Gli oscilloscopi sono strumenti di prova essenziali che consentono a ingegneri e tecnici di monitorare le forme d’onda elettriche. Utilizzando gli oscilloscopi, è possibile identificare rapidamente qualsiasi problema all’interno di un circuito elettronico, facilitando la produzione, la manutenzione e la riparazione dei dispositivi elettronici.
1. Che cos’è un oscilloscopio?
L’oscilloscopio è uno strumento utilizzato per visualizzare e analizzare la forma d’onda dei segnali elettrici. In genere, gli oscilloscopi visualizzano forme d’onda di corrente alternata (AC) o di corrente continua pulsante (DC) sotto forma di un grafico in cui il tempo viene visualizzato da sinistra a destra sulla scala orizzontale e la tensione istantanea sulla scala verticale.
2. Come funziona un oscilloscopio?
Gli oscilloscopi misurano le caratteristiche relative alla temporizzazione e alla tensione:
Temporizzazione:
Frequenza e periodo
È il numero di volte che una forma d’onda si ripete al secondo. Il periodo è il numero di secondi che impiega ogni forma d’onda che si ripete.
Ciclo di lavoro
La percentuale di un periodo in cui un’onda è positiva o negativa. Misurato come rapporto, il ciclo di lavoro indica per quanto tempo un segnale è “acceso” rispetto a quanto tempo è “spento” in ogni periodo.
Tempo di salita e discesa
Quando un segnale si sposta da un punto basso a un punto alto, si parla di tempo di salita e, all’inverso, di tempo di discesa. La misurazione di questo movimento è utile per calcolare la velocità di risposta di un circuito ai segnali.
Tensione:
Ampiezza
L’ampiezza di un segnale rappresenta la sua intensità. L’ampiezza da picco a picco misura la differenza assoluta tra il punto di massima tensione e quello di minima tensione di un segnale. Al contrario, l’ampiezza di picco indica l’intensità massima del segnale rispetto a 0V.
Tensioni massime e minime
Gli oscilloscopi misurano con precisione quanto alta e quanto bassa è la tensione di un segnale, permettendo un’analisi accurata delle sue variazioni.
Tensione media e valore medio
Si tratta della media generale di un segnale, oppure della media calcolata considerando solo le tensioni massime o minime del segnale.
3. A cosa serve un oscilloscopio?
Ideale per il collaudo, la risoluzione dei problemi e la ricerca, l’oscilloscopio consente di monitorare le variazioni di segnale nei circuiti nel tempo. È uno strumento indispensabile tanto per controllare le schede dei circuiti stampati (PCB) quanto per identificare guasti, problemi di I/O e errori di temporizzazione. Oltre a misurare tensione e temporizzazione, se utilizzato con un trasduttore (che converte un tipo di energia in un altro), l’oscilloscopio può misurare una vasta gamma di parametri.
Gli oscilloscopi, straordinariamente versatili, sono un’apparecchiatura essenziale utilizzata da una vasta gamma di professionisti, tra cui i tecnici automobilistici, i ricercatori nei laboratori, i produttori di telefoni cellulari e gli ingegneri dell’industria militare e dell’aviazione, solo per citarne alcuni. Vengono utilizzati anche per i test di conformità, quando un’uscita deve soddisfare determinati standard.
Gli oscilloscopi sono relativamente semplici da usare e sono disponibili in un’ampia gamma di modelli che offrono funzionalità sia di base che estese”. Di conseguenza, sono utili sia per i professionisti della manutenzione che per l’uso domestico.
4. Che aspetto ha un oscilloscopio?
Gli oscilloscopi digitali presentano una serie di caratteristiche sul pannello frontale, tra cui:
- Display: occupa gran parte della superficie esterna dell’oscilloscopio ed è il punto in cui viene visualizzata la forma d’onda. I display più grandi sono più facili da vedere e consentono all’utente di monitorare i vari elementi della forma d’onda in modo più efficace.
- Connettori: sul pannello frontale sono presenti diversi connettori che consentono di visualizzare gli ingressi di ciascun canale. Spesso gli oscilloscopi dispongono di più di un canale e molti offrono canali doppi, in modo da poter visualizzare due segnali contemporaneamente e poterli confrontare.
- Controlli: comprendono:
- Guadagno verticale/sensibilità di ingresso del segnale: misurato in V/cm, dove ogni divisione verticale rappresenta un numero di volt.
- Timebase: modifica la velocità con cui la traccia attraversa orizzontalmente lo schermo.
- Innesco: consente di stabilizzare le forme d’onda ripetitive. I diversi tipi di sistemi di innesco includono: innesco a bordo, a soglia, a pendenza e a impulsi che rispondono a condizioni specifiche.
5. Considerazioni sulla scelta dell’oscilloscopio
Con i numerosi modelli di oscilloscopio presenti sul mercato, scegliere il dispositivo migliore per la propria applicazione può essere un compito difficile. Per decidere quale sia il modello più adatto alle vostre esigenze, è necessario prendere in considerazione una serie di fattori, tra cui i seguenti:
Tipo di oscilloscopio
Il modo in cui viene utilizzato un oscilloscopio determina il tipo di modello migliore per il vostro oscilloscopio. Disponibile in versioni da banco, portatili e basate su PC, la portabilità e le dimensioni possono essere una considerazione importante a seconda dell’applicazione prevista.
Larghezza di banda
Poiché la gamma di frequenze misurate da un oscilloscopio può variare notevolmente, è essenziale per i professionisti della manutenzione assicurarsi che il dispositivo scelto abbia una larghezza di banda adeguata. L’uso previsto dell’oscilloscopio determina la larghezza di banda necessaria, che può variare da 50 MHz a 100 GHz.
Frequenza di campionamento
Si riferisce al numero di campioni che un oscilloscopio può ottenere al secondo. I dispositivi in grado di raccogliere un numero maggiore di campioni visualizzano la forma d’onda in modo più chiaro e accurato.
Integrità del segnale
L’integrità del segnale di un oscilloscopio indica la capacità dell’apparecchiatura di rappresentare accuratamente la forma d’onda. Le modalità di utilizzo dell’oscilloscopio determinano in larga misura l’importanza della precisione e dell’accuratezza delle misure.
Canali
Gli oscilloscopi hanno ingressi che possono essere analogici o digitali. In genere, per ogni oscilloscopio sono disponibili da 2 a 4 canali analogici.
Compatibilità delle sonde
Le sonde per oscilloscopi vengono utilizzate per collegare gli oscilloscopi ai dispositivi da testare. Con un’ampia scelta di sonde disponibili (sia attive che passive), è sempre più importante assicurarsi che l’oscilloscopio sia compatibile con il tipo di sonda di cui si ha bisogno per eseguire test specifici.
Applicazioni
Quando si testano i circuiti elettrici e si isolano eventuali errori, le applicazioni per l’analisi dei segnali, la decodifica dei protocolli e i test di conformità possono migliorare l’uso degli oscilloscopi. Poiché non tutti gli oscilloscopi sono compatibili con tutte le applicazioni, la ricerca delle applicazioni pertinenti è essenziale per garantire che il dispositivo possa funzionare con la tecnologia richiesta.
Funzionalità aggiuntive
Gli oscilloscopi moderni offrono spesso una serie di funzioni in aggiunta a quelle standard. A seconda dell’uso previsto del dispositivo, alcune funzionalità possono essere desiderabili o necessarie. Tali funzionalità includono:
- Capacità di memorizzare le forme d’onda per riferimenti futuri
- Possibilità di visualizzare più forme d’onda contemporaneamente per il confronto
- Analisi spettrale
- Usabilità con diverse piattaforme operative
- Display multicolore
- Possibilità di ingrandire e rimpicciolire il display per ottenere letture più accurate
- Opzioni di alimentazione a batteria
6. Prodotti consigliati
Distrelec ha in vendita una varietà di oscilloscopi di fornitori noti, tra cui Keysight, Tektronix e Rohde & Schwarz.
Oscilloscopi Tektronix
Tektronix è un fornitore leader di oscilloscopi di alta qualità, affidabili e fidati. Tutti gli oscilloscopi della gamma Tektronix beneficiano di un’esperienza impareggiabile, di componenti di alta qualità e di un accurato processo di controllo della qualità, indipendentemente dal loro prezzo.
Gli oscilloscopi Tektronix utilizzano tecnologie all’avanguardia per massimizzare le prestazioni, migliorare l’accuratezza e aumentare le capacità, per garantire agli utenti di ottenere i migliori risultati possibili. Per saperne di più sulle straordinarie prestazioni di misura dell’oscilloscopio a segnali misti Tektronix Serie 4 MSO, vedere il video qui sotto:
Oscilloscopio a segnale misto, 4x 1GHz, 6,25 GSPS
L’MSO Serie 4 offre una migliore visibilità dei sistemi complessi grazie ai modelli a quattro e sei canali con display ad alta definizione (1.920 x 1.080) da 13,3 pollici. Questo oscilloscopio è molto facile da usare, con un’interfaccia semplice e un touchscreen capacitivo.
Oscilloscopio, 4x 200MHz, 2GSPS
La serie TBS2000B è facile da usare e favorisce un rapido apprendimento pratico. Grazie al display a colori WVGA da 9 pollici, alle 10 divisioni verticali e alle 15 divisioni orizzontali, gli utenti possono vedere meglio i segnali e i risultati delle misure.
Oscilloscopio Keysight
Gli oscilloscopi Keysight sono dispositivi di alta qualità che forniscono misure affidabili e professionali. I dispositivi di test e misurazione Keysight sono compatibili con varie sonde e accessori Keysight, consentendo soluzioni di test personalizzate per un’ampia gamma di applicazioni. Inoltre, sono disponibili pacchetti software per migliorare l’analisi. L’offerta di Keysight comprende diversi tipi di strumenti, tra cui modelli da banco, palmari, portatili e basati su PC e serie popolari come DSOX, EDUX e InfiniiVision.
Oscilloscopio InfiniiVision 4000G X DSO 4x 200MHz 5GSPS SPI
Con una tecnologia avanzata e un grande schermo, gli oscilloscopi InfiniiVision 4000 Serie X offrono una larghezza di banda che va da 200 MHz a 1,5 GHz. Con l’unica velocità di aggiornamento delle forme d’onda inalterata del settore (1.000.000 di forme d’onda/secondo), potete essere certi che anche i più piccoli errori nel vostro progetto verranno rilevati.
Oscilloscopio SBE InfiniiVision 1000X DSO 2x 50MHz 1GSPS LAN
Gli oscilloscopi InfiniiVision 1000 Serie X di Keysight sono progettati per offrire una tecnologia di alta qualità e di provata efficacia a costi incredibilmente accessibili.
Oscilloscopio Rohde & Schwarz
Le caratteristiche principali degli oscilloscopi Rohde & Schwarz sono l’innesco digitale, la memoria profonda, l’analisi della risposta in frequenza (Bode plot), il de-embedding in tempo reale, la velocità di aggiornamento e il rumore estremamente ridotto. Sono in grado di fornire ai clienti soluzioni per determinati standard industriali e per test generici.
Oscilloscope RTB2000 MSO 4x 300MHz 1,25GSPS USB / Ethernet
L’R&S®RTB2000 non è solo un oscilloscopio. È dotato di voltmetro digitale, generatore di forme d’onda e pattern, analizzatore logico e analizzatore di protocollo.
Ci sono modalità operative integrate specificamente progettate per l’analisi di frequenza, i test di maschera e la raccolta di dati prolungati. Il debug di un’ampia gamma di sistemi elettronici è semplice, efficace e a un prezzo ragionevole. Soddisfa inoltre il requisito fondamentale della protezione degli investimenti.
