Oscyloskop - co to jest i do czego służy?


Oscyloskop to elektroniczny instrument, który przekształca sygnały elektryczne (głównie napięcie) w widoczne ślady na ekranie/wyświetlaczu. Innymi słowy, przekształcają energię elektryczną w światło.

Instrumenty te dynamicznie wykreślają zmieniające się w czasie sygnały elektryczne w dwóch wymiarach. Na osi "Y" (lub pionowej) oscyloskopu wykreślane jest napięcie, natomiast czas jest nanoszony jest na oś "X" (lub poziomą). Wynikowy wykres napięcia w funkcji czasu pokazuje "obraz" sygnału wejściowego i jest zwykle określany jako "przebieg". Jako charakterystykę zmiany sygnału wejściowego można wyświetlić ciągłe / dynamiczne aktualizacje wykreślonego przebiegu na ekranie oscyloskopu. Oscyloskopy są głównym narzędziem stosowanym przez inżynierów elektroników do testowania i weryfikowania ich projektów. Instrument ten będzie również podstawowym instrumentem, którego będziesz używał w swoich laboratoriach elektrycznych i fizycznych.

Oscyloskopy mają wiele różnych nazw, ale najczęściej używanym terminem oscyloskopu jest "skop". Możesz również spotkać się z nazwą "DSO" (Digital storage oscilloscope), czyli oscyloskop cyfrowy. Oscyloskopy starsze są zwykle nazywane "oscyloskopami analogowymi". Czasami usłyszysz określenie "MSO" (Mixed signal oscilloscope), co oznacza oscyloskop sygnałów mieszany. MSO to w zasadzie DSO z dodatkowymi kanałami analizatora logicznego.

Głównym celem oscyloskopu jest uzyskanie dokładnej wizualnej reprezentacji sygnału elektrycznego. Z tego powodu integralność sygnału jest bardzo ważna. Integralność sygnału odnosi się do zdolność oscyloskopu do rekonstrukcji przebiegu tak, aby była dokładną reprezentacją oryginalnego sygnału. Oscyloskop o niskiej integralności sygnału jest bezużyteczny, ponieważ wykonywanie testu na sygnale który wygląda inaczej niż sygnał oryginalny jest bezużyteczne. Ważne jest jednak, aby pamiętać, że przebieg w oscyloskopie nigdy nie będzie identyczną reprezentacją prawdziwego sygnału, bez względu na to, jak dobry oscyloskop jest. Dzieje się tak, ponieważ po podłączeniu oscyloskopu do obwodu oscyloskop staje się częścią obwodu. Innymi słowy, istnieją pewne efekty ładowania. Producenci instrumentów starają się minimalizować efekty ładowania, ale w pewnym stopniu zawsze będą obecne.
Ogólnie rzecz biorąc, współczesne oscyloskopy cyfrowe wyglądają podobnie do tych z rysunku poniżej. Istnieje jednak wiele różnych typów oscyloskopów, Twoje mogą wyglądać zupełnie inaczej. Mimo to istnieją pewne podstawowe cechy, które ma większość oscyloskopów. Przedni panel większości oscyloskopów można podzielić na kilka podstawowych sekcji: wejścia kanałów, wyświetlacz, pokrętła do regulacji pionowej i poziomej oraz regulacja poziomu wyzwalania. Jeśli twój oscyloskop nie ma systemu operacyjnego opartego na systemie Microsoft Windows, prawdopodobnie będzie miał zestaw klawiszy do sterowania menu na ekranie.



Oscyloskop jest przyrządem do pomiaru i testowania służącym do wyświetlania pewnej zmiennej w funkcji innej. Na przykład może on wyświetlać na wykresie wykres napięcia (oś y) w funkcji czasu (oś x). Jest to przydatne, jeśli chcesz przetestować określony komponent elektroniczny, aby sprawdzić, czy zachowuje się prawidłowo. Jeśli wiesz, jaki powinien być przebieg sygnału na wyjściu z komponentu, możesz użyć oscyloskopu, aby sprawdzić, czy komponent rzeczywiście wysyła właściwy sygnał. Zauważ także, że osie x i y są podzielone na podziały za pomocą siatki. Siatka umożliwia dokonywanie pomiarów za pomocą estymacji wizualnej, chociaż w przypadku nowoczesnych oscyloskopów większość tych pomiarów można wykonać automatycznie i dokładniej przez sam oscyloskop.

Oscyloskop może zrobić więcej niż napięcie wykresu w funkcji czasu. Oscyloskop ma wiele wejść, zwanych kanałami, a każdy z nich działa niezależnie. Dlatego możesz połączyć kanał 1 z określonym urządzeniem i kanałem 2 z innym. Oscyloskop mógłby następnie wyświetlić napięcie zmierzone przez kanał 1 w stosunku do napięcia zmierzonego przez kanał 2. Ten tryb nazywa się trybem XY oscyloskopu. Jest to przydatne podczas tworzenia wykresów I-V lub krzywej Lissajous, gdzie kształt tych wzorów określa różnicę faz i częstotliwość pomiędzy dwoma sygnałami. Rysunek 11 pokazuje przykłady krzywych Lissajous i stosunek różnicy faz do częstotliwości, które reprezentują.



Oscyloskopy są potężnym narzędziem w świecie technologii, w którym obecnie żyjemy. Są stosowane w szerokim zakresie dziedzin i oferują wiele zalet w stosunku do innych urządzeń pomiarowych i testujących. Po przeczytaniu tego artykułu powinieneś mieć ogólne zrozumienie czym jest oscyloskop. Zapoznaj się z tą wiedzą i kontynuuj czytanie bardziej zaawansowanych tematów, abyś mógł w pełni wykorzystać swój czas dzięki oscyloskopowi.

Galeria