Máy hiện sóng là gì? Chức năng và cách hoạt động của nó

Máy hiện sóng là công cụ giúp các kỹ sư và thợ điện phân tích tín hiệu điện một cách chính xác và trực quan. Nhờ khả năng hiển thị dạng sóng điện áp theo thời gian, máy hiện sóng hỗ trợ hiệu quả trong quá trình kiểm tra, sửa chữa và nghiên cứu các hệ thống điện, điện tử. Việc hiểu rõ máy hiện sóng là gì không chỉ giúp công việc trở nên dễ dàng hơn mà còn góp phần nâng cao hiệu suất và chất lượng trong từng thao tác kỹ thuật.

1/ Máy hiện sóng (oscilloscope) là gì?

Máy hiện sóng là gì? Máy hiện sóng là thiết bị đo lường điện tử chuyên dụng được sử dụng để hiển thị và phân tích dạng sóng của các tín hiệu điện theo thời gian. Thiết bị này có khả năng chuyển đổi các tín hiệu điện không thể nhìn thấy được thành các đồ thị trực quan trên màn hình, trong đó trục ngang biểu diễn thời gian và trục dọc biểu diễn biên độ điện áp.

Oscilloscope hoạt động dựa trên nguyên lý của cathode ray tube (CRT) trong các mẫu cũ hoặc màn hình LCD/LED trong các mẫu hiện đại. Thiết bị có thể capture và hiển thị các tín hiệu analog hoặc digital với tốc độ rất cao, cho phép kỹ sư phân tích các hiện tượng điện tử phức tạp như nhiễu, méo dạng, và các sự kiện thoáng qua.

Gợi ý cho bạn: Capacitor – Tụ điện là gì? Cấu tạo, ứng dụng và hướng dẫn đo tụ điện chi tiết

2/ Cấu tạo chính của máy đo hiện sóng là gì?

Để hiểu rõ hơn máy hiện sóng là gì, việc nắm được cấu tạo cơ bản của thiết bị là điều cần thiết. Mỗi bộ phận trong máy đều có vai trò riêng, cùng phối hợp để thu nhận, xử lý và hiển thị tín hiệu điện một cách chính xác và trực quan.

2.1 Màn hình hiển thị (Display Screen)

Màn hình hiển thị là giao diện chính giữa người dùng và máy hiện sóng, nơi các tín hiệu điện được thể hiện dưới dạng đồ thị trực quan. Màn hình hiện đại thường sử dụng công nghệ LCD hoặc TFT với độ phân giải cao, cho phép hiển thị nhiều kênh đo đồng thời với các màu sắc khác nhau để dễ dàng phân biệt.

Trên màn hình, các tín hiệu được hiển thị trên lưới ô vuông (graticule) giúp đo lường chính xác các thông số như biên độ và chu kỳ. Các màn hình hiện đại còn có khả năng hiển thị các thông tin bổ sung như giá trị RMS, tần số, và các phép đo tự động khác.

2.2 Bộ phận vào (Input Section)

Đây là nơi tín hiệu được đưa vào máy để bắt đầu quá trình phân tích gồm có 2 phần chính:

• Đầu dò (Probe): Là cầu nối giữa mạch cần đo và máy hiện sóng. Đầu dò thường có trở kháng cao (khoảng 10MΩ), giúp giảm thiểu tác động đến mạch. Có nhiều loại đầu dò như loại thụ động (1x, 10x, 100x), đầu dò chủ động, hay đầu dò vi sai – mỗi loại phù hợp với từng tình huống đo khác nhau.
• Đầu nối BNC (BNC Connector): Là chuẩn kết nối phổ biến, giúp đảm bảo tín hiệu truyền ổn định và ít nhiễu. Thiết kế khóa xoay của đầu nối này cho phép gắn/ráp nhanh chóng và an toàn.

2.3 Bộ phận điều khiển tín hiệu dọc (Vertical Control Section)

Bộ phận điều khiển tín hiệu dọc là phần liên quan đến việc xử lý tín hiệu theo chiều dọc, tức là điện áp của dòng điện. 

• Bộ suy giảm (Attenuator): Giúp điều chỉnh biên độ tín hiệu đầu vào sao cho phù hợp với ngưỡng đo của máy. Việc này hỗ trợ đo chính xác cả tín hiệu lớn và nhỏ.
• Bộ khuếch đại dọc (Vertical Amplifier): Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điện áp để hiển thị rõ ràng hơn. Đây là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến độ nhạy và băng thông của máy.
• Núm Volt/Div: Cho phép điều chỉnh tỉ lệ điện áp trên mỗi ô vuông của màn hình, giúp người dùng “thu phóng” mức độ hiển thị của tín hiệu.
• Núm dịch chuyển dọc: Giúp di chuyển toàn bộ dạng sóng lên hoặc xuống màn hình mà không làm thay đổi độ lớn của tín hiệu, rất tiện khi quan sát nhiều tín hiệu cùng lúc.

2.4 Bộ phận điều khiển tín hiệu ngang (Horizontal Control Section)

Bộ phận điều khiển tín hiệu ngang là thành phần giúp điều chỉnh cách hiển thị tín hiệu theo thời gian, tức chiều ngang của sóng.

• Bộ tạo quét thời gian (Time Base Generator): Tạo ra tín hiệu quét giúp máy hiển thị tín hiệu theo trục thời gian một cách chính xác.
• Núm Time/Div: Xác định mỗi ô vuông trên màn hình tương ứng với bao nhiêu đơn vị thời gian – từ nano giây đến vài giây. Đây là công cụ quan trọng để quan sát rõ những thay đổi nhanh hoặc chậm trong tín hiệu.
• Núm dịch chuyển ngang: Cho phép di chuyển tín hiệu sang trái hoặc phải trên màn hình để theo dõi chi tiết các phần quan trọng của tín hiệu.

2.5 Bộ phận kích hoạt (Trigger Section)

Bộ phận kích hoạt có vai trò là bộ phận giúp tín hiệu hiển thị ổn định, dễ quan sát, giúp cả máy có cơ chế hoạt động đồng bộ, thống nhất. Bộ phận này gồm 1 số thành phần sau:

• Mạch kích hoạt: Xác định điểm bắt đầu để hiển thị dạng sóng, giúp hình ảnh không bị nhấp nháy hay xô lệch.
• Núm mức kích hoạt: Trigger level xác định ngưỡng điện áp mà tín hiệu cần vượt qua để kích hoạt quá trình quét. Việc điều chỉnh chính xác trigger level giúp tạo ra hình ảnh ổn định và dễ quan sát.
• Chế độ kích hoạt: Các chế độ trigger phổ biến bao gồm Auto (tự động kích hoạt), Normal (chỉ kích hoạt khi có tín hiệu), và Single (kích hoạt một lần). Mỗi chế độ phù hợp với các ứng dụng đo lường khác nhau.
• Nguồn kích hoạt: Nguồn kích hoạt có thể là tín hiệu đầu vào, tín hiệu ngoài, hoặc line frequency. Việc lựa chọn nguồn kích hoạt phù hợp giúp tối ưu hóa khả năng quan sát tín hiệu.

2.6 Bộ phận xử lý và điều khiển (Processing and Control Unit)

Đây được xem là “bộ não” của máy hiện sóng, nơi thực hiện toàn bộ quá trình xử lý tín hiệu và điều phối các chức năng hoạt động.

• Bộ chuyển đổi ADC : ADC là tim của digital oscilloscope, có chức năng chuyển đổi tín hiệu analog thành dạng số để xử lý. Chất lượng ADC (bit depth, sampling rate) quyết định đến độ chính xác và băng thông của oscilloscope.
• Bộ nhớ : Memory lưu trữ dữ liệu tín hiệu đã được số hóa, cho phép phân tích sau này. Dung lượng memory càng lớn thì có thể capture được các tín hiệu dài hơn với độ phân giải cao.
• Bộ vi xử lý : Microprocessor điều khiển tất cả các chức năng của oscilloscope, từ giao diện người dùng đến các phép đo tự động. Hiệu suất của vi xử lý ảnh hưởng đến tốc độ cập nh

3/ Nguyên lý hoạt động của máy hiện sóng

Để hiểu sâu hơn về máy hiện sóng là gì, ta cần biết cách thiết bị này vận hành. Quá trình bắt đầu khi đầu dò tiếp nhận tín hiệu từ mạch và truyền vào máy qua đầu nối BNC. Tín hiệu sau đó sẽ được điều chỉnh (suy giảm hoặc khuếch đại) rồi đưa vào bộ chuyển đổi ADC (trong máy số).

Tiếp theo, mạch kích hoạt sẽ xác định thời điểm bắt đầu quét, giúp dạng sóng hiển thị ổn định. Tín hiệu sau đó được vẽ theo trục thời gian (ngang) và điện áp (dọc) thông qua bộ tạo quét và hệ thống điều khiển. Đối với máy số, dữ liệu còn được lưu lại để phân tích chi tiết, giúp người dùng thực hiện các phép đo như biên độ, tần số hay dạng sóng phức tạp khác.

4/ Công dụng của máy hiện sóng 

Hiểu rõ máy hiện sóng là gì sẽ giúp bạn thấy được giá trị thực tiễn của thiết bị này trong nhiều lĩnh vực:

• Chẩn đoán lỗi mạch điện: Phát hiện các vấn đề như nhiễu tín hiệu, méo sóng, hoặc đứt mạch trong thiết bị điện tử.
• Kiểm tra và sửa chữa thiết bị: Hỗ trợ kỹ thuật viên xác định lỗi trong tivi, điện thoại, máy tính, hoặc các hệ thống điện tử khác.
• Nghiên cứu và phát triển: Phân tích tín hiệu trong các dự án viễn thông, thiết kế mạch điện, hoặc hệ thống điều khiển.
• Kiểm tra chất lượng điện năng: Đo lường sóng hài, sụt áp, hoặc các bất thường trong hệ thống điện công nghiệp hoặc gia đình.

5/ Một số dòng thiết bị ghi dạng sóng phổ biến

Hioki là thương hiệu Nhật Bản với hơn 90 năm kinh nghiệm, nổi tiếng với các thiết bị đo lường điện tử đạt tiêu chuẩn quốc tế như IEC 61010. Dưới đây là một số dòng thiết bị ghi dạng sóng và đo lường điện năng được ưa chuộng hiện nay:

• Hioki LR8513 là thiết bị đo và ghi dòng điện đa kênh (lên tới 60 kênh AC/DC), sử dụng công nghệ True RMS, tốc độ lấy mẫu 200 kS/s và kết nối từ xa qua Ethernet, phù hợp cho việc theo dõi tín hiệu liên tục trong thời gian dài.
• Hioki PW3360-21 là thiết bị đo công suất 3 pha chuyên nghiệp với khả năng đo harmonics đến bậc 50, phân tích flicker, unbalance và hiển thị dạng sóng rõ ràng qua màn hình LCD màu 5.7 inch, giúp người dùng hiểu sâu hơn về máy hiện sóng là gì trong ứng dụng thực tiễn.
• Hioki PQ3198 cung cấp khả năng phân tích chất lượng điện năng toàn diện với 4 kênh đo điện áp, 4 kênh dòng điện và hỗ trợ ghi lại các hiện tượng như voltage dip, swell, flicker, phù hợp với các hệ thống công nghiệp yêu cầu chuẩn đo lường cao.
• Hioki MR8827 là data logger đa năng với 30 kênh đo universal, cho phép đo điện áp, dòng, nhiệt độ và nhiều đại lượng khác một lựa chọn lý tưởng cho ai đang học hỏi và mở rộng kiến thức về máy hiện sóng là gì và cách ứng dụng trong thực tế.
• Hioki LR8450-01 là thiết bị đo di động nhỏ gọn với 15 kênh, có thể hoạt động liên tục 30 ngày bằng pin, hỗ trợ wireless và đạt chuẩn chống nước IP67 – phù hợp cho các ứng dụng hiện trường, nơi cần ghi nhanh và chính xác các dạng tín hiệu điện

6/ Địa chỉ mua thiết bị máy hiện sóng chính hãng

Hioki Việt Nam là đại diện chính thức và duy nhất của tập đoàn Hioki tại Việt Nam, với hơn 20 năm kinh nghiệm cung cấp các thiết bị đo lường điện tử chất lượng cao. Công ty cam kết mang đến cho khách hàng những sản phẩm chính hãng 100% từ Nhật Bản, kèm theo dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp và chế độ bảo hành đầy đủ.

Tất cả các thiết bị máy hiện sóng tại Hioki Việt Nam đều được nhập khẩu trực tiếp từ nhà máy, đảm bảo chất lượng nguyên bản và giá cả cạnh tranh. Mỗi sản phẩm đều có giấy chứng nhận và được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi giao đến tay khách hàng.

Đội ngũ kỹ sư của Hioki Việt Nam được đào tạo chuyên sâu tại Nhật Bản, có khả năng tư vấn và hỗ trợ khách hàng từ khâu lựa chọn sản phẩm đến vận hành và bảo trì. Công ty cũng cung cấp dịch vụ hiệu chuẩn định kỳ và đào tạo, hướng dẫn cho người sử dụng.

Mong rằng với những chia sẻ chi tiết trên, bạn đã hiểu bản chất máy hiện sóng là gì.Dù bạn là người mới bắt đầu hay đã có kinh nghiệm, việc hiểu rõ về máy hiện sóng sẽ giúp nâng cao hiệu quả công việc, tiết kiệm thời gian và phát hiện lỗi nhanh chóng hơn. Nếu bạn đang tìm kiếm một thiết bị phù hợp hoặc cần tư vấn chi tiết, đừng ngần ngại liên hệ với Hioki Việt Nam để được hỗ trợ tốt nhất.