Dao động kí điện tử là thiết bị hiển thị đồ thị của tín hiệu điện theo thời gian. Nó là công cụ không thể thiếu trong phòng thí nghiệm điện tử để "nhìn thấy" tín hiệu.
- Trục dọc (Y): điện áp.
- Trục ngang (X): thời gian.
- Từ số ô của một chu kì và thang thời gian → tính được chu kì và tần số.
- Từ chiều cao đỉnh sóng và thang điện áp → tính được biên độ.
Thí nghiệm tương tác — hãy làm theo từng bước
- 1Chọn dạng "sin": quan sát đồ thị hình sin mượt.
- 2Chọn "vuông": tín hiệu nhảy bậc, thường gặp trong tín hiệu số.
- 3Tăng tần số: các chu kì dày hơn trên màn hình.
Dao động kí điện tử
- Tín hiệu điện áp
- Lưới ô chia (thời gian & điện áp)
- Tần số
- 2.0 Hz
- Biên độ
- 60
- Dạng tín hiệu
- Sin
Dao động kí (oscilloscope) hiển thị dạng đồ thị của tín hiệu điện theo thời gian, giúp quan sát tần số, biên độ và dạng sóng.
Đề bài
Trên dao động kí, một chu kì tín hiệu chiếm 0,02 s. Tính tần số tín hiệu.
Lời giải
f = 1/T = 1/0,02 = 50 Hz.
Vật lý dao động kí quanh em
Dao động kí là "mắt thần" giúp ta nhìn thấy tín hiệu điện vốn vô hình — nó xuất hiện trong phòng thí nghiệm, bệnh viện và cả ngành viễn thông.
Bác sĩ theo dõi nhịp tim trên màn hình máy điện tâm đồ
Máy điện tâm đồ dùng nguyên lí của dao động kí: trục dọc biểu diễn điện áp do tim phát ra, trục ngang biểu diễn thời gian. Mỗi nhịp tim hiện thành một chu kì sóng, và bác sĩ đếm khoảng cách giữa các đỉnh để tính tần số tim theo công thức f = 1/T. Nhìn dạng sóng, bác sĩ phát hiện nhịp bất thường mà không cần phẫu thuật.
Lý thuyết của bài: Từ số ô thời gian của một chu kì trên màn hình suy ra f = 1/T.
Kĩ thuật viên kiểm tra tín hiệu âm thanh trong phòng thu
Kĩ sư âm thanh đưa tín hiệu từ micro vào dao động kí để "nhìn" dạng sóng âm. Biên độ đỉnh sóng cho biết âm to hay nhỏ, còn khoảng cách giữa hai đỉnh liên tiếp cho biết tần số. Nhờ đó họ chỉnh được độ méo, tạp âm và mức tín hiệu trước khi ghi âm.
Lý thuyết của bài: Biên độ đọc theo trục dọc (điện áp), chu kì đọc theo trục ngang.
Sửa chữa tivi, mạch điện tử bằng cách dò tín hiệu từng điểm
Thợ điện tử cầm đầu dò của dao động kí chạm vào từng điểm trong mạch để xem tín hiệu có đúng dạng không. Nếu dạng sóng bị méo, mất xung hoặc sai tần số so với chuẩn, họ khoanh vùng được linh kiện hỏng. Đây là công cụ chẩn đoán không thể thiếu khi sửa thiết bị điện tử.
Lý thuyết của bài: Dạng sóng trên màn hình phản ánh trực tiếp tín hiệu theo thời gian.
Kiểm tra chu kì xung nhịp trong máy tính và thiết bị số
Trong thiết bị số, xung nhịp quyết định tốc độ xử lý, thường là tín hiệu vuông tần số cao. Dao động kí cho thấy các bậc nhảy lên xuống của xung, giúp kĩ sư đo chu kì một xung rồi suy ra tần số. Nếu xung nhịp không đều, mạch sẽ chạy sai, nên việc quan sát dạng xung là bước kiểm tra bắt buộc.
Lý thuyết của bài: Tín hiệu vuông là các bậc nhảy; đo chu kì xung để suy ra tần số.
Kĩ sư viễn thông đo tần số sóng mang của trạm phát
Sóng mang vô tuyến có tần số rất cao, và dao động kí (hoặc máy phân tích phổ dựa trên nó) giúp hiển thị tín hiệu để kiểm tra. Đếm số chu kì trong một khoảng thời gian trên màn hình, ta xác định được tần số thực tế của sóng. Việc này đảm bảo trạm phát đúng kênh và không gây nhiễu các trạm khác.
Lý thuyết của bài: Tần số = số chu kì chia cho thời gian quan sát trên màn hình.
Vì sao đọc được chu kì và tần số từ màn hình dao động kí?
Trực giác:Màn hình dao động kí chia thành các ô vuông có thang thời gian cho trước (ví dụ 1 ms mỗi ô). Đếm số ô mà một chu kì sóng chiếm được, nhân với thang thời gian, ta có chu kì. Từ chu kì suy ra tần số bằng f = 1/T.
- 1Trục ngang có thang thời gian Δt (thời gian ứng với mỗi ô), thường hiển thị ở núm điều chỉnh TIME/DIV.
- 2Đếm số ô n mà một chu kì tín hiệu chiếm chọn trên màn hình, từ đỉnh sóng này đến đỉnh sóng kề tiếp.
- 3Nhân số ô với thang thời gian để được chu kì: T = n × Δt.
- 4Từ chu kì, tính tần số bằng công thức f = 1/T; muốn đọc biên độ thì nhân số ô theo trục dọc với thang điện áp VOLT/DIV.
- 5Kiểm chứng: nếu một chu kì chiếm 4 ô và mỗi ô ứng với 5 ms, thì T = 4 × 5 = 20 ms = 0,02 s, suy ra f = 1/0,02 = 50 Hz.
Ý nghĩa: Màn hình dao động kí chính là một "thước đo" tín hiệu: trục ngang đo thời gian, trục dọc đo điện áp. Chỉ cần đếm số ô nhân với thang tương ứng, ta tìm được chu kì, tần số và biên độ của tín hiệu — đó là lí do dao động kí trở thành công cụ quan sát tín hiệu không thể thay thế.