Oscyloskopy, podstawowy element wyposażenia laboratoryjnego, umożliwiają wizualizację przebiegów elektrycznych. Za pomocą oscyloskopu można łatwo zidentyfikować wszelkie problemy występujące w obwodzie elektronicznym, usprawniając produkcję, konserwację i naprawę elektroniki.
1. Co to jest oscyloskop?
Oscyloskop to przyrząd służący do wyświetlania i analizowania przebiegu sygnałów elektrycznych. Zwykle oscyloskopy wyświetlają przebiegi prądu przemiennego (AC) lub pulsującego prądu stałego (DC) w postaci wykresu, na którym czas jest wyświetlany od lewej do prawej na skali poziomej, a chwilowe napięcie jest wyświetlane na skali pionowej.
2. Jak działa oscyloskop?
Oscyloskopy mierzą charakterystyki związane zarówno z taktowaniem, jak i napięciem:
Taktowanie:
Częstotliwość i okres
Jest to liczba powtórzeń przebiegu na sekundę. Okres to liczba sekund, jaką zajmuje każdy powtarzający się przebieg.
Cykl pracy
Procent okresu, w którym fala jest dodatnia lub ujemna. Mierzony jako współczynnik, cykl pracy wskazuje, jak długo sygnał jest „włączony” w porównaniu do tego, jak długo jest „wyłączony” w każdym okresie.
Czas narastania i opadania zbocza sygnału
Zjawisko przejścia sygnału z punktu niskiego do punktu wysokiego nazywane jest czasem narastania, a jego odwrotnością jest czas opadania. Pomiar tego ruchu przydaje się podczas obliczania szybkości, z jaką obwód może reagować na sygnały.
Napięcie:
Amplituda
Jest to miara wielkości sygnału. Amplituda międzyszczytowa mierzy bezwzględną różnicę między punktem o najniższym poziomie napięcia a punktem o najwyższym poziomie napięcia danego sygnału. Z kolei amplituda międzyszczytowa oblicza tylko, jak wysoki lub niski jest sygnał po przekroczeniu 0 V.
Maksymalne i minimalne napięcie
Oscyloskopy dokładnie mierzą najniższe i najwyższe wartości napięcia mierzonego sygnału.
Napięcie średnie
Odnosi się to do obliczania średniej wartości napięcia sygnału lub średniej maksymalnego/minimalnego napięcia sygnału.
3. Do czego służy oscyloskop?
Oscyloskop może być używany do monitorowania zmian sygnału w obwodach w czasie, sprawdzania płytek drukowanych (PCB) i identyfikowania wszelkich usterek, niedziałających wejść/wyjść i błędów taktowania. Chociaż wszystkie oscyloskopy mierzą napięcie i taktowanie, w połączeniu z przetwornikiem (który przekształca jeden rodzaj energii w inny), oscyloskopy mogą być używane do pomiaru niemal wszystkich parametrów.
Oscyloskopy są niezwykle wszechstronne i stanowią niezbędny element wyposażenia wykorzystywany w szerokim zakresie, w tym w motoryzacji, laboratoriach, produkcji telefonów komórkowych, jak również w przemyśle wojskowym i lotniczym. Są również używane do testowania zgodności, gdy sygnał wyjściowy musi spełniać określone standardy.
Oscyloskopy to stosunkowo proste w obsłudze urządzenia, dostępne w szerokiej gamie modeli oferujących zarówno podstawową, jak i rozbudowaną funkcjonalność. Z tego względu sprawdzają się zarówno w profesjonalnych, jak i domowych zastosowaniach.
4. Jak wygląda oscyloskop?
Na przednim panelu oscyloskopów cyfrowych można znaleźć szereg funkcji, w tym:
- Wyświetlacz – zajmuje dużą część zewnętrznej powierzchni oscyloskopu i tam wyświetlany jest przebieg. Większe wyświetlacze są czytelniejsze i umożliwiają bardziej efektywne monitorowanie różnych elementów kształtu fali.
- Złącza – na panelu przednim znajdują się różne złącza umożliwiające wyświetlanie wejść dla każdego kanału. Oscyloskopy są często wyposażone w więcej niż jeden kanał, a wiele z nich oferuje dwa kanały, dzięki czemu można porównywać dwa sygnały wyświetlane w tym samym czasie.
- Elementy sterujące obejmują:
- Wzmocnienie pionowe / czułość wejścia sygnału: mierzone w V/cm, gdzie każda pionowa podziałka reprezentuje liczbę woltów.
- Podstawa czasu: zmienia prędkość, z jaką ślad przecina ekran w poziomie.
- Wyzwalacz: umożliwia stabilizację powtarzających się przebiegów. Systemy wyzwalania obejmują wyzwalanie krawędziowe, progowe, zboczowe i impulsowe, które reagują na określone warunki.
5. Wybór oscyloskopu
Na rynku dostępnych jest wiele modeli oscyloskopów, więc wybór najlepszego urządzenia do danego zastosowania może stanowić wyzwanie. Warto więc zwrócić uwagę na kilka ważnych czynników.
Rodzaj oscyloskopu
O wyborze odpowiedniego modelu decyduje przede wszystkim sposób korzystania z oscyloskopu. Na rynku dostępne są wersje stacjonarne, ręczne i komputerowe. Wielkość urządzenia może być istotnym czynnikiem w zależności od planowanego zastosowania.
Pasmo
Ze względu na różnorodność częstotliwości, które można mierzyć za pomocą oscyloskopu, należy zadbać o to, aby wybrane urządzenie miało właściwą szerokość pasma. Docelowe zastosowanie oscyloskopu będzie determinować potrzebną szerokość pasma, która może sięgać od 50 MHz do 100 GHz.
Częstotliwość próbkowania
Określa, ile pomiarów oscyloskop jest w stanie wykonać w ciągu jednej sekundy. Im wyższa częstotliwość próbkowania, tym bardziej szczegółowy i precyzyjny obraz przebiegu sygnału zostanie wyświetlony na ekranie urządzenia.
Integralność sygnału
Integralność sygnału oscyloskopu odnosi się do jego zdolności do wiernego odwzorowania kształtu fali. To, jak istotna będzie dokładność i precyzja pomiarów, zależy w znacznym stopniu od konkretnego zastosowania oscyloskopu.
Kanały
Oscyloskopy są wyposażone w wejścia, które mogą być zarówno analogowe, jak i cyfrowe. Zazwyczaj oscyloskop może mieć od dwóch do czterech kanałów analogowych.
Kompatybilność sond
Sondy oscyloskopowe umożliwiają podłączenie oscyloskopów do badanych urządzeń. Ze względu na szeroki wybór dostępnych sond, zarówno aktywnych, jak i pasywnych, ważne jest, aby oscyloskop był kompatybilny z typem sondy wymaganym do konkretnych testów.
Zastosowania
Aplikacje do analizy sygnałów, dekodowania protokołów i testowania zgodności mogą usprawnić korzystanie z oscyloskopów podczas testowania obwodów elektrycznych i izolowania wszelkich błędów. Nie wszystkie oscyloskopy są kompatybilne z każdą aplikacją, dlatego warto zapoznać się z poszczególnymi aplikacjami, aby upewnić się, że urządzenie będzie współpracować z wymaganą technologią.
Dodatkowe funkcje
W nowoczesnych oscyloskopach oprócz standardowych funkcji często dostępnych jest wiele innych. Niektóre z nich mogą być pożądane lub wymagane w zależności od przeznaczenia urządzenia. Do takich funkcji należą:
- Zapisywanie przebiegów na potrzeby przyszłych zastosowań
- Wyświetlanie wielu przebiegów jednocześnie na potrzeby porównań
- Analiza widma
- Obsługa kilku różnych platform operacyjnych
- Wielokolorowe wyświetlacze
- Powiększanie i pomniejszanie w celu uzyskania dokładniejszych odczytów
- Opcjonalne zasilanie bateryjne
6. Polecane produkty
W ofercie Elfy Distrelec dostępne są oscyloskopy znanych producentów, w tym Keysight, Tektronix i Rohde & Schwarz.
Oscyloskopy Tektronix
Tektronix to jeden z liderów wśród dostawców wysokiej jakości, niezawodnych i godnych zaufania oscyloskopów. Wszystkie modele oscyloskopów Tektronix bazują na niezrównanej wiedzy specjalistycznej, wysokiej jakości podzespołach i dokładnym procesie kontroli jakości, bez względu na ich cenę.
W oscyloskopach Tektronix zastosowano najnowocześniejszą technologię, która maksymalizuje wydajność, poprawia dokładność i zwiększa możliwości, aby zapewnić osiągnięcie najlepszych możliwych wyników. Aby dowiedzieć się więcej o wyjątkowej wydajności pomiarowej oscyloskopu sygnałów mieszanych Tektronix serii 4 MSO, obejrzyj poniższy film:
Oscyloskop sygnałów mieszanych, 4x 1 GHz, 6,25 GSPS
Urządzenia z serii 4 MSO zapewniają lepszy wgląd w złożone systemy i oferowane są w wersjach cztero- i sześciokanałowych z 13,3-calowym wyświetlaczem o wysokiej rozdzielczości (1920 × 1080). Urządzenie jest bardzo łatwe w obsłudze dzięki prostemu interfejsowi i pojemnościowemu ekranowi dotykowemu.
Oscyloskop, 4x 200 MHz, 2GSPS
Seria TBS2000B zapewnia łatwą obsługę i oferuje praktyczne wsparcie w szybkiej nauce. Na 9-calowym kolorowym wyświetlaczu WVGA, z 10 podziałami pionowymi i 15 podziałami poziomymi, użytkownicy mogą zobaczyć więcej sygnałów i wyników pomiarów.
Oscyloskopy Keysight
Oscyloskopy Keysight to wysokiej jakości urządzenia zapewniające niezawodne, profesjonalne pomiary. Aparatura kontrolno-pomiarowa Keysight jest kompatybilna z wieloma sondami Keysight i adapterami, umożliwiając tworzenie rozwiązań testowych dostosowanych do szerokiego zakresu zastosowań. Dodatkowo dostępne są pakiety oprogramowania umożliwiające przeprowadzenie zaawansowanej analizy. W naszej ofercie dostępne są oscyloskopy Keysight w wersji stołowej, ręcznej, przenośnej i PC oraz popularne serie, takie jak DSOX, EDUX i InfiniiVision.
Oscyloskop InfiniiVision 4000G X DSO 4x 200 MHz 5GSPS SPI
Oscyloskopy InfiniiVision serii 4000 X, charakteryzujące się częstotliwością od 200 MHz do 1,5 GHz wykorzystują zaawansowaną technologię na dużym ekranie. Wyjątkowa szybkość aktualizacji przebiegów (1 000 000 przebiegów na sekundę) daje pewność, że wykryte zostaną nawet najmniejsze błędy w projekcie.
Oscyloskop SBE InfiniiVision 1000X DSO 2x 50 MHz 1GSPS LAN
Oscyloskopy Keysight serii InfiniiVision serii 1000 X zostały zaprojektowane z myślą o wysokiej jakości i oferują sprawdzoną technologię w niezwykle przystępnej cenie.
Oscyloskop Rohde & Schwarz
Wśród najważniejszych cech oscyloskopów Rohde & Schwarz należy wymienić cyfrowe wyzwalanie, dużą pamięć, analizę odpowiedzi częstotliwościowej (wykres Bode’a), de-embedding w czasie rzeczywistym, szybką aktualizację i wyjątkowo niski poziom szumów. Firma Rohde & Schwarz oferuje swoim klientom rozwiązania spełniające określone standardy branżowe, a także umożliwiające przeprowadzanie testów ogólnego przeznaczenia.
Oscyloskop RTB2000 MSO 4x 300 MHz 1,25 GSPS USB / Ethernet
R&S®RTB2000 to coś więcej niż oscyloskop. Urządzenie jest wyposażone w woltomierz, generator przebiegów i wzorców, analizator logiczny i analizator protokołów.
Dostępne są także zintegrowane tryby pracy zaprojektowane specjalnie do analizy częstotliwości, testów masek i gromadzenia długich danych. Przeprowadzenie debugowania szerokiej gamy systemów elektronicznych jest proste, skuteczne i niedrogie. Spełnia również kluczowy wymóg ochrony inwestycji.
