Осциллограф: зачем, если есть мультиметр
Мультиметр показывает медленно меняющееся среднее. Осциллограф показывает форму: за микросекунды, за наносекунды, с провалами и выбросами. Это разные приборы для разных вопросов.
Когда без осциллографа не обойтись:
— ШИМ: нужно увидеть скважность и частоту, а мультиметр покажет только среднее.
— I2C и SPI: проверить, идут ли импульсы, есть ли ACK, нет ли «залипшей» линии.
— Питание: пульсации, просадки при старте Wi-Fi, выбросы при выключении мотора.
— Дребезг кнопки: импульсы длиной миллисекунды.
— Аналоговый сигнал: шум, наводки 50 Гц, форму.
Базовые параметры приборов: полоса пропускания (для цифровой электроники хватит 20–100 МГц), частота дискретизации (в 5–10 раз выше полосы), число каналов (два — минимум), память (чем больше, тем длиннее можно записать).
Щупы: положение ×1 и ×10. На ×1 полоса падает до 6–10 МГц и ёмкость щупа нагружает схему. На ×10 полоса полная, вход 10 МОм, но сигнал ослаблен в 10 раз — прибор это компенсирует. По умолчанию работай на ×10.
Земляной крокодил: он соединяется с корпусом прибора и с землёй сети. Поэтому нельзя цеплять его на «горячую» точку схемы, питающейся от сети без трансформатора — будет короткое замыкание через прибор. Это классический способ сжечь осциллограф.
Для цифровых протоколов есть более дешёвая альтернатива — логический анализатор за пару тысяч рублей: 8–16 каналов, декодирует I2C, SPI, UART в байты. Форму сигнала он не покажет, но «что в шине» ответит.
Всё, что «иногда глючит», видно только осциллографом: мультиметр усредняет и скрывает причину.
Если осциллографа нет — посмотри на логический анализатор за 1000–2000 рублей и его софт (PulseView/Sigrok). Для I2C и UART этого достаточно на 90 %.
Проверь себя
Мультиметр показывает 2.5 В на выводе ШИМ. Что это значит?
Это среднее значение. Реальный сигнал — прямоугольник 0/3.3 В со скважностью около 76 %. Форма, частота и фронты неизвестны — их нужно смотреть осциллографом.
-
Wikipedia: Noise (electronics)
шум и пульсации, которые видно только осциллографом
-
Хоровиц П., Хилл У. «Искусство схемотехники», гл. 1
глава про измерения и осциллограф