Tutkitaan laskukoneen näytön pinniin menevää jännitesignaalia.
Avataan tavallinen funktiolaskin sitä rikkomatta. Piirilevy on usein hyvin yksinkertainen. Keskellä levyä on musta tahna, jonka alla olevassa IC-piirin logiikassa tapahtuu kaikki laskenta. Keskustan ympärillä on muutamia pintaliitoskomponentteja ja LCD-näyttö, jotka on kytketty IC-piiriin jopa useilla kymmenillä vedoilla.
Kuva 1: Avattu laskukone
Työn eteneminen:
1.Kytke oskilloskooppi päälle. Aseta musta tai sininen probe skooppiin ja valitse kohdasta Scope → CH1/2 → CH 1/2 On/Off ylimääräinen kanava pois päältä ja käytettävä kanava päälle. Aseta myöskin kohta CH 1/2 Probe joko arvoon 1X (musta) tai 10X (sininen).
2.Käynnistä avattu laskukone ja kiinnitä maadoitus pariston negatiiviseen napaan. Tarkista, että näytön oikeassa reunassa lukee RUN eikä STOP. Tee seuraavat asetukset Trigger valikkoon: Trigger = Edge, Coupling = DC, Level = noin 500mV. Tee Scope valikkoon seuraavat asetukset: Delay → Time Ref = Cente. Aseta aikaikkunaksi aluksi vaikkapa 500us napista ”s Time ns” ja Säädä pystyskaalaus arvoon 500mV napista ”mV - V”. Arvot näkyvät näytön yläreunassa.
3.Etsi probella näytön pinneistä signaalia kuvan 2 osoittamalla tavalla ja Koeta saada näytölle 1-3 kokonaista pulssia muuttamalla vaaka- ja pystyskaalausta. Autoscale-toiminto etsii sopivat skaalaukset automaattisesti, jos on vaikeuksia löytää signaalia käsin.
Kuva 2: Mittaus käynnissä. Muista kiinnittää probesta lähtevä maadoitusjohto pariston napaan. Kuvassa maadoitus vasemmalla ylhäällä.
4.Esimerkissä pinniin tulee 1,5 voltin signaalia pitkinä pulsseina (Kuva 3). Voidaan olettaa, että se vastaa loogista ykköstä. Pulssien välissä on lyhyt väli, jolloin pinniin ei tule signaalia, eli jännite on nolla volttia. Tämä vastaa loogista nollaa. Tutki miten vaikuttaa signaaliin, jos Scope → CH 1/2 → Coupling on asennossa AC tai DC.
5.Kun olet löytänyt hyvän näköisiä pulsseja, pysäytä kuva napista Run/Stop.
6.Lasketaan löytyvälle signaalille taajuus kursoreiden avulla. Valitse Cursor toiminto pitämällä hetken aikaa nappia Measure pohjassa.
7.Valitse kohtaan Function X Cursor ja kohtaan Mode X1 tai X2. Liikuta nyt kursoria skoopin keskellä olevasta pyöreästä rullasta. Painauttamalla rullaa voi kursoreita säätää joko suurin tai pienin askelin.
Kuva 3: Signaali ja kursoreita (pystyviivat) skoopin näytöllä. Kuvan mittaus on suoritettu moodissa Coupling = AC.
1.Tee seuraavat mittaukset ja laskut esimerkin mukaisesti:
X1 = -1.176 ms
X2 = +0.000 us
X2-X1 = 1.176ms
→ f = 1/1.176 ms = 852 Hz
Näyttö päivittyy siis noin 852 kertaa sekunnissa.
Pinniin tulevien pulssien välissä on hetken aikaa nollajännite. Lasketaan kursoreilla sen kesto. Kannattaa tehdä mittaus uusiksi kohtien 2-3 mukaan ja asettaa aikaikkuna lyhyemmäksi napilla ”s Time ns” niin, että kapea nollapulssi näkyy leveämpänä (Kuva 4). Pysäytä kuva napista Run/Stop ja siirry kursorien liikutteluun pitämällä hetken Measure-näppäintä pohjassa.
Kuva 4: Kapea nollapulssi
X1 = -34.00 ms
X2 = -400.0 ns
X2-X1 = 33.60 us
Voidaan arvailla, että tätä aikaa vastaava taajuus voisi olla laskimen sisäinen kellotaajuus, koska nätön ohjaus ja sitä kautta jännitteen tilojen vaihtelut tapahtuvat synkronisesti kellon tahdissa.
→ f_clk = 1/33.60 us = 29762 Hz = 30 kHz
Lasketaan huvikseen vielä, että kuinka monta kellojaksoa laskukone käy kahden näytön päivityksen välisenä aikana.
1.176 ms / 33.60 us = 35
Vastauksesta sattui tulemaan kokonaisluku, mutta todellisuudessa kursorien rajallisen mittaustarkkuuden takia tulos sisältää todennäköisesti desimaaleja. Jakolasku voidaan tehdä myös taajuuksilla.
29762 / 852 = 34.93...
Jos kiinnostusta riittää, niin tutki vaikuttaako käytettävä probe signaaliin millään tavalla. Tutki
erityisesti nousevia reunoja. Katso kuvaa 5.
Kuva 5: Proben vaikutus laskimen toimintaan.