Sex saker du behöver veta om oscilloskop

Oscilloskopet är en viktig del av testutrustningen och gör att ingenjörer och tekniker kan mäta elektriska vågformer. Med ett oscilloskop kan eventuella problem i en elektronisk krets enkelt identifieras, vilket förbättrar tillverkningen, underhållet och reparationerna av elektronik.

1. Vad är ett oscilloskop?

Ett oscilloskop är ett instrument som används för att visa och analysera vågformen hos elektriska signaler. Oscilloskop visar oftast vågformer på växelström (AC) eller pulserande likström (DC) i form av en graf, där tiden visas från vänster till höger på den horisontella skalan och den aktuella strömstyrkan visas på den vertikala skalan.

Oscilloskop mäter egenskaper både vad gäller tid och spänning:

Tid:

Frekvens och period

Detta är antalet gånger en vågform upprepas per sekund. Perioden är antalet sekunder som varje återkommande vågform tar.

Arbetscykel

Procentandelen av en period som en våg antingen är positiv eller negativ. Detta mäts som en kvot. Arbetscykeln visar hur länge en signal är ”på” jämfört med hur länge den är ”av” under varje period.

Stig- och falltid

När en signal rör sig från en låg punkt till en hög punkt kallas detta för stigtid, medan motsatsen kallas för falltid. Att mäta denna rörelse är användbart när man vill beräkna hur snabbt en krets kan svara på signaler.

Spänning:

Amplitud

Detta är ett mått på en signals magnitud. Amplituden från topp till topp mäter den absoluta skillnaden mellan en hög spänningspunkt och en låg spänningspunkt i en signal, Medan toppamplituden endast beräknar hur hög eller låg en signal är från 0V.

Högsta och lägsta spänning

Oscilloskop mäter exakt hur hög eller låg spänningen i en signal blir.

Medel- och genomsnittsspänning

Detta är beräkningen av genomsnittet eller medelvärdet på en signal i allmänhet eller genomsnittet av en signals högsta eller lägsta spänning.

2. Vad kan oscilloskop användas till?

Oscilloskop är idealiska för att testa, felsöka och utforska och kan användas för att övervaka signalförändringar i kretsar över tid, kontrollera tryckta kretskort (PCB:er) och identifiera eventuella fel, I/O som inte fungerar och tidsfel. Alla oscilloskop mäter strömstyrka och tidsfaktorer, men om de används tillsammans med en transducer (som omvandlar en typ av energi till en annan) kan oscilloskop användas för att mäta nästan vad som helst.

Oscilloskop är otroligt mångsidiga och utgör en viktig utrustning som används väldigt mycket av många olika yrkesgrupper, bland annat fordonstekniker, forskare på laboratorier, mobiltelefontillverkare och ingenjörer inom militären och flygindustrin, för att bara nämna några. De används också för efterlevnadstestning när ett utvärde måste uppfylla vissa standarder.

Oscilloskop är relativt enkla att använda och finns i ett stort antal modeller som erbjuder både grundläggande och avancerade funktioner. Därför är de användbara för såväl underhållsproffs som för hemmabruk.

3. Hur ser ett oscilloskop ut?

Digitala oscilloskop har ett antal funktioner på frontpanelen, bland annat:

• Display– Denna tar upp en stor del av oscilloskopets utsida och det är där vågformerna visas. Större displayer är lättare att se och gör att användaren mer effektivt kan övervaka flera olika element av vågformen.
• Anslutningar– ett antal olika anslutningar sitter på frontpanelen så att inmatningar för varje kanal kan visas. Oscilloskop har ofta mer än en kanal, och många erbjuder dubbla kanaler så att två signaler kan visas samtidigt för jämförelse.
• Reglage– dessa omfattar:
  • Vertikal förstärkning/insignalens sensitivitet: mäts i V/cm, där varje vertikalt streck motsvarar ett antal volt.
  • Tidsbas: förändrar den hastighet med vilken spåret rör sig över skärmen horisonellt.
  • Trigger: möjliggör stabilisering av återkommande vågformer. Olika typer av triggningssystem omfattar kant, tröskelvärde, lutning och pulstriggning som svarar på vissa förhållanden.

4. Att tänka på när du ska välja ett oscilloskop

Då det finns många olika modeller av oscilloskop på marknaden kan det vara svårt att välja rätt enhet för ditt användningsområde. Ett antal faktorer måste beaktas vid beslut om vilken modell som är lämpligast för dina behov, bland annat följande:1. Typ av oscilloskop

Hur oscilloskopet ska användas avgör vilken typ av modell som är bäst på ditt oscilloskop. De finns både i stationära, handhållna och PC-baserade versioner, som bärbarhet och storlek kan vara en viktig faktor, beroende på hur det ska användas.

2. Bandbredd 

Då det frekvensområde som mäts av ett oscilloskop kan variera stort är det viktigt att underhållsproffs ser till att den enhet de väljer har lämplig bandbredd. Det avsedda användningsområdet för oscilloskopet avgör vilken bandbredd som krävs, vilken kan ligga mellan 50 MHz till 100 GHz. 
3. Samplingshastighet
Detta avser antalet ”prover” oscilloskopet tar per sekund. Enheter som kan samla in ett större antal prover visar vågformen mer tydligt och noggrant.
4. Signalintegritet 
Ett oscilloskops signalintegritet avser utrustningens förmåga att visa vågformen korrekt. Hur oscilloskopet ska användas bör i stor utsträckning styra hur viktig precision och noggranna mätningar är. 
5. Kanaler
Oscilloskop har inmatningar som kan vara antingen analoga eller digitala. Oftast finns det två till fyra analoga kanaler per oscilloskop.
6. Probkompatibilitet 
Prober används för att ansluta oscilloskopet till olika enheter för testning. Med ett stort urval av tillgängliga prober (både aktiva och passiva) blir det allt viktigare att se till att ett oscilloskop är kompatibelt med den typ av prob du kommer att behöva för specifika tester.

7. AnvändningsområdenVid testning av elektriska kretsar och isolering av eventuella fel kan funktioner för signalanalys, protokollavkodning och följsamhetstestning utöka oscilloskopets användningsområde. Då inte alla oscilloskop är kompatibla med varje användningsområde är det viktigt att utforska relevanta användningsområden för att se till att din enhet kommer att fungera med den teknik du behöver. 

8. Extrafunktioner 

Moderna oscilloskop erbjuder ofta ett stort antal funktioner utöver standardfunktionerna. Beroende på den tilltänkta användningen av enheten kan vissa funktioner vara önskvärda eller nödvändiga. Det kan t. ex. vara funktioner som:

• Möjlighet att lagra vågformer för framtida referens
• Möjlighet att visa flera vågformer samtidigt för jämförelse
• Spektralanalys
• Användbarhet med flera olika operativa plattformar
• Flerfärgsdisplayer
• Möjlighet att zooma in och ut för mer noggranna avläsningar
• Batterisparfunktioner

5. Varför Tektronix?

Tektronix är ledande leverantör av tillförlitliga och beprövade oscilloskop av hög kvalitet. Alla oscilloskop från någon av Tektronix produktlinjer är resultatet av oöverträffad expertis, komponenter av hög kvalitet och en grundlig kvalitetskontroll, oavsett prisläge.

Tektronix oscilloskop använder senaste teknik för att maximera prestandan, förbättra noggrannheten och öka kapacitet för att säkerställa att användarna kan uppnå bästa möjliga resultat.

Ta reda på mer om den enastående mätningsprestandan hos Tektronix 4-serien MSO oscilloskop för blandade signaler i videon nedan:

6. Rekommenderade produkter