LG OS-5020G 20 MHz ทำเป็น Component Tester แบบ V-I Curve Tracer ได้ โดยใช้โหมด X-Y ร่วมกับ Function Generator ที่มีอยู่ในเครื่อง แล้วต่อคาปาซิเตอร์ผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส วิธีนี้จะเห็น “รูปทรง” ของคาปาซิเตอร์บนจอ และสามารถคำนวณค่าคาปาซิเตอร์ได้
คู่มือของ OS-5020G ระบุว่าเครื่องมีโหมด X-Y โดย CH1 ใช้เป็นแกน X และ CH2 เป็นแกน Y และสามารถใช้ DC coupling ในการทำงาน X-Y ได้
1. หลักการต่อวงจร
แนะนำให้ต่อแบบนี้ก่อนครับ
Function Generator
Sine 100 Hz–1 kHz
│
│
R
1 kΩ / 1%
│
├──────── CH1
│ X
Cx
│
├──────── CH2
│ Y
│
GND
│
Generator GND
แต่เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้น:
- CH1 = แรงดันที่ตกคร่อม R → ใช้เป็นแกน X → แทนกระแส
- CH2 = แรงดันที่ตกคร่อม C → ใช้เป็นแกน Y
- Function Generator → R → C → Ground
ดังนั้น
CH1 ∝ กระแสผ่านคาปาซิเตอร์
เพราะ
I=\frac{V_R}{R}
\]
ส่วน CH2 คือแรงดันที่คาปาซิเตอร์
2. ตั้งปุ่มบน OS-5020G
จากเครื่องของคุณ ให้ตั้งเริ่มต้นดังนี้
HORIZONTAL
TIME/DIV → X-Y
นี่เป็นปุ่มใหญ่ตรงกลางด้านบนของเครื่อง
ไม่ต้องสนใจค่า µs/ms เมื่ออยู่ X-Y เพราะ TIME/DIV จะเปลี่ยนหน้าที่เป็นการเลือกโหมด X-Y
VERTICAL MODE
ตั้งเป็น
CH2
คู่มือ Service Manual ของรุ่นนี้ระบุการตรวจ X-Y โดยตั้ง V-MODE เป็น CH2 และ TIME/DIV เป็น X-Y
ในโหมดนี้:
- CH1 → X-axis
- CH2 → Y-axis
3. CH1 — แกน X
บริเวณด้านล่างซ้ายของเครื่อง
AC-GND-DC ของ CH1
ตั้งเป็น
DC
VOLTS/DIV CH1
เริ่มที่
0.5 V/div
หรือ
1 V/div
ก่อนก็ได้
ถ้ารูปเล็กเกินไปค่อยลดเป็น 0.2 V/div หรือ 0.1 V/div
VARIABLE
ต้องอยู่ตำแหน่ง
CAL
และต้อง กดปุ่ม VARIABLE เข้าไป
อย่าใช้ตำแหน่ง UNCAL เพราะจะทำให้การคำนวณจากจำนวนช่องบนจอผิด
4. CH2 — แกน Y
บริเวณด้านล่างขวา
AC-GND-DC CH2
ตั้งเป็น
DC
VOLTS/DIV CH2
เริ่มที่
0.5 V/div
หรือ 1 V/div
เช่นเดียวกับ CH1
และ
VARIABLE → CAL
5. Function Generator ในเครื่อง
OS-5020G มี Function Generator ในตัวด้วย โดยช่วงความถี่ของเครื่องครอบคลุมตั้งแต่ประมาณ 0.1 Hz ถึง 1 MHz และมี Sine/Square/Triangle
สำหรับทดลองคาปาซิเตอร์ ผมแนะนำให้เริ่มง่าย ๆ:
FUNCTION
เลือก
SINE
RANGE
เลือก
1K
เพื่อให้ได้ช่วงประมาณ 1 kHz
FREQUENCY
ตั้งประมาณ
1 kHz
AMPLITUDE
เริ่มประมาณ
1–2 Vp-p
ก่อนครับ
ไม่ควรเริ่มด้วยแรงดันสูง เพราะเรากำลังทดลองกับอุปกรณ์ที่ไม่ทราบสภาพ
6. TRIGGER ไม่สำคัญในโหมด X-Y
เมื่อใช้ X-Y การ Trigger ไม่ได้ทำหน้าที่เหมือนการดู waveform ปกติ
ดังนั้นตั้งประมาณ:
MODE → AUTO
และ
SOURCE → CH1
หรือถ้าจอไม่แสดงผลนิ่ง สามารถทดลองปรับได้
แต่ตัวสำคัญจริง ๆ คือ
TIME/DIV = X-Y
7. การต่อสายที่สำคัญมาก
สมมุติใช้
R = 1 kΩ
และต้องการทดสอบ C
ให้ต่อ:
FG OUT
│
│
1kΩ
│
├──────── CH1 probe
│
Cx
│
├──────── CH2 probe
│
GND
และ Ground ของ CH1, CH2 และ Function Generator ต้องเป็นจุดเดียวกัน
⚠️ ห้ามนำ Ground clip ของ Probe ไปหนีบคนละจุดที่มีแรงดันต่างกัน เพราะ Ground ของออสซิลโลสโคปแบบนี้เชื่อมกับ Earth Ground
8. จะเห็นอะไรบนจอ?
ตรงนี้สำคัญมากครับ
เมื่อเอา ตัวต้านทาน มาทดสอบ จะเห็นลักษณะเป็นเส้นตรง
Y
│
│ /
│ /
│ /
│/
───────┼──────── X
/
แต่เมื่อเอา คาปาซิเตอร์ มาทดสอบ จะเห็นเป็นลักษณะ วงรี/วงรีเอียง
ประมาณนี้
Y
│
╭─────╮
╭── ──╮
───────┼───────────── X
╰── ──╯
╰─────╯
รูปทรงที่ได้จะเปลี่ยนตาม
- ค่า C
- ความถี่
- ตัวต้านทาน R
- แรงดัน Generator
- ESR ของ capacitor
นี่คือหลักการของ V-I Curve / Component Tester
9. ทำไมคาปาซิเตอร์ถึงเป็นวงรี?
สำหรับคาปาซิเตอร์
I=C\frac{dV}{dt}
\]
เมื่อเราใช้ Sine Wave กระแสจะเหลื่อมเฟสกับแรงดันประมาณ 90°
ดังนั้นเมื่อเอา
กระแส → X
และ
แรงดัน → Y
มาแสดงพร้อมกัน จะเกิดรูปวงรี
ถ้าเป็นคาปาซิเตอร์ในอุดมคติและปรับสเกลเหมาะสมมาก ๆ รูปจะเข้าใกล้เส้นวงกลม
10. วิธีใช้วัดค่า C จริง
ถ้าต้องการใช้สโคปเครื่องนี้ ไม่ได้ดูแค่ดี/เสีย แต่ต้องการประมาณค่า µF ให้ใช้ตัวต้านทานค่าที่ทราบแน่นอน
เช่น
R = 1 kΩ
และ
f = 1 kHz
วัดแรงดัน:
- CH1 = \(V_R\)
- CH2 = \(V_C\)
จากนั้น
I=\frac{V_R}{R}
\]
และ
X_C=\frac{V_C}{I}
\]
ดังนั้น
C=\frac{1}{2\pi fX_C}
\]
หรือรวมเป็นสูตรเดียว:
\boxed{C=\frac{V_R}{2\pi f R V_C}}
\]
โดยต้องใช้ค่าแรงดันที่วัดแบบ Peak-to-Peak ทั้งคู่ได้ เพราะอัตราส่วนของแรงดันยังใช้ได้
11. ตัวอย่างจริง
สมมุติ:
- R = 1 kΩ
- Frequency = 1 kHz
- CH1 วัดได้ \(V_R=0.5V_{pp}\)
- CH2 วัดได้ \(V_C=2.5V_{pp}\)
จะได้
C=
\frac{0.5}
{2\pi(1000)(1000)(2.5)}
\]
ได้ประมาณ
31.8 nF
ดังนั้น capacitor ตัวนั้นจะอยู่ประมาณ
0.032 µF
12. ถ้าเป็นคาปาซิเตอร์ตัวใหญ่ เช่น 100 µF
ตรงนี้ต้องเปลี่ยนความถี่ลงครับ
เพราะ
X_C=\frac{1}{2\pi fC}
\]
ตัวอย่าง:
100 µF ที่ 1 kHz
X_C \approx 1.59\Omega
\]
กระแสจะค่อนข้างสูงเมื่อใช้ R ต่ำ
ไม่เหมาะสำหรับการเริ่มต้น
ผมจะแนะนำประมาณ:
100 Hz
และใช้ R เช่น
1 kΩ
แล้วปรับแรงดัน Generator ต่ำ ๆ
13. ถ้าทดสอบคาปาซิเตอร์บนบอร์ด
อันนี้สำคัญสำหรับงานซ่อมบอร์ดโฟล์คลิฟท์ของคุณครับ
อย่าต่อ Function Generator เข้าไปในบอร์ดที่ยังมีไฟเลี้ยงอยู่
ต้อง:
- ปิดเครื่อง
- ถอดแหล่งจ่าย
- Discharge capacitor
- ตรวจว่าไม่มีแรงดันเหลือ
- จึงต่อวงจรทดสอบ
และถ้า capacitor ยังอยู่บนบอร์ด ค่าอาจผิดเพราะมี
- Resistor ขนาน
- Diode
- IC
- Semiconductor
- Capacitor ตัวอื่น
อยู่ในวงจร
ดังนั้นถ้าจะวัดค่า C จริง ควร ยกขา capacitor ขึ้นอย่างน้อยหนึ่งขา
⭐ ผมแนะนำการตั้งเครื่องของคุณแบบนี้ก่อน
| ปุ่ม | ตั้งค่า |
|---|---|
| TIME/DIV | X-Y |
| V-MODE | CH2 |
| CH1 AC-GND-DC | DC |
| CH2 AC-GND-DC | DC |
| CH1 VOLTS/DIV | 0.5 V/div |
| CH2 VOLTS/DIV | 0.5 V/div |
| CH1 VARIABLE | CAL / กดเข้า |
| CH2 VARIABLE | CAL / กดเข้า |
| Function | SINE |
| Frequency | ประมาณ 1 kHz |
| Amplitude | 1–2 Vp-p เริ่มต้น |
| Trigger | AUTO / CH1 |
| R อนุกรม | 1 kΩ 1% |
