung cấp các sản phẩm máy hiện sóng chất lượng, hiện đại, tích hợp nhiều tính năng. Với máy hiện sóng số 2 kênh Owon SDS 5032E bạn hoàn toàn có thể yên tâm trong quá trình sử dụng nhờ thiết kế chắc chắn, gọn nhẹ và dễ dàng sử dụng. 

Máy hiện sóng Owon SDS 5032E sử dụng 4 hàm toán học cộng với FFT và 20 phép đo tự động để phân tích dạng sóng, giúp cho kết quả đo chính xác và việc theo dõi, tạo báo cáo cũng dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, thiết bị còn đi kèm với rất nhiều chức năng khác như băng thông 30 MHz, tốc độ mẫu thời gian thực tối đa là 125 MS / s....

Thiết bị được trang bị màn hình LCD lớn với độ phân giải lên đến  800 × 600 cho phép người dung đọc phép đo dễ dàng, sắc nét. Với kết nối USB ở mặt sau, có thể xuất dữ liệu đo sang máy tính. Với USB ở mặt trước, dữ liệu có thể dễ dàng được lưu trữ trên thẻ USB dưới dạng cả ảnh chụp màn hình và dữ liệu nhị phân.

Máy hiện sóng owon 5032E đảm bảo cho hình ảnh sắc nét

Máy hiện sóng số GW Instek GDS-1102A-U

Giá tham khảo: 9.600.000 đồng

GW Instek GDS-1102A-U cũng là dòng máy hiện số 2 kênh được sản xuất với công nghệ hiện đại đáp ứng các yêu cầu cho công nghiệp cơ bản. Máy hiện sóng GW Instek GDS-1102A-U cung cấp băng thông lên tới 100 MHz, thiết kế giao dự trực quan, màn hình LCD TRT. 

Thiết bị có hoạt động với chế độ lấy mẫu kép, tốc độ lấy mẫu nhanh lên tới 1 GSa/s. Bạn có thể tùy chọn linh hoạt để dễ dàng xử lý các tín hiệu điện. Thiết bị được sử dụng phổ biến trong các cơ sở giáo dục, sản xuất, kiểm tra và bảo trì các thiết bị điện tử. 

Máy hiện sóng số Owon SDS 7072E

Giá tham khảo: 9.000.000 đồng

Cũng giống như Owon SDS 5032E, sản phẩm máy hiện sóng Owon SDS 7072E được trang bị một màn hình lớn, hiển thị TFT phân giải cao (800 x 600 pixels) rộng 8 inch giúp thuận tiện trong quá trình theo dõi kết quả. Sau khi thực hiện đo, thiết bị có khả năng trữ đến 15 lần thuận tiện cho làm báo cáo, so sánh.

Với thiết kế siêu mỏng, chắc chắn và nhỏ gọn, bạn có thể sử dụng máy hiện sóng số Owon SDS 7072E linh hoạt. Nó có thể kết nối với máy tính thông qua cổng kết nối USB. Độ dài bộ nhớ ghi 100 K kỷ lục chiều dài chiều dài cho mỗi kênh cũng là điểm nổi bật không thể bỏ qua ở thiết bị này.

[Thiết kế mỏng nhẹ, Owon SDS 7072E được nhiều khách hàng ưa chuộng]

Máy hiện sóng GW Instek GDS-1052-U

Giá tham khảo: 7.700.000 đồng

GW Instek GDS-1052-U hoạt động với băng thông 50 MHz với 2 kênh để đáp ứng tốt các yêu cầu công nghiệp. Máy có tốc độ lấy mẫu lên tới 250 MSa/ s, độ chính xác cao. 

Thiết bị được trang bị màn hình hiển thị sóng rõ nét để dễ dàng quan sát được đồ thị của các dạng sóng. GW Instek GDS-1052-U còn được trang bị nhiều tính năng hoạt động như: tính toán FFT, nhận sạng tín hiệu, xác định giá trị thời gian và điện áp... 

Máy hiện sóng GDS-1052-U có thiết kế đơn giản, dễ sử dụng. Thiết bị rất thích hợp để cho sinh viên, người mới tiếp xúc và bước đầu sử dụng.

Máy hiện sóng số Owon SDS6062E

Giá tham khảo: 8.550.000 đồng

Owon SDS6062E là phiên bản 60 MHz trong máy hiện sóng dao động cấp nhập cảnh SDS-E. Các máy hiện sóng 2 kênh nhanh này được trang bị màn hình màu 8 " với độ phân giải 800x600 pixel.

Máy có một kết nối USB ở mặt sau để xuất kết quả đo sang PC và kết nối USB ở mặt trước để xuất vào thẻ nhớ USB Kết quả đo có thể được xuất dưới dạng ảnh chụp màn hình hoặc dưới dạng dữ liệu nhị phân.

Máy hiện sóng Owon SDS6062E đa dạng chức năng

Ngoài ra còn có kết nối LAN. Độ phân giải dọc là 8 bit cho tất cả các kiểu SDS-E. Máy hiện sóng này cung cấp đa chức năng, tự động chia tỷ lệ, điều khiển từ xa LAN... phục vụ tốt nhất cho nhu cầu công việc của bạn. Pin lithium dung lượng lớn giúp thiết bị hoạt động bền bỉ, tránh ảnh hưởng đến công việc của bạn.

Trên đây là những thông tin về máy hiện sóng là gì? Cấu tạo máy hiện sóng để giúp bạn có thêm những thông tin hữu ích về thiết bị hiện đại này.Trong quá trình sử dụng máy oscilloscope có điều gì thắc mắc hãy liên hệ trực tiếp đến HOTLINE: 0904.810.817để được tư vấn và giải đáp trong thời gian sớm nhất.