Cosa devi sapere sugli oscilloscopi digitali

Cos'è l'oscilloscopio digitale?
A oscilloscopio digitale ha la capacità di analizzare i dati digitali conservati nella sua memoria ed eseguire misurazioni automatiche in base ai parametri specificati dall'utente, inclusi deviazione di tensione, frequenza e tempi di salita. Allo stesso modo, ha una varietà di modi per presentare i dati che sono stati registrati. Questa caratteristica è spiegata dall'esistenza di più dati raccolti rispetto a quelli visualizzati sullo schermo.

Inoltre, ha l'adattabilità per fornire un'ampia gamma di opzioni di archiviazione, elaborazione e visualizzazione, come grafica, schermate comprese tra un quarto e mezzo e programmi di elaborazione a più fasi. L'uso di un oscilloscopio digitale è appropriato per visualizzare forme d'onda di segnali complicate che richiedono misurazioni e calcoli su particolari componenti di forme d'onda per produrre visualizzazioni numeriche e di output di forme d'onda che riflettono particolari attributi di forme d'onda.

Componenti di un oscilloscopio digitale
A oscilloscopio digitale è composto da sei parti. Si tratta di amplificatori con ingressi verticali analogici, una memoria digitale della forma d'onda e un convertitore analogico-digitale, una base dei tempi con un orologio e un trigger, circuiti di visualizzazione e ristrutturazione delle forme d'onda, display LCD o LED e un alimentatore.

Quali funzioni forniscono i pulsanti di un oscilloscopio?
La funzione di apertura e chiusura è svolta dal Pulsante POWER (On/Off). La luminosità della linea sullo schermo può essere modificata utilizzando intensivo. La messa a fuoco garantisce una linea sufficientemente stretta sullo schermo. I pulsanti per Posizione verticale-orizzontale consentono di regolare le posizioni orizzontale e verticale delle linee di scansione.

Con l'aiuto del pulsante Volt è possibile modificare la sensibilità di ingresso da 5 mV/cm a 20 V/cm. È possibile scegliere un tempo compreso tra 0.5 m*s/cm e 0.2 s/cm utilizzando il pulsante Time / div. Hold off regola l'intervallo tra le scansioni. Il pulsante di inclinazione ha un (+) o (-). A seconda di questi indicatori, l'attivazione avverrà in una posizione positiva o negativa. Dual Button consente la visualizzazione simultanea dei canali 1 e 2.

Come puoi usare un oscilloscopio?
Il canale del segnale di ingresso del oscilloscopio digitale viene sondato dopo l'operazione. Vengono utilizzati i due tipi di sonda di misura più comuni. Queste sono le sonde X1, che non indeboliscono il segnale, e le sonde X10, che lo fanno dieci volte. Se è presente una tensione di 5 V sulla punta della sonda quando il secondo tipo è in funzione, la tensione entra nell'oscilloscopio come 0.5 V.

Questo deve essere considerato se si vuole determinare la dimensione del segno. Tutte le moderne sonde utilizzano connettori (spine) di tipo BNC. La parte mobile all'esterno di questi tappi viene ruotata in senso orario e bloccata dopo che sono stati posizionati nelle rispettive fessure. Questo deve essere preso in considerazione quando si determina la dimensione del segno.

Che tipo di misurazioni possono essere effettuate con un oscilloscopio?
LISUN oscilloscopi digitali consentono di visualizzare i valori delle curve di carica e scarica del condensatore, i livelli di tensione AC e DC; Differenza di fase; Frequenza e caratteristiche di dispositivi a semiconduttore come diodi e transistor. È anche possibile misurare le forme d'onda della magnitudine elettrica e la quantità di corrente che scorre attraverso il circuito. Di seguito esamineremo due tipi di misurazioni.

Misura della tensione
L'asse verticale viene utilizzato per misurare l'ampiezza del segnale sullo schermo. Sullo schermo, i quadrati vengono utilizzati inizialmente per determinare l'ampiezza. Il valore reale della tensione viene quindi calcolato moltiplicando il frame rate per il valore indicato dal segnale sul commutatore dell'attenuatore di ingresso VOLTS / DIV. Quando si utilizza una sonda dotata di attenuatore (X10 o X100), è necessario tenere conto anche del coefficiente di attenuazione. Ruotando il commutatore VOLTS / DIV in senso orario si aumenta la sensibilità dell'oscilloscopio.

Misurazione della frequenza basata sull'oscilloscopio I moderni oscilloscopi misurano il periodo anziché la frequenza. Sull'asse orizzontale vengono eseguite le misurazioni del periodo. Contando i quadrati, si può dire quanto è lungo un periodo della forma d'onda nella direzione dell'asse X. Successivamente, il periodo del segnale viene calcolato moltiplicando il valore visualizzato dal commutatore TIMEBASE per la quantità di frame. Le misurazioni del tempo non sono influenzate dal tipo di sonda (X1, X10 o X100) utilizzata.

Misurazione del periodo o della frequenza
In oscilloscopi digitali, viene misurato il periodo anziché la frequenza. Sull'asse X (orizzontale) vengono eseguite le misurazioni del periodo. Contando i quadrati, si può dire quanto è lungo un periodo della forma d'onda nella direzione dell'asse X. Moltiplicando la quantità di fotogrammi, possiamo determinare il valore del pulsante time/div. Il coefficiente di attenuazione viene raddoppiato e preso in considerazione, però, se la sonda si deteriora.

Assi di un oscilloscopio digitale
Asse verticale o Asse di tensione
I dell'oscilloscopio la sezione verticale regola la dimensione della tensione sullo schermo. Tipicamente, questa parte contiene due pulsanti, che consentono all'utente di regolare individualmente la posizione verticale e volt/div. La scala verticale sullo schermo può essere regolata applicando uno sforzo più significativo su ciascun pulsante divisore. La regolazione della scala avviene ruotando la manopola sia in senso orario che antiorario.

Con una dimensione inferiore, la forma d'onda è più "ingrandita". Il riposizionamento verticale della forma d'onda sullo schermo è gestito tramite il pulsante Posizione. L'onda scende quando la manopola viene ruotata in senso orario e si sposta sullo schermo quando viene ruotata in senso antiorario. È possibile rimuovere una parte di una forma d'onda dallo schermo utilizzando il pulsante di posizione.

Asse orizzontale o Asse temporale
La scala temporale visualizzata sullo schermo è gestita dalla porzione orizzontale dell'oscilloscopio. Posizione e ora/div sono i due pulsanti sull'asse orizzontale. La quantità di secondi che ciascuna parte deve rappresentare diminuirà quando il pulsante time/div viene ruotato in senso antiorario.

Simile al sistema verticale Se la scala temporale viene aumentata ruotando il dispositivo in senso antiorario, sullo schermo potrebbe essere visualizzato un tempo più lungo. La forma d'onda può essere spostata a sinistra oa destra dello schermo regolando l'offset orizzontale utilizzando il pulsante Posizione. È possibile scegliere quanti periodi di una forma d'onda si desidera visualizzare utilizzando il sistema orizzontale. Sono possibili molti picchi, canali e rimozioni di un segnale.

Come si confrontano gli oscilloscopi digitali con quelli analogici?
Le tracce memorizzate sono luminose, definite con precisione e scritte con la stessa rapidità delle tracce non memorizzate, il che è il principale vantaggio rispetto all'archiviazione analogica. Le tracce possono essere conservate per un periodo di tempo infinito o scritte su un dispositivo di archiviazione dati esterno e quindi caricate di nuovo. Ciò consente, ad esempio, il confronto di una traccia standard acquisita da un sistema noto con una traccia acquisita da un sistema in fase di test. Esistono numerosi tipi che possono mostrare la forma d'onda prima del segnale di trigger.

Le forme d'onda sono tipicamente analizzate da oscilloscopi digitali, che presentano anche valori numerici e display visivi. Esempi tipici di questi valori sono medie, valori massimi e minimi, RMS e frequenze. Se utilizzati in una modalità di scansione singola, possono essere utilizzati per registrare segnali transitori senza le limitazioni di luminosità e velocità di scrittura di un oscilloscopio a memoria analogica.

Dopo l'acquisizione, la traccia esposta può essere modificata; ad esempio, una sezione del display può essere ingrandita per mostrare meglio i minimi dettagli, oppure una lunga traccia può essere mostrata in un display per evidenziare particolari regioni di interesse. L'utente può annotare una traccia memorizzata su molti strumenti. I display a schermo piatto utilizzati da molti oscilloscopi digitali sono gli stessi che vengono prodotti in grandi quantità per schermi di computer e televisori. Con l'uso di interfacce come una porta stampante parallela, una porta seriale RS-232, un bus IEEE-488, una porta USB o Ethernet, gli oscilloscopi a memoria digitale possono essere controllati in remoto o automaticamente e possono trasportare le forme d'onda acquisite su un display o memoria esterna.

Vantaggi dell'oscilloscopio digitale
La possibilità di memorizzare dati digitali per una rapida visualizzazione, caricarli su un computer, farne copie cartacee o archiviarli su floppy disk e misurare istantaneamente su dati digitali sono alcuni dei vantaggi del oscilloscopio digitale sull'oscilloscopio analogico. Oscilloscopi digitali può visualizzare le forme d'onda immediatamente dopo un evento di attivazione, mentre un oscilloscopio analogico richiede l'attivazione prima che la visualizzazione possa iniziare. Le migliori caratteristiche degli oscilloscopi digitali sono la loro elevata memoria di archiviazione e la precisione del segnale in tempo reale. Avendo tecniche DSP all'avanguardia, sono appropriati per lo studio dei transitori ad alta frequenza.

Oscilloscopi sono strumenti di misurazione utilizzati per esaminare le tensioni del segnale in dispositivi elettrici come apparecchiature di registrazione audio e di trasmissione per televisione e radio. Oscilloscopi con l'archiviazione digitale offrono il vantaggio di poter registrare e memorizzare eventi elettronici che potrebbero essersi verificati quando non c'era nessuno o quando l'osservazione era altrimenti impossibile. Oscilloscopi hanno una serie di vantaggi rispetto ad altre apparecchiature diagnostiche simili, come i voltmetri, oltre a questa funzione.

Rappresentazioni grafiche
Poiché possono visualizzare i segnali graficamente, oscilloscopi a memoria digitale hanno un vantaggio rispetto ai voltmetri in quanto rendono più facile identificare visivamente la causa di una tensione imprevista. I voltmetri rilevano solo tensioni impreviste, il che richiede ulteriore diagnostica e risoluzione dei problemi. La stessa tensione può essere misurata da un oscilloscopio a memoria digitale, che mostrerà le oscillazioni nel circuito interessato. I display visivi degli oscilloscopi a memoria digitale della forma o del tempo precisi di un impulso sono utili e occasionalmente richiesti.
Tracciamento del segnale

Per individuare con precisione il componente difettoso, i professionisti potrebbero utilizzare oscilloscopi a memoria digitale per sondare le singole connessioni e le parti all'interno dei dispositivi elettrici. L'oscilloscopio può determinare dove un segnale atteso è mancante o sbagliato monitorando le funzioni di ogni singolo componente. L'oscilloscopio può valutare minuscole differenze nel funzionamento degli altri componenti e notificare al tecnico l'eventuale necessità di sostituzione o messa a punto. Può anche identificare le parti operative per evitare sostituzioni errate.

Testare nuovi circuiti
I oscilloscopio digitale può verificare la presenza di errori nei circuiti di nuova concezione, assicurando che funzioni correttamente, oppure può individuare difetti di progettazione come bassi livelli di tensione e rumore elettrico. Utilizzando un oscilloscopio a doppia traccia, i tecnici possono verificare che l'orologio interno che misura le azioni di altri componenti funzioni correttamente visualizzando sia il segnale di clock che il segnale di test del dispositivo elettronico.

FAQ
Quali sono le categorie generali degli oscilloscopi digitali?
Colpo singolo oscilloscopi digitali e gli oscilloscopi a campionamento temporale a spaziatura casuale o comparabili sono le due forme principali di oscilloscopi digitali. Dopo che una condizione di trigger è soddisfatta, l'oscilloscopio single-shot inizia il campionamento in tempo reale di un evento. La frequenza di campionamento massima per gli oscilloscopi a colpo singolo è limitata dalla velocità del convertitore da analogico a digitale.

La quantità massima di tempo che può essere campionata da un singolo evento dipende dalla capacità della memoria di acquisto, che riceve l'uscita del dispositivo dal convertitore. A proposito, gli eventi di campionamento che si ripetono in siti diversi a intervalli di tempo specifici sono la base dell'oscilloscopio a intervalli casuali o dell'oscilloscopio a campionamento temporale equivalente.

Qual è il loro principio di funzionamento?
I microprocessori ad alta velocità consentono agli oscilloscopi digitali di operare in base al principio del campionamento del segnale di ingresso. Il vantaggio di ciò è che il segnale può essere catturato, interrotto e attivato in qualsiasi momento ea qualsiasi livello. La massima frequenza del segnale che è possibile misurare con un oscilloscopio digitale dipenderà anche dallo strumento utilizzato, anche se gli oscilloscopi analogici non hanno un limite superiore teorico.

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