Осциллограф википедия: ОСЦИЛЛОГРАФ — это… Что такое ОСЦИЛЛОГРАФ?

Содержание

Осциллограф — это… Что такое Осциллограф?

Осциллограф

Осцилло́граф (лат. oscillo — качаюсь + греч. γραφω — пишу) — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи; измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.

Современные осциллографы позволяют исследовать сигнал гигагерцовых частот. Для исследования более высокочастотных сигналов можно использовать электронно-оптические камеры.

Применение

Используются в прикладных, лабораторных и научно-исследовательских целях, для контроля/изучения электрических сигналов — как непосредственно, так и получаемых при воздействии различных устройств/сред на датчики, преобразующие эти воздействия в электрический сигнал.

Курсорные измерения

Захват строки телевизионного сигнала

Для периодического и оперативного контроля качественных показателей телевизионного тракта и отдельных его звеньев в системах телевещания применяются специальные осциллографы с блоком выделения строк.

Классификация

По назначению и способу вывода измерительной информации:

  • Осциллографы с периодической развёрткой для непосредственного наблюдения формы сигнала на экране (электронно-лучевом, жидкокристаллическом и т. д.) — в зап.-европ. языках oscilloscop(e)
  • Осциллографы с непрерывной развёрткой для регистрации кривой на фотоленте (шлейфовый осциллограф) — в зап.-европ. языках oscillograph

По способу обработки входного сигнала

  • Аналоговый
  • Цифровой

По количеству лучей: однолучевые, двулучевые и т. д. Количество лучей может достигать 16-ти и более (

n-лучевой осциллограф имеет nное количество сигнальных входов и может одновременно отображать на экране n графиков входных сигналов).

Осциллографы с периодической развёрткой делятся на: универсальные (обычные), скоростные, стробоскопические, запоминающие и специальные; цифровые осциллографы могут сочетать возможность использования разных функций.

Также существуют осциллографы, совмещенные с другими измерительными приборами (напр. мультиметром).

Осциллограф также может существовать не только в качестве автономного прибора, но и в виде приставки к компьютеру (подключаемой через какой-либо порт: LPT, COM, USB, вход звуковой карты).

Устройство

Осциллограф с дисплеем на базе ЭЛТ состоит из электронно-лучевой трубки, блока горизонтальной развертки и входного усилителя (для усиления слабых входных сигналов). Также содержатся вспомогательные блоки: блок управления яркости, блок вертикальной развертки, калибратор длительности, калибратор амплитуды.

Современные осциллографы всё в большей степени переходят (как и вся техника визуализации — телевизоры, мониторы и тп.) на отображение информации на экране ЖК-дисплеев.

Экран

Схема электронно-лучевой трубки осциллографа: 1 — отклоняющие пластины, 2 — электронная пушка, 3 — пучок электронов, 4 — фокусирующие катушки, 5 — экран

Осциллограф имеет экран A, на котором отображаются графики входных сигналов (у цифровых осциллографов изображение выводится на дисплей (монохромный или цветной) в виде готовой картинки, у аналоговых осциллографов в качестве экрана используется электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением). На экран обычно нанесена разметка в виде координатной сетки.

Сигнальные входы

Осциллографы разделяются на одноканальные и многоканальные (2, 4, 6, и т. д. каналов на входе). Многоканальные осциллографы позволяют одновременно сравнивать сигналы между собой (формы, амплитуды, частоты и пр.)

Управление разверткой

Имеются значительные отличия в аналоговых и цифровых осциллографах. В цифровых осциллографах, строго говоря, не требуется синхронизация, так как при частоте обновления 1 сек и менее изображение на экране вполне читаемо визуально.

Режимы развертки:

  • автоматический;
  • ждущий;
  • автоколебательный;
  • однократный;

Триггер

Если запуск развёртки никак не связан с наблюдаемым сигналом, то изображение на экране будет выглядеть «бегущим» или даже совершенно размазанным. Это происходит потому, что в этом случае осциллограф отображает различные участки наблюдаемого сигнала на одном и том же месте.

Для получения стабильного изображения все осциллографы содержат систему, называемую триггер.

Триггер в осциллографе — это устройство, которое задерживает запуск развёртки до тех пор, пока не будут выполнены некоторые условия. Триггер имеет как минимум две настройки:

  • Уровень сигнала: задаёт входное напряжение (в вольтах), при достижении которого запускается развёртка
  • Тип запуска: по фронту или по спаду

Таким образом, триггер запускает развёртку всегда с одного и того же места сигнала, поэтому изображение сигнала на осциллограмме выглядит стабильным и неподвижным (конечно, только при правильных настройках триггера).

Настройка

Для работы с осциллографом предварительно необходимо произвести калибровку его канала (каналов). Калибровка производится после прогрева прибора (примерно минут 5). Калибратор встроен в большинство осциллографов. Для калибровки высокочастотных моделей желательно иметь шнур с двумя разъемами (на выход калибратора и на вход осциллографа) иначе возможны искажения сигнала.

Для низкочастотных моделей возможно просто коснуться щупом выхода калибратора. Далее ручку вольт/дел. ставится так, чтобы сигнал калибратора занимал 2—4 деления на экране (то есть, если калибратор 1 вольт,- то на 250 милливольт). После этого канал включается на переменное напряжение и на экране появится сигнал. Далее, в зависимости от частоты калибратора, ручка развертки ставится в положение при котором видно не менее 5—7 периодов сигнала. Для частоты 1 килогерц частота развертки при которой каждый период занимает одно деление экрана равен 1 мс (одна миллисекунда). Далее необходимо убедиться, чтобы сигнал на протяжении этих 5-7 периодов попадал точно по делениям экрана. Для аналоговых осциллографов нормируется как правило ±4 деления от центра экрана, то есть на протяжении восьми делений должен совпадать точно. Если не совпадает, следует поворачивать ручку плавного изменения развертки добиваясь совпадения. Заодно проверяется амплитуда (размах) сигнала — она должна совпадать с тем, что написано на калибраторе.
Если не совпадает, то необходимо добиться совпадения, поворачивая ручку плавного изменения чувствительности вольт/дел. Необходимо помнить, что если установлена чувствительность канала в 250 милливольт, то сигнал в 1 вольт занимает при правильной настройке 4 деления. После калибровки прибор будет показывать сигнал точно. Теперь можно не только смотреть, но и измерять сигналы.

История

Первый осциллограф был изобретён французским физиком Андре Блонделем в 1893 году.

Интересные факты

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

  • Р. Г. Карпов, Н. Р. Карпов Электрорадио измерения М.: «Высшая школа», 1978

Планшетный цифровой осциллограф Micsig TO1102 (2 канала 100 МГц)

Краткий обзор Micsig TO1102: Двухканальный портативный цифровой осциллограф серии tBook mini с 8-дюймовым сенсорным экраном, полосой пропускания 100 МГц, частотой дискретизации в реальном времени 1 Гвыб/с, глубиной памяти 28 МБ.

Планшетный цифровой осциллограф Micsig tBook mini TO1102 — 2-канальный цифровой осциллограф с 8-дюймовым сенсорным экраном, полосой пропускания 100 МГц и частотой дискретизации в реальном времени 1 Гвыб/с.

ОСОБЕННОСТИ
  • Частота захвата осциллограмм до 80 000 осц/сек
  • 8-дюймовый TFT сенсорный ЖК-дисплей (800×600) высокого разрешения
  • Отображение осциллограмм (256 цветов)
  • 7 типов функций запуска: Edge, Pulse, Logic, Time Out, Dwart PW, Slope, N Edge, Video
  • Встроенная память 8 ГБ, осциллограммы и снимки экрана можно просматривать и редактировать на осциллографе
  • 31 тип автоматических измерений
  • Различные интерфейсы ввода/вывода: LAN, Wifi, USB2.0, USB Device, HDMI, Trigger out, Pass/Fail
  • До 5 часов работы от опциональной литий-ионной батареи
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
  TO1072 TO1074 TO1102 TO1104
Полоса пропускания 70 МГц 70 МГц 100 МГц 100 МГц
Каналы 2 4 2 4
Частота дискретизации в реальном времени 1 Гвыб/с 1 Гвыб/с 1 Гвыб/с 1 Гвыб/с
Глубина памяти 14 МБ 14 МБ 28 МБ 28 МБ
Макс. частота захвата 80 000 осц/сек 80 000 осц/сек 80 000 осц/сек 80 000 осц/сек
Интерфейсы LAN, Wifi, USB2.0, USB Device, HDMI, Trigger out, Pass/Fail
Экран 8″ TFT ЖК-дисплей (800*600)
Размеры 250 × 210 × 55 мм
Длина записи до 28 М Скорость захвата до 80 000 осциллограмм за секунду 256 градаций интенсивности свечения и отображения сигнала Низкий уровень собственного шума 31 тип автоматических измерений Большой набор режимов синхронизации Запись и просмотр осциллограмм Быстрая и простая настройка Сохранение осциллограмм Увеличение для просмотра Математические операции Клавиатура для набора названий сохраняемых файлов

О компании

Цели компании

Наша компания занимает лидирующее место на рынке СИ, и ориентирована на долгосрочное сотрудничество со своими партнерами и клиентами. Мы стремимся к тому, чтобы слово «ПРИСТ» ассоциировалось со всем самым современным, надежным и качественным и вселяло уверенность. Мы обещаем только то, что можем выполнить, и всегда выполняем то, что обещаем.

Специализация компании

АО «ПриСТ» — обеспечивает поставку средств измерения (СИ) для электро, радио измерений и измерения параметров окружающей среды — осциллографы, генераторы, вольтметры, частотомеры, источники питания, анализаторы качества электроэнергии, мультиметры, электроизмерительные клещи, измерители температуры и влажности и др. Подавляющее большинство средств измерений, поставляемые нашей компанией, прошли испытания для целей утверждения типа СИ и включены в государственный реестр средств измерения РФ.

В настоящий момент АО «ПриСТ» является владельцем зарегистрированной в России и охраняемой законами РФ торговой марки «АРРА», а также собственной торговой марки «АКИП», под которой на территории России продаются СИ различных производителей для российского рынка.

Оказываемые услуги:

  • Технические консультации по подбору средств измерения и вариантам замен приборов, снятых с производства или морально устаревших
  • Поставка основной номенклатуры измерительной техники со склада в Москве
  • Поверка поставляемых средств измерения
  • Доставка по России
  • Сервисная поддержка, гарантийное (до 5 лет) и послегарантийное обслуживание (до 7 лет)

Сервисный центр был создан в 1995. Году и оборудован современным тестовым, диагностическим и паяльно-ремонтным оборудованием, включающим калибраторы FLUKE и другое прецизионное оборудование. Уникальные инфракрасные паяльные станции IR-500A, позволяют осуществлять ремонт оборудования, изготовленного по технологии поверхностного монтажа. Рабочие места оборудованы антистатическими ковриками и гарнитурами заземления. Персонал центра имеет необходимую квалификацию, прошел сертифицированное обучение и подготовку в компаниях-поставщиках. Срок гарантии на поставляемое оборудование от 1 до 5 лет.

Метрологическая служба АО «ПриСТ» как структурное подразделение компании была создана в 2000 для метрологического обеспечения деятельности компании: входного и выходного контроля средств измерений, проверки средств измерений после ремонта в сервис-центре АО «ПриСТ» и т.д. С августа 2007 метрологическая служба аккредитована на право первичной поверки средств измерений (аттестат аккредитации метрологической службы № 1344). В соответствии с областью аккредитации служба оснащена: необходимым количеством эталонов, помещением, нормативными документами; в ее составе работают высококвалифицированные специалисты, аттестованные в качестве поверителей.

Для помощи при выборе СИ и возможности пробной эксплуатации оборудован ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ЗАЛ. С целью информирования наших заказчиков и партнеров о новинках измерительной техники функционируют сайты PRIST.RU и LECROY-RUS.RU, активное общение и техническое консультирование развернуто на форуме.

На сайте доступны прайс и подробные ТТД приборов.

Ежегодно выпускаются каталоги, брошюры, буклеты, листовки, CD диски и др. Каталоги и CD с краткими и подробными характеристиками СИ Вы можете получить бесплатно у нас в офисе, на стендах ПРИСТ на выставках с нашим участием или заказать по почте.

Мы стараемся делать работу с нашей компанией максимально удобной для Вас.

История компании

1994 г.

  • Год основания компании ПриСТ. Основным направлением деятельности компании стала продажа средств измерения.

1999 г.

  • АО «ПриСТ» становится эксклюзивным дистрибьютором продукции компаний «APPA» и «GW Instek» на территории Российской Федерации и стран СНГ. Получение представительских полномочий положило начало сертификации всей линейки средств измерений производимых «APPA» (мультиметры и электроизмерительные клещи) и «GW Instek» (лабораторные радиоизмерительные приборы).

2000 г.

  • Подписание эксклюзивных договоров с компаниями Center, Motech, Jung Jin, SEW, POUNDFUL. Начата работа по внесению продукции этих компаний в Госреестр СИ.

2003 г.

  • Подписание договора с компанией LeCroy (один из крупнейших производителей цифровых осциллографов) становится важным событием для российского рынка средств измерений.
  • Начало работ по сертификации осциллографов LeCroy.
  • Сотрудники сервисного центра ПриСТ проходят обучение на технической базе LeCroy.

2005 г.

  • С 1 февраля сервисный центр компании получает аккредитацию LeCroy в России и в Украине на гарантийное и послегарантийное обслуживание осциллографов LeCroy серий WaveSurfer, WaveRunner 6000 и 6000А, WavePro 7000 и 7000А, WaveMaster и SDA.
  • Подписан эксклюзивный договор с компанией Wayne Kerr. У российских пользователей появилась возможность приобретения прецизионных и высокочастотных измерителей RLC этой компании.
  • Подписан договор с известной европейской компанией METREL, производителем приборов для измерения параметров электробезопасности.

2006 г.

  • Компанией ПриСТ начата работа по полной локализации осциллографов LeCroy, включающей в себя перевод на русский язык пользовательского интерфейса, программного обеспечения, руководств по эксплуатации и пр.
  • В результате подписания договора с компанией TABOR начата сертификация и продвижение на рынок генераторов сигналов произвольной формы этой марки.

2007 г.

  • Подписание эксклюзивных договоров сразу с несколькими компаниями – Picosecond Pulse Labs и Phase Matrix.

2008 г.

  • Подписание дистрибьюторского соглашения между АО «ПриСТ» и Pendulum Instruments AB., в соответствии с которым ПриСТ получает статус авторизованного представителя продукции Pendulum на территории Российской Федерации.
  • Существенное расширение области аккредитации метрологической службы АО «ПриСТ» на право поверки.

2009 г.

  • Запуск программы по продвижению на рынке средств измерения на базе ПК. Это, прежде всего, USB-осциллографы производства компании PicoTechnology, группа которых внесена в Госреестр СИ под торговой маркой АКИП.

2010 г.

  • Компания ПриСТ за 7 лет провела огромную работу по выводу на рынок продукции LeCroy. Осциллографы LeCroy заняли достойное место во многих лабораториях страны. Принято решение выделить развитие бизнеса, связанного с продвижением LeCroy на рынок России и СНГ, в отдельную компанию – ООО «ЛеКрой Рус», которая наделена полномочиями представителя LeCroy Corp. В России и СНГ.
  • АО «ПриСТ» получена лицензия ФСБ России на право осуществления работ, связанных с использованием сведений, составляющих государственную тайну.
  • ПриСТ становится представителем АО «МИКРОН» – производителя образцовых мер электрического сопротивления

2011 г.

  • Переезд в новый офис по адресу: 2-й Донской проезд, д. 10, стр. 4.

2012 г.

  • Масштабное обновление парка приборов бюджетного класса. На рынок выводятся новые частотомеры, генераторы, осциллографы, источники питания и вольтметры.

2013 г.

  • Начато сотрудничество с двумя немецкими компаниями: TOELLNER AG – производитель уникальных высокопроизводительных источников питания и AARONIA AG – перспективный разработчик портативных анализаторов спектра и антенн.
  • В Санкт-Петербурге открыт дополнительный офис компании ПриСТ.

2014 г.

  • В Екатеринбурге открыт дополнительный офис компании ПриСТ.
  • Компания отметила 20-летний юбилей.
  • Подписано дистрибьюторское соглашение с корпорацией Danaher относительно продажи продукции Keithley: прецизионных вольтметров, источников-измерителей и пр.

2015 г.

  • Наша компания официально представляет на российском рынке продукцию Fluke Calibration.
  • Теперь кроме ВЧ-калибраторов, калибраторов электрических тестеров в номенклатуре компании появились калибраторы температуры, калибраторы промышленных процессов, калибраторы давления.
  • Подписано дистрибьюторское соглашение с корпорацией Danaher относительно продажи продукции Tektronix.
  • По результатам 2015 года компания ПриСТ вошла в ТОП-1000 успешных поставщиков от B2B-Center.

2016 г.

  • Подписано дистрибьюторское соглашение с компанией Anritsu.
  • Возобновлено сотрудничество с итальянской компанией Active Technologies Srl., которая продолжила выпускать высококлассные генераторы произвольной формы серий АКИП-3404 и АКИП-3405.
  • Наши партнеры тайваньская компания K&H, производитель современного учебного оборудования, совместно с нашим екатеринбургским офисом стали спонсором всероссийской олимпиады профессионального мастерства по направлению «Электроника, радиотехника и системы связи».
  • Метрологическая служба АО «ПриСТ» оснащена необходимым оборудованием для автоматизированной поверки и закрытой калибровки модулей PXI и PXIe производства компании National Instruments Corporation (США).
  • Сотрудничество с французской компанией ELECTRO-PJP вышло на новый уровень. Специалисты компании посетили производство высококачественных европейских измерительных аксессуаров.

2017 г.

  • В соответствии с приказом Росаккредитации от 24.01.2017 г. расширена область аккредитации метрологической службы АО «ПриСТ» на право проведения поверки и испытаний для целей утверждения типа СИ (Регистрационный номер в Реестре RA.RU.312058). Теперь область аккредитации позволяет поверять осциллографы с полосой пропускания до 67 ГГц, анализаторы спектра в диапазоне до 67 ГГц, генераторы сигналов в диапазоне до 50 ГГц, измерители комплексных коэффициентов передач (векторные анализаторы цепей) до 40 ГГц. В области электрических и магнитных измерений существенно расширен диапазон по постоянному току – до 1000 А. В области измерений времени и частоты расширение коснулось стандартов частоты – погрешность ±5×10-12 позволяет поверять рубидиевые стандарты частоты.
  • Подписано дистрибьюторское соглашение с компанией Rohde&Schwarz о продаже приборов, входящих в группу Value Instruments.
  • Подписано соглашение с компании IET Labs, Inc (США) об OEM-производстве под маркой АКИП мер сопротивления, индуктивности и ёмкости.
  • Специалисты американской компании аккредитовали компанию АО «ПриСТ» в качестве сервисного центра National Instruments на территории России, стран СНГ и ближнего Востока. В соответствии с подписанным соглашением компания ПРИСТ будет выполнять работы по ремонту и техническому обслуживанию средств измерений, включая закрытую калибровку, которые производит National Instruments.
  • Подписано дистрибьюторское соглашение с компанией ООО «Тэсто Рус» о продаже измерительного оборудования торговой марки Testo.

2018 г.

  • АО «ПРИСТ» прошло процедуру подтверждения компетентности и расширения области аккредитации на право проведения поверки СИ и испытаний СИ в целях утверждения типа.
  • Подписано дистрибьюторское соглашение с компанией National Instruments (США).
  • Запущен новый сайт компании.

2019 г.

  • 12 апреля компания ПРИСТ отметила 25-летний юбилей основания.
  • Подписано дистрибьюторское соглашение с компанией Анапико Рус – представителем швейцарской компании Anapico, который является разработчиком и производителем ВЧ и СВЧ контрольно-измерительного оборудования.
  • С 19 августа 2019 г. филиала АО «ПриСТ» в Екатеринбурге переехал в новый офис: 620142, г. Екатеринбург, ул. Цвиллинга, д. 58, оф. 1.
  • АО «ПриСТ», следуя политике в области качества, в рамках перехода на новый стандарт ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2019, была принята Декларация о независимости и беспристрастности, которая является частью риско-ориентированного подхода к выполнению работ по поверке средств измерений и испытанию средств измерений в целях утверждения типа.

2020 г.

  • Расширены традиционные направления нашей деятельности в области промышленной мебели, антистатического и паяльного оборудования, паяльных материалов, антистатического, защищенного инструмента.
  • Начаты поставки продукции германской компании WIHA. Компания WIHA является ведущим европейским производителем инструмента отверточной группы.
  • Компания ИЗАГРИ более 20 лет занимается разработкой и производством флюсов, паяльных паст, отмывочных жидкостей, свинецсодержащих, бессвинцовых припоев.
  • Начаты поставки продукции компании Electrolube (Великобритания). Electrolube является признанным лидером в разработке и производстве материалов для производства электроники. Продукция поставляется со склада в Москве и под заказ. Спектр поставок включает: защитные покрытия, контактные смазки, смолы и компаунды, решения для обеспечения теплового режима, средства для отмывки электроники общего назначения, средства технического обслуживания.

Эффективное продвижение на российский рынок новых торговых марок – одно из основных условий успешного развития компании в условиях конкуренции, но вместе с этим к выбору поставщиков наша компания подходит очень серьезно, во многом опираясь на личный опыт поставки оборудования того или иного производителя. Мы прекращаем закупки, если процент брака велик или сроки поставки не выдерживаются. Входной контроль поступающих на склад приборов осуществляет метрологическая служба компании.

Реквизиты юридического лица

Наименование организации:

Акционерное общество «Приборы, Сервис, Торговля» (АО «ПриСТ»)

Юр./факт. адрес:

119071, город Москва, проезд Донской 2-й, дом 10, строение 4, комната 31

ИНН:

7721212396

КПП:

772501001

ОГРН:

1037700203364

ОКПО:

54882137

ОКВЭД:

46.90

Банк:

ПАО Сбербанк г. Москва

Расчетный счет:

40702810738110102468

Корреспондентский счет:

30101810400000000225

БИК:

044525225

Относительно пассивных пробников 1: 1 и 10: 1

У меня есть несколько вопросов относительно уменьшения емкостной нагрузки пробников и кабелей осциллографов в случае пробников 10: 1 по сравнению с пробниками 1: 1. Я основываю свое исследование на этих ссылках:

В первой ссылке говорится:

прямой коаксиальный пробник длиной один метр (1X) нагружает цепь емкостью около 110 пФ и сопротивлением 1 МОм.

Поскольку осциллограф имеет 1 МОм || C i n p Cя п р (диапазон до 20 пФ), а коаксиальный кабель добавит 90 пФ / м, это добавит емкостную нагрузку и уменьшит полосу пропускания измеряемых сигналов.

Пробники аттенюатора (10: 1) будут иметь 9 МОм || C (настраиваемый) с той же схемой (опять же, емкость пробника добавляется параллельно и вход OSc [1 МОм | 20 пФ]). Это ослабляет сигнал, но увеличивает полосу пропускания датчика для наблюдения высокоскоростных сигналов, если R p × C p = R o s c × ( C o s c + C l u m p e dк а б л ек а п а с и т а н с д )

R p × Cp =рo s c× (Co s c+Cл у м п е дк а б л ек а п а к и т а н с е)

Я не понимал, как зонд с аттенюатором будет иметь большую полосу пропускания, потому что зонд 10: 1 также будет иметь такую ​​же емкость кабеля (90 пФ / м), которая не уменьшается. Как эта балансировка увеличит полосу пропускания пробника и уменьшит нагрузку на измеряемый сигнал?

Мне не удалось смоделировать и увидеть реальный эффект на измеренный спектр сигнала. Я рассчитал, что импедансы в параллельных ветвях Z1 = R1 || C1, Z2 = R2 || C2 || C3 и Z2 / (Z1 + Z3) должны быть 0,1.

Я использовал оценочную копию Micro-CAP10, чтобы смоделировать это, но получаю странные результаты, если строю график этой величины (Z2 / Z1 + Z2). Я не знаю, какие результаты даст CircuitLab.

Ниже приведена эквивалентная схема, которую я использовал в Micro-CAP10.

смоделировать эту схему — Схема, созданная с помощью CircuitLab

Изменить: эквивалентная схема похожа на 10 МОм, зашунтированный с ~ 14 пФ. Таким образом, эквивалентная нагрузка на измеряемый сигнал снижена до 14 пФ. Но мне непонятно, как прийти к этой эквивалентной схеме. Есть ли способ найти эквивалентную схему более сложного RC?

для профессионалов и любителей / Подборки, перечисления, топ-10, и так далее / iXBT Live

В нашу жизнь стремительно приходят новые и удобные устройства для разработки и тестирования. В первую очередь это касается планшетных осциллографов — современных устройств с сенсорным экраном и удобным формфактором, на базе мощной платформы. Профессионалов устроит компактное устройство с 1G/s и возможностью сохранить снимки сигнала тестируемого устройства.

Планшетные сенсорные осциллографы

Достаточно свежие модели планшетных осциллографов с сенсорным экраном. Обе модели — планшетный осциллограф Micsig TO1152  и планшетный осциллограф Fnirsi ADS1013D — оснащены двухканальным быстрым АЦП. Устройство от Micsig чуть мощнее и имеет аналоговую полосу до 150 MHz. А вот Fnirsi ADS1013D  уже интереснее из-за цены. Сейчас доступны купоны на $8/150, $10/130, $3/70, плюс работают купоны Алиэкспресс (если есть) или промокоды. Отправляют быстро. Что касается Micsig TO1152, то он тоже есть в наличии в Российской Федерации (доставят быстро курьером IML в руки), можно взять с дополнительной батареей.

 

 

Карманные компактные осциллографы

Для быстрой проверки устройства на «живое» ли, выдает ли какой-то сигнал — пригодятся портативные аккумуляторные осциллографы типа 1С15 или 2С42. По ссылке вы найдете подробное сравнение этих моделей.  Кстати, есть еще и аналогичный осциллограф ADS5012H. В любом случае, все эти устройства удобны для беглой проверки, да и для работы на столе. Что касается Hantek — то это устройство 3-в-1 с генератором сигналов, мультиметром и, конечно, осциллографом.

 

Бюджетные настольные осциллографы

Если есть возможность чуть-чуть добавить и взять полноразмерный настольный осциллограф, то посмотрите в сторону положительно зарекомендовавших себя моделей от Hantek и OWON. Буквально за смешные $200+ можно взять мощную полнофункциональную модель осциллографа с 1G/s. Другие модели можно посмотреть в предыдущей подборке. 

 

 

USB осциллографы-приставки для Windows/Linux/Android

Некоторое время назад для радиолюбителей были доступны дешевые USB-приставки, которые заменяли полноценный осциллограф. Это дешевый способ получить нужны функционал — вместо осциллографа обработкой сигналов занимается компьютер. На сегодняшний день эти USB-приставки научились работать с операционными системами типа Android/*nix, а также появилось и альтернативное ПО. Из указанных моделей все имеют полный комплект для работы (щупы, кабели, ПО). Модель Cleqee заявлена с полосой 50 МГц, остальные, а вот остальные до 20 МГц (48 Ms/s). Если тема интересная, посмотрите отдельную статью про осциллографы.

 

Аксессуары для осциллографов

Не проходите мимо полезных адаптеров для измерений и работы с электроникой. Начиная от различных кабелей и адаптеров (N-типа, SMA, BNC для осциллографа, MMCX, banana и подобные). Ссылка на подборку аксессуаров и адаптеров. Также не будут лишними щупы для осциллографа типа Р6100 (100 МГц), Р4100 (с делителем 1:100), аттенюаторы типа Hantek HT-201 (20 дБ).

 

В заключение короткое видео про планшетные осциллографы, которые прочно завоевывают пользователей. Это реально удобно.

Таким образом, за относительно небольшие деньги можно подобрать для себя качественное устройство для отладки и тестирования девайсов. Портативные осциллографы будут удобны в поездке, в служебной командировке, да и для ремонтных бригад в качестве основного инструмента. Каждый сможет подобрать по потребностям и по возможностям.

 

Осциллограф: история и классификация — ToolBoom

Осциллограф – это один из самых важных и незаменимых инструментов для анализа электрических сигналов, без которого невозможно представить себе ни одну мастерскую, не говоря уже о крупных сервисных центрах. Осциллографы предназначены для визуализации амплитудных изменений подаваемого на них сигнала во временном разрезе и позволяют наблюдать, измерять, а также записывать этот сигнал. Современные осциллографы являются отличными инструментами для тестирования, отладки и устранения неполадок, потому что с их помощью можно определять работоспособность отдельно взятых электронных компонентов, а также модулей в сборе.

История осциллографов берет свое начало с 1893 года, когда французский физик Андре Блондель представил миру собственноручно построенный магнитоэлектрический осциллограф с бифилярным подвесом. Данный прибор позволял регистрировать значения электрических величин, таких как интенсивность переменных токов, на движущейся ленте записи при помощи чернильного маятника, подсоединенного к катушке. Так как при работе использовались сразу нескольких механических приспособлений, первые осциллографы были не слишком точными и имели очень малую полосу пропускания, в диапазоне 10-19 кГц.

Полностью автоматический ондограф Госпиталье — предшественник магнитоэлектрического осциллографа с бифилярным подвесом Андре Блонделя

По настоящему осциллографы эволюционировали с появлением электронно-лучевой трубки (CRT), которую изобрел в 1897 году немецкий физик Карл Браун. A.C. Cossor – британская компания, которая первой в мире адаптировала данную технологию, представив в 1932 году первый осциллограф на ЭЛТ.

По окончанию Второй мировой войны измерительные приборы, а с ними, соответственно, и осциллографы, преуспевали в развитии во всех частях мира, но в первую очередь это было заметно в Европе и Америке. В 1946 году Говард Воллюм и Мелвин Джек Мердок основали компанию Tektronix, которая вскоре стала мировым лидером в осциллографии. В том же году Воллюм и Мердок изобрели свой первый осциллограф со ждущей разверткой — они использовали эту технологию в модели 511, которая имела полосу пропускания 10 МГц. Ждущей разверткой в осциллографе принято считать развертку, которая срабатывает только во время протекания наблюдаемого электрического импульса.

В 1950-х годах практически во всех технически развитых странах стали производить эти приборы, благодаря чему осциллографы превратились в универсальный инструмент для измерений. Полоса пропускания и точность осциллографов стремительно увеличивались, сначала с появлением первых промышленных аналоговых моделей, а затем и с появлением цифровых осциллографов в 1985-м году. Этот год можно с уверенностью назвать одной из ключевых точек в истории развития осциллографии. Именно в этом году для исследовательского центра CERN был разработан первый в мире цифровой запоминающий осциллограф. Созданием данного прибора руководил Уолтер ЛеКрой (Walter LeCroy), основатель компании LeCroy. Начиная с 1980-х годов рынок цифровых осциллографов прогрессировал невероятными темпами, благодаря чему эти приборы по сей день являются незаменимыми.

Как и в случае с любым другим электронным оборудованием, по способу обработки входного сигнала осциллографы можно разделить на аналоговые и цифровые. Оба типа, конечно же, обладают своими плюсами, минусами и уникальными характеристиками, поэтому давайте все же разберем их более детально.

Аналоговый осциллограф

Единичные экземпляры аналоговых осциллографов все еще можно встретить на рабочих столах мастеров старой закалки, которые в меру своей привычки не могут перейти в век цифрового измерения сигналов. Но даже такие редкие аналоговые модели постепенно вытесняются цифровыми собратьями, потому что ситуация на рынке измерительных приборов аналогична рынку персональных компьютеров, где стоимость компонентов постоянно снижается.

Практически любой аналоговый осциллограф должен быть оснащен одним или несколькими вертикальными каналами, горизонтальным каналом, временной базой, схемой запуска (спусковой схемой), и, конечно же, ЭЛТ модулем. Вертикальный канал должен содержать компенсированный аттенюатор, предусилитель, линию задержки и вертикальный усилитель, который предназначен для усиления сигнала до нужного для ЭЛТ модуля уровня. Горизонтальный канал может использоваться в двух разных режимах работы: внутреннем и внешнем. Оба режима горизонтального канала, по аналогии с вертикальным, работают через горизонтальный усилитель.

Временная база в основном состоит из триггеров, интегрирующего усилителя, а также схем для суммирования и инвертирования.

Схема запуска состоит из селектора фронта, триггера и схемы производного действия. Селектор фронта предназначен для переключения между спадающим и нарастающим фронтом. Схема триггера Шмитта, которая выводит сигнал прямоугольной формы, синхронизируется с другими спусковыми событиями. Управление уровнем запуска (спуска) производится посредством изменения переходного напряжения триггера Шмитта.

ЭЛТ модулем принято называть специальную вакуумную трубку, содержащую электронную пушку, набор горизонтальных и вертикальных отклоняющих пластин, несколько электронных линз, а также дисплей, окрашенный внутри слоями флуоресцентного и фосфоресцентного покрытия.

В большинстве случаев полоса пропускания аналоговых осциллографов исчисляется несколькими сотнями мегагерц, а основным «ограничителем» полосы является именно ЭЛТ модуль. Такие приборы могут использоваться для отображения в реальном времени моментальных изменений сигналов, так как весь процесс вывода сигнала на экран не проходит цифровую обработку. К аналоговым осциллографам такие понятия, как буферизация, обработка входного сигнала и другие термины, относящиеся к современным цифровым моделям, конечно же, неприменимы. Подающиеся на вход сигналы непрерывно отображаются с небольшой задержкой, обусловленнойнепосредственно компонентами электронных схем прибора.

Цифровой осциллограф

Как правило, цифровые осциллографы разделяют на три основных подтипа:

  • запоминающий осциллограф (DSO), использующий технологию выборки в реальном времени;
  • стробоскопический осциллограф (DSaO), использующий выборку в эквивалентном масштабе времени;
  • фосфорный осциллограф (DPO), использующий продвинутые технологии выборки и обработки сигналов.

Цифровые запоминающие осциллографы появились благодаря технологической эволюции гибридных аналогово-цифровых преобразователей (ADC), ответственных за быстрое и точное оцифровывание высокочастотных сигналов, а также благодаря разработкам в сфере запоминающих устройств, которые в подобных приборах должны сохранять данные настолько быстро, насколько осуществляется выборка, и компактных дисплейных модулей с низким энергопотреблением. По сути, запоминающие осциллографы используют аналогово-цифровые преобразователи для представления данных о сигналах в цифровом формате.

Цифровым стробоскопическим осциллографом принято называть прибор, который для получения изображения формы сигнала использует упорядоченную/случайную выборку мгновенных значений исследуемого сигнала и осуществляет его временное преобразование. Принцип работы подобного осциллографа базируется на стробоскопическом эффекте, поэтому DSaO использует измерение мгновенных значений повторяющихся сигналов при помощи коротких стробоскопических импульсов. Благодаря этому принципу такие осциллографы обеспечивают широкую полосу пропускания и обладают высокой чувствительностью.

Цифровые фосфорные осциллографы – это наиболее развитый и высокотехнологичный тип осциллографов, которые существуют на сегодняшний день. DPO отображают сигнал в трех плоскостях, что в какой-то мере можно сравнить с производительностью аналогового осциллографа: временном, амплитудном и амплитудном в течении времени (интенсивность). Такие осциллографы обладают высокой плотностью выборки, а также присущей подобным приборам способностью захватывать данные по интенсивности исследуемого сигнала. Дисплей DPO значительно облегчает распознавание основной формы сигнала от его переходных характеристик — картинка основного сигнала выглядит значительно ярче.

Тенденции развития

Традиционно, производство современных цифровых осциллографов ориентировано на разработку устройств с более широкой полосой пропускания и увеличение быстродействия. На сегодняшний день полоса пропускания осциллографов ведущих производителей достигает 6-7 ГГц и даже больше (у некоторых осциллографов для расширенного анализа сигналов).

С другой стороны, есть тенденция к разработке портативных устройств. Эти устройства не будут иметь характеристик лабораторных осциллографов, но являются компактными, мобильными, и имеют привлекательную цену. По размерам и форм-фактору они очень напоминают современный мобильный телефон.

Разработаны также USB-осциллографы, которые работают в паре с персональным компьютером, и превращают его в измерительное устройство. Управление происходит с ПК, а сигнал отображается на его экране. Как правило, это небольшое и легкое устройство. С его помощью можно легко проводить обработку сигнала (которую на самом деле выполняет ваш ПК). Преимуществом является то, что сигнал можно легко сохранить, обработать, распечатать или переслать.

В заключение

Осциллограф – это невероятно полезный в работе инструмент и, наверное, одна из лучших инвестиций, которую вы можете сделать, занимаясь ремонтом, отладкой и тестированием различной техники. В ассортименте нашего магазина представлен широкий выбор цифровых осциллографов, от бюджетных вариантов до высокотехнологичных производительных моделей. Если у вас возникли вопросы по выбору такого прибора, обращайтесь в нашу техническую поддержку, где вам обязательно помогут.

Команда Toolboom

Копирование материалов с сайта toolboom.com разрешается только при условии указания авторства и размещения обратной текстовой ссылки на каждый скопированный контент.

Доработка осциллографа . Осциллограф — ваш помощник (приставки к осциллографу)

Работая с тем или иным осциллографом, радиолюбители порок» совершенствуют его, стараясь сделать его более удобным в обращении либо расширить возможности. Надеясь, что подобный опыт может пригодиться другим владельцам осциллографов, познакомимся с некоторыми предложениями.

Осциллограф серии ОМЛ. Несмотря на надежность в работе, у него есть недостаток — неудобство в пользовании переключателем длительности развертки. Поэтому Г. Тимофеев из пос. Мещерино Московской обл. доработал осциллограф — поставил взамен кнопочных переключателей П2К галетный ПГ2-7-12ПЗНТ (рис. 70). Резисторы делителя остаются прежние, поэтому никакого налаживания после доработки не потребуется.

Для установки галетного переключателя нужно удалить пять верхних секций переключателя длительностей и укоротить верхнюю часть планки переключателя, а конец оставшейся нижней части плавки закрепить небольшой металлической перемычкой. Кроме того, необходимо обрезать по диагонали высоту передней панели около переменного резистора «СИНХР.», чтобы расширить место под переключатель.

В передней панели растачивают отверстие клавиши «5–0,5—50» под диаметр резьбового фланца галетного переключателя, а оставшиеся отверстия закрывают декоративной пластиной с надписями положений переключателя. К выводам контактов переключателя подпаивают резисторы делителя в соответствии со схемой, приведенной на рис. 71.

Помимо указанной доработки, можно установить на передней панели между регулировками яркости, фокусировки и смещения луча светодиод, подключив его через ограничительный резистор (его сопротивление зависит от используемого светодиода) к источнику постоянного напряжения +10 В. И теперь светодиод будет сигнализировать о включении осциллографа.

Галетный переключатель может быть и с одной секцией (рис. 72) — такую доработку провел В. Лазарев из г. Каменка-Днепровская Запорожской обл. Все резисторы — прежние, их позиционные обозначения соответствуют приведенным на принципиальной схеме осциллографа ОМЛ.

Барнаульский радиолюбитель В. Ростовский предложил для осциллографа ОМЛ-ЗМ изготовить приставку (рис. 73), позволяющую более плавно изменять частоту развертки. Работать с такой приставкой менее хлопотно, чем с кнопочным переключателем осциллографа.

Приставка содержит галетный переключатель SA1, с помощью которого устанавливают нужный диапазон частот развертки, набор конденсаторов C1-С8 и цепочку плавного изменения частоты из последовательно соединенных резисторов R1 и R2. В положении «1» переключателя переменным резистором R1 можно изменять частоту развертки от 30 до 100 Гц, в положение «2» — от 100 до 300 Гц, в положении «3» — от 300 Гц до 1 кГц, в положении «4» — от 1 до 3 кГц, в положении «5» — от 3 до 10 кГц, в положении «6» — от 10 до 30 кГц, в положении «7» — от 30 до 100 кГц, в положении «8» — от 100 до 3000 кГц, в положении «9» (в этом случае «работает» конденсатор С5 осциллографа емкостью 1000 пФ) — от 300 кГц до 1 МГц.

Конденсатора должны быть бумажные, слюдяные или керамические. От точности их подбора зависит точность «воспроизведения» указанных частот. Переменный резистор — СПО-1 или СПЗ-4аМ. Детали приставки монтируют в подходящем по габаритам корпусе, на лицевой панели которого укрепляют переключатель и переменный резистор, а через отверстие в боковой стенке выводят четырехпроводный шнур (или просто четыре монтажных проводника в изоляции) и подпаивают концы проводников к штырькам малогабаритного разъема ХТ1. Гнездовую часть разъема укрепляют на пластмассовой скобе, расположенной на задней стенке осциллографа. Проводники от гнездовой части пропускают через одно из отверстий в задней стенке и соединяют их с соответствующими контактами платы генератора развертки (для доступа к этой плате придется снять верхнюю половину корпуса осциллографа).

При работе приставки кнопка «МС-МКС» осциллографа должна быть нажата, а остальные кнопки установки длительности развертки отпущены.

Если нужно установить более точно указанные границы частот в каждом положении переключателя (кроме «9») приставки, следует подобрать соответствующие конденсаторы.

И еще одно предложение, правка, касающееся не самого осциллографа, а его кабеля со щупами. Упоминавшийся выше Г. Тимофеев из Подмосковья заметил, что щупы выносного кабеля не только неудобны порою, а и небезопасны при проверке цепей с большим напряжением. Поэтому он немного доработал выносной кабель, заменив его входной щуп самодельным (рис. 74).

В качестве корпуса 6 входного щупа использован корпус фломастера. Через отверстие в пробке 7 (внутренний конец пробки укорочен), пропущен кабель 5, к его металлической оплетке 2 (она должна возможно ближе подходить к щупу 1, чтобы исключить наводки от руки на щупе припаян многожильный провод 3 с зажимом «крокодил» 4 на конце — это «земляной» щуп.

Входной щуп 1 — штырек от разъема типа ШР. После подпайки к штырьку проводника кабеля штырек в горячем виде запрессовывают в корпус фломастера. Внутреннюю полость корпуса готового щупа желательно заполнить эпоксидной смолой.

Осциллограф Н313. В нем, как и в некоторых других осциллографах, отсутствует режим внешней развертки, что значительно сужает возможности использования осциллографа и подключения к нему описываемых приставок. Несложная доработка, предложенная С. Торбиным из г. Челябинска, позволит превратить этот осциллограф в «полноценный» измерительный прибор.

На рис. 75 приведена часть схемы осциллографа Н313, подлежащая доработке. Нужно разомкнуть лишь цепь соединения резистора R20 с транзисторами VT4 и VT5 и подвести проводники от разомкнутых участков к кнопочному переключателю SB1, который соединяют также с гнездом «ВХОД X» осциллографа.

В показанном на схеме положении переключателя усилитель канала X оказывается подключенным к гнезду «ВХОД X», и на это гнездо теперь можно подавать внешнее напряжение развертки. Когда же кнопку нажимают, осциллографом пользуются как и прежде, до доработки.

Практически доработка сводится к перерезанию токопроводящей дорожки на плате (рис. 76) и подпайке проводников в изоляции от дорожек и указанного выше гнезда к переключателю (например, типа П2К), установленному на задней стенке осциллографа.

Осциллограф ОР-1. У этого осциллографа отсутствует вход канала горизонтального отклонения и не выведено пилообразное напряжение. Восполнить эти недостатки позволит предложение москвича А. Суворова — разрезать проводник печатной платы (рис. 77), идущий к затвору транзистора VT23, и соединить получившиеся концы отрезками экранированных проводов с переключателем SB1 и гнездом XS1 выхода пилообразного напряжения. Эти элементы, как и гнездо XS2 горизонтального входа, а также регулятор усиления R1 в режиме внешней развертки, укрепляют на корпусе осциллографа.

Приведенные примеры позволят провести аналогичные доработки и в других осциллографах.

Осциллографы

| Психология вики | Фэндом

Оценка | Биопсихология | Сравнительный | Познавательная | Развивающий | Язык | Индивидуальные различия | Личность | Философия | Социальные |
Методы | Статистика | Клиническая | Образовательная | Промышленное | Профессиональные товары | Мировая психология |

Биологический: Поведенческая генетика · Эволюционная психология · Нейроанатомия · Нейрохимия · Нейроэндокринология · Неврология · Психонейроиммунология · Физиологическая психология · Психофармакология (Указатель, Схема)


Эту статью нужно переписать, чтобы повысить ее актуальность для психологов..
Пожалуйста, помогите улучшить эту страницу самостоятельно, если можете ..

Портативный аналоговый осциллограф модели 475A компании Tektronix, очень типичный прибор конца 1970-х годов. Этот прибор с двумя трассами и двойной разверткой имел полосу пропускания по горизонтали 250 МГц, максимальную вертикальную чувствительность 5 мВ на деление и максимальную (без увеличения) скорость горизонтальной развертки 10 нс на деление. Вертикальные элементы управления находятся слева: канал 1 вверху и канал 2 внизу. Элементы управления горизонтальной разверткой находятся справа, основной триггер вверху и отложенный триггер внизу.Элементы управления электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) находятся под экраном. Металлическая петля в правом нижнем углу экрана обеспечивала калибровочный сигнал для датчиков напряжения и тока.

Осциллограф (иногда сокращенно CRO , для электронно-лучевого осциллографа или обычно просто осциллограф или O-scope ) — это электронное испытательное оборудование, которое позволяет просматривать напряжения сигналов, как правило, как двумерные. размерный график одной или нескольких разностей электрических потенциалов (вертикальная ось) в зависимости от времени или некоторого другого напряжения (горизонтальная ось).

Описание [править | править источник]

Внешний вид [править | править источник]

Типичный осциллограф обычно имеет форму коробки с экраном дисплея, многочисленными входными разъемами, ручками управления и кнопками на передней панели. Для облегчения измерения на лицевой стороне экрана нарисована сетка, называемая координатной сеткой . Каждый квадрат в сетке обозначается как деление .

Входы [править | править источник]

Измеряемый сигнал подается на один из входных разъемов, который обычно является коаксиальным разъемом типа BNC или N.Если источник сигнала имеет собственный коаксиальный разъем, то используется простой коаксиальный кабель; в противном случае используется специальный кабель, называемый пробником осциллографа, который входит в комплект поставки осциллографа. Осциллографы общего назначения имеют стандартное входное сопротивление 1 МОм, включенное параллельно, и емкость около 20 пикофарад. Это позволяет использовать стандартные пробники осциллографа. Осциллографы для использования с очень высокими частотами могут иметь входы с сопротивлением 50 Ом, которые необходимо либо подключать напрямую к источнику сигнала с сопротивлением 50 Ом, либо использовать с Z 0 или активными пробниками.Он используется для измерения напряжения.

След [править | править источник]

В простейшем режиме осциллограф несколько раз рисует горизонтальную линию, называемую кривой , через середину экрана слева направо. Один из элементов управления, элемент управления временной разверткой , устанавливает скорость рисования линии и калибруется в секундах на деление. Если входное напряжение отклоняется от нуля, дорожка отклоняется вверх или вниз. Другой элемент управления, вертикальный элемент управления , устанавливает масштаб вертикального отклонения и калибруется в вольтах на деление.Результирующая кривая представляет собой график зависимости напряжения от времени (настоящее отображается в различных положениях, менее недавнее прошлое слева, самое недавнее прошлое справа).

Если входной сигнал периодический, то почти стабильную кривую можно получить, просто установив базовый временной интервал в соответствии с частотой входного сигнала. Например, если входной сигнал представляет собой синусоидальную волну с частотой 50 Гц, то его период составляет 20 мс, поэтому развертка по времени должна быть отрегулирована так, чтобы время между последовательными горизонтальными развертками составляло 20 мс.Этот режим называется непрерывной разверткой . К сожалению, развертка осциллографа не является идеально точной, а частота входного сигнала не идеально стабильна, поэтому кривая будет дрейфовать по экрану, что затрудняет измерения.

Триггер [править | править источник]

Для обеспечения более стабильной кривой современные осциллографы имеют функцию, называемую триггером . При использовании , запускающего , осциллограф будет останавливаться каждый раз, когда развертка достигает крайней правой стороны экрана.Затем осциллограф ожидает указанного события, прежде чем рисовать следующую трассировку. Событием триггера обычно является входной сигнал, достигающий определенного пользователем порогового напряжения в указанном направлении (положительное или отрицательное).

Эффект заключается в повторной синхронизации временной развертки с входным сигналом, предотвращая горизонтальный дрейф кривой. Таким образом, запуск позволяет отображать периодические сигналы, такие как синусоидальные и прямоугольные волны. Цепи запуска также позволяют отображать непериодические сигналы, такие как одиночные импульсы или импульсы, которые не повторяются с фиксированной частотой.

Типы триггеров включают:

  • внешний триггер , импульс от внешнего источника, подключенного к выделенному входу на прицеле.
  • Триггер фронта , детектор фронта, который генерирует импульс, когда входной сигнал пересекает заданное пороговое напряжение в заданном направлении.
  • запуск видеосигнала , схема, которая извлекает синхронизирующие импульсы из видеоформатов, таких как PAL и NTSC, и запускает временную развертку для каждой строки, указанной строки, каждого поля или каждого кадра.Эта схема обычно находится в устройстве контроля формы сигнала.
  • триггер с задержкой , который ждет заданное время после триггера по фронту перед запуском развертки. Никакая схема триггера не действует мгновенно, поэтому всегда есть определенная задержка, но схема задержки триггера увеличивает эту задержку до известного и регулируемого интервала. Таким образом, оператор может исследовать конкретный импульс в длинной серии импульсов.
Режим X-Y [редактировать | править источник]
Другие особенности [править | править источник]

Некоторые осциллографы имеют курсора , которые представляют собой линии, которые можно перемещать по экрану для измерения временного интервала между двумя точками или разницы между двумя напряжениями.

Осциллографы могут иметь два или более входных каналов , что позволяет им отображать более одного входного сигнала на экране. Обычно осциллограф имеет отдельный набор вертикальных регуляторов для каждого канала, но только одну систему запуска и временную развертку.


Иногда событие, которое хочет увидеть пользователь, может происходить только изредка. Чтобы уловить эти события, некоторые осциллографы, известные как «области памяти», сохраняют на экране самые последние развертки. Первоначально это было достигнуто с помощью специальной ЭЛТ, «трубки для хранения», которая сохраняла бы изображение даже очень короткого события в течение длительного времени.

Некоторые цифровые осциллографы могут выполнять развертку с такой низкой скоростью, как один раз в час, имитируя самописец с ленточной диаграммой. То есть сигнал прокручивается по экрану справа налево. Большинство осциллографов с этой функцией переключаются из режима развертки в режим ленточной диаграммы примерно один раз в десять секунд. Это потому, что в противном случае область видимости выглядит сломанной: она собирает данные, но точка не видна.

Осциллографы изначально были аналоговыми устройствами. В последнее время дискретизация цифрового сигнала все чаще используется для всех моделей, кроме простейших.

Многие осциллографы имеют разные подключаемые модули для разных целей, например, высокочувствительные усилители с относительно узкой полосой пропускания, дифференциальные усилители, усилители с 4 или более каналами, модули выборки для повторяющихся сигналов очень высокой частоты и специальные плагины. .

Примеры использования [править | править источник]

Фигуры Лиссажу на осциллографе с разностью фаз 90 градусов между входами x и y.

Одно из наиболее частых применений прицелов — поиск неисправностей в неисправном электронном оборудовании.Одним из преимуществ осциллографа является то, что он может графически отображать сигналы: там, где вольтметр может показывать совершенно неожиданное напряжение, осциллограф может показать, что цепь колеблется. В других случаях важна точная форма импульса.

В части электронного оборудования, например, соединения между каскадами (например, электронные смесители, электронные генераторы, усилители) могут быть «исследованы» на предмет ожидаемого сигнала, используя осциллограф в качестве простого средства отслеживания сигналов. Если ожидаемый сигнал отсутствует или неверен, значит, какая-то предшествующая ступень электроники работает некорректно.Поскольку большинство отказов происходит из-за одного неисправного компонента, каждое измерение может доказать, что половина ступеней сложного оборудования либо работает, либо, вероятно, не вызвала неисправность.

После обнаружения неисправной ступени дальнейшее зондирование обычно позволяет квалифицированному специалисту точно определить, какой компонент вышел из строя. После замены компонента можно восстановить работу устройства или, по крайней мере, устранить следующую неисправность.

Другое применение — проверка недавно разработанной схемы.Очень часто вновь спроектированная схема будет неправильно работать из-за ошибок конструкции, плохого уровня напряжения, электрических шумов и т. Д. Цифровая электроника обычно работает от часов, поэтому осциллограф с двумя трассами, который показывает как тактовый сигнал, так и тестовый сигнал, зависящий от часов, является полезный. «Объемы хранения» полезны для «фиксации» редких электронных событий, которые вызывают неисправность в работе.

Другое применение — инженеры-программисты, которые должны программировать электронику. Часто осциллограф — это единственный способ проверить, правильно ли программное обеспечение работает с электроникой.

Советы по использованию [править | править источник]

  • Наиболее типичная проблема, возникающая при приближении к незнакомой осциллографе, заключается в том, что след не виден. Многие новые осциллографы имеют кнопку «Параметры сброса» или «Автоматическая настройка». Используйте его, когда запутаетесь или впервые приблизитесь к незнакомому прицелу. У некоторых прицелов есть кнопка «лучоискатель». Он ограничивает размер отсканированного изображения, поэтому на экране появляется кривая.
  • Убедитесь, что сначала вы установили параметры канала на «DC» связь с автоматическим запуском.Увеличивайте в канале вольты на деление (эффективно разделяя высоту строки), пока не появится линия. Установите время развертки на деление, близкое к скорости желаемого события, а затем отрегулируйте вольты на деление, пока событие не появится в нужном размере.
  • Осциллографы почти всегда имеют тестовый выход, который можно измерить, чтобы убедиться, что канал и пробник работают. Приближаясь к незнакомому осциллографу, целесообразно сначала измерить этот сигнал.
  • Из-за емкости провода в измерительном щупе осциллограф может неточно отображать высокоскоростные сигналы.Например, передний и задний фронты прямоугольной волны могут показаться пере- или недооцененными из-за неправильно скомпенсированного датчика. Многие пробники (типы делителей напряжения, такие как пробники x10 и x100) позволяют компенсировать это регулированием подстроечного конденсатора. Зонды всегда должны быть настроены так, чтобы правильно отображать прямоугольные волны; в большинстве осциллографов для этой цели предусмотрен выход тестового сигнала прямоугольной формы.
  • Полоса пропускания тестовых пробников должна превышать полосу пропускания входных усилителей осциллографа.
  • Заземление сигнала осциллографа должно быть подключено к заземлению тестируемой цепи, хотя это явно невозможно при измерении разницы между двумя напряжениями, ни одно из которых не является заземлением. В конец большинства измерительных проводов осциллографов встроен зажим заземления. Для точного измерения высокоскоростных сигналов заземляющий провод должен быть как можно короче; на частотах выше 100 МГц необходимо удалить подвесной заземляющий провод и заменить его маленьким заземляющим штырем, который скользит по заземляющему кольцу на конце пробника.
  • Если осциллограф подключен к заземлению сети, вероятно, что заземление измерительного провода также подключено к заземлению сети (через шасси осциллографа). Если тестируемая цепь также связана с заземлением сети, то подключение заземления пробника к любому сигналу будет эффективно действовать как короткое замыкание на землю, что может вызвать повреждение тестируемой цепи или самого осциллографа. Этого можно избежать, подав питание на тестируемую цепь через изолирующий трансформатор.Распространенной, но опасной ошибкой является использование изолирующего трансформатора для питания осциллографа («плавающего» режима) вместо тестируемой цепи. Это позволяет создавать опасные напряжения на металлических частях осциллографа, что создает недопустимый риск поражения электрическим током. Удаление заземляющего соединения шнура питания, конечно, также недопустимо. В качестве альтернативы можно использовать развязывающий усилитель осциллографа для изоляции заземления пробника от заземления осциллографа, это также хорошее решение, если ИУ не может получать питание через изолирующий трансформатор.Дифференциальные усилители или пробники — еще одно решение проблемы. * «Связь по переменному току» блокирует любой постоянный ток в сигнале. Это полезно при измерении слабого сигнала со смещением постоянного тока. Обратите внимание, что в режиме связи по переменному току просто добавляется внутренний последовательный конденсатор, который влияет на низкочастотный отклик. * «Связь по постоянному току» должна использоваться при измерении постоянного напряжения. * Убедитесь, что вы запускаете с правильного канала. Установите задержку запуска на ноль. Отрегулируйте уровень запуска до тех пор, пока не сработает желаемое событие.Наконец, отрегулируйте задержку срабатывания триггера до тех пор, пока не появится желаемый сигнал. * Датчики осциллографа дороги и хрупки. Чтобы уменьшить емкость, проводник в проводе зонда осциллографа иногда бывает уже человеческого волоса. Пластиковую «ручку» датчика часто легко сломать. Никогда не оставляйте зонд на полу, где по нему можно ходить. Если вам необходимо совместно использовать прицел, подумайте о том, чтобы иметь и защищать собственный набор пробников.

    Выбор

    Осциллографы обычно имеют контрольный список некоторых из перечисленных выше функций.Основной критерий качества — это полоса пропускания его вертикальных усилителей. Типичные осциллографы общего назначения должны иметь полосу пропускания не менее 100 МГц, хотя для приложений звуковой частоты приемлемы гораздо более низкие полосы пропускания.

Полезный диапазон развертки составляет от одной секунды до 100 наносекунд, с запуском и разверткой с задержкой. Для работы с цифровыми сигналами необходимы двойные каналы, и рекомендуется использовать объем памяти со скоростью развертки не менее 1/5 максимальной частоты вашей системы.

Главное преимущество качественного осциллографа — качество схемы запуска. Если триггер нестабилен, отображение всегда будет нечетким. Качество примерно улучшается по мере увеличения частотной характеристики и стабильности напряжения триггера.

Цифровые накопители (почти единственный вид, который сейчас доступен на более высоком уровне рынка) использовались для отображения вводящих в заблуждение сигналов при низких частотах дискретизации, но эта проблема «наложения спектров» теперь встречается гораздо реже из-за увеличенной длины памяти.Тем не менее, стоит спросить о подержанном рынке.

По состоянию на 2004 г. двухканальный осциллограф для хранения данных с полосой пропускания 150 МГц стоит около 1200 долларов США за новый и подходит для точного использования на частотах до 15 МГц. Текущий рекорд полосы пропускания по состоянию на май 2006 года принадлежит семейству осциллографов LeCroy SDA18000 с полосой пропускания цифрового перемежения до 18 ГГц и стоимостью около 166 400 долларов США. Текущий рекорд по полосе пропускания для дискретных запоминающих осциллографов по состоянию на июнь 2006 года принадлежит серии LeCroy WaveExpert® с полосой пропускания 100 ГГц и стоимостью около 55000 долларов США за мэйнфрейм с подключаемыми модулями стоимостью от 7000 до 68 300 долларов США.

Электронно-лучевой осциллограф (CRO) [редактировать | править источник]

Самый ранний и самый простой тип осциллографа состоял из электронно-лучевой трубки, вертикального усилителя, временной развертки, горизонтального усилителя и источника питания]]. Теперь их называют «аналоговыми», чтобы отличать их от «цифровых» прицелов, которые стали обычным явлением в 1990-х и 2000-х годах.

До введения CRO в его нынешнем виде электронно-лучевая трубка уже использовалась в качестве измерительного прибора.Электронно-лучевая трубка представляет собой вакуумированную стеклянную оболочку, аналогичную таковой в черно-белом телевизоре, с плоской поверхностью, покрытой фосфоресцирующим материалом (люминофором). Диаметр экрана обычно меньше 20 см, что намного меньше, чем у телевизора.

В горловине трубки находится электронная пушка, которая представляет собой нагреваемую металлическую пластину с проволочной сеткой (сеткой) перед ней. Небольшой потенциал сетки используется для блокирования ускорения электронов, когда электронный луч должен быть выключен, например, во время обратного хода развертки или когда не происходит триггерных событий.Применяется разность потенциалов не менее нескольких сотен вольт, чтобы сделать нагретую пластину (катод) отрицательно заряженной относительно отклоняющих пластин. Для осциллографов с более широкой полосой пропускания, где дорожка может перемещаться по люминофорной мишени быстрее, часто используется положительное ускоряющее напряжение после отклонения, превышающее 10000 вольт, что увеличивает энергию (скорость) электронов, ударяющих по люминофору. Кинетическая энергия электронов преобразуется люминофором в видимый свет в точке удара.При включении ЭЛТ обычно отображает одну яркую точку в центре экрана, но точку можно перемещать электростатически или магнитно. ЭЛТ в осциллографе использует электростатическое отклонение.

Между электронной пушкой и экраном расположены две противоположные пары металлических пластин, называемых отклоняющими пластинами. Вертикальный усилитель создает разность потенциалов на одной паре пластин, создавая вертикальное электрическое поле, через которое проходит электронный луч.Когда потенциалы пластины одинаковы, луч не отклоняется. Когда верхняя пластина положительна по отношению к нижней пластине, луч отклоняется вверх; когда поле перевернуто, луч отклоняется вниз. Горизонтальный усилитель выполняет аналогичную работу с другой парой отклоняющих пластин, заставляя луч перемещаться влево или вправо. Эта система отклонения называется электростатическим отклонением и отличается от системы электромагнитного отклонения, используемой в телевизионных трубках. По сравнению с магнитным отклонением, электростатическое отклонение может более легко следовать за случайными изменениями потенциала, но ограничивается небольшими углами отклонения.

Развертка времени — это [[электронная схема, которая генерирует линейное напряжение. Это напряжение, которое изменяется непрерывно и линейно со временем. Когда оно достигает предварительно определенного значения, линейное изменение сбрасывается, а напряжение восстанавливает свое первоначальное значение. При распознавании триггерного события происходит сброс, позволяя линейному нарастанию снова. Напряжение временной развертки обычно управляет усилителем строчной развертки. Его эффект заключается в перемещении электронного луча с постоянной скоростью слева направо по экрану, а затем быстрое возвращение луча влево вовремя, чтобы начать следующее сканирование.Развертка по времени может быть настроена так, чтобы время развертки соответствовало периоду сигнала.

Между тем, вертикальный усилитель приводится в действие внешним напряжением (вертикальный вход), которое снимается с цепи или эксперимента, который измеряется. Усилитель имеет очень высокий входной импеданс, обычно один мегом, так что он потребляет лишь крошечный ток от источника сигнала. Усилитель работает с вертикальными отклоняющими пластинами с напряжением, пропорциональным вертикальному входному сигналу. Поскольку электроны уже были ускорены на сотни вольт, этот усилитель также должен выдавать почти сто вольт, и это с очень широкой полосой пропускания.Коэффициент усиления вертикального усилителя можно регулировать в соответствии с амплитудой входного напряжения. Положительное входное напряжение изгибает электронный луч вверх, а отрицательное напряжение изгибает его вниз, так что вертикальное отклонение точки показывает значение входа. Реакция этой системы намного быстрее, чем у механических измерительных устройств, таких как мультиметр, где инерция стрелки замедляет ее реакцию на ввод.

Когда все эти компоненты работают вместе, в результате на экране появляется яркая линия, представляющая график зависимости напряжения от времени.Напряжение отложено по вертикальной оси, а время — по горизонтали.

Наблюдение высокоскоростных сигналов, особенно неповторяющихся сигналов, с помощью обычного CRO затруднено, часто требуется затемнение комнаты или установка специальной смотровой крышки на лицевую сторону трубки дисплея. Чтобы облегчить просмотр таких сигналов, специальные осциллографы позаимствовали технологии ночного видения, используя микроканальную пластину на лицевой стороне лампы для усиления слабых световых сигналов.

Осциллограф Tektronix®, модель C-5A, камера с мгновенной пленкой Polaroid® на задней стороне.

Хотя CRO позволяет просматривать сигнал, в его базовой форме нет средств записи этого сигнала на бумаге для целей документации. Поэтому были разработаны специальные камеры для осциллографов, позволяющие напрямую фотографировать экран. В ранних камерах использовалась рулонная или пластинчатая пленка, а в 1970-х годах стали популярны мгновенные камеры Polaroid®.

Регуляторы вертикального усилителя и временной развертки откалиброваны для отображения вертикального расстояния на экране, которое соответствует заданной разнице напряжений, и горизонтального расстояния, которое соответствует заданному временному интервалу.

Блок питания — важный компонент прицела. Он обеспечивает низкое напряжение для питания катодного нагревателя в лампе, а также вертикальных и горизонтальных усилителей. Для привода электростатических отклоняющих пластин необходимо высокое напряжение. Эти напряжения должны быть очень стабильными. Любые изменения приведут к ошибкам в положении и яркости следа.

Более поздние аналоговые осциллографы добавили цифровую обработку в стандартную конструкцию. Та же базовая архитектура — электронно-лучевая трубка, вертикальные и горизонтальные усилители — была сохранена, но электронный луч контролировался цифровой схемой, которая могла отображать графику и текст, смешанные с аналоговыми сигналами.Дополнительные функции, которые предоставляет эта система, включают:

  • экранная индикация настроек усилителя и временной развертки;
  • Курсоры напряжения
  • — регулируемые горизонтальные линии с отображением напряжения;
  • курсоров времени — регулируемые вертикальные линии с отображением времени;
  • экранные меню для настроек триггера и других функций.

Двухлучевой осциллограф [редактировать | править источник]

Двухлучевой осциллограф был осциллографом, который когда-то использовался для сравнения одного сигнала с другим.Было изготовлено два луча на ЭЛТ особого типа. В отличие от обычного осциллографа с двумя трассами (который распределяет по времени один электронный луч, таким образом теряя около 50% каждого сигнала), двухлучевой осциллограф одновременно генерирует два отдельных электронных луча, улавливая оба сигнала полностью.

Две вертикальные пластины отклоняли лучи. Вертикальные пластины для канала А не влияли на пучок канала В. Аналогично для канала B существовали отдельные вертикальные пластины, которые отклоняли только луч B.

На некоторых осциллографах развертка, горизонтальные пластины и горизонтальный усилитель были общими для обоих лучей; на более сложных осциллографах, таких как Tektronix 556, были две независимые временные развертки и два набора горизонтальных пластин и горизонтальных усилителей. Таким образом, можно было смотреть на очень быстрый сигнал на одном луче и на медленный сигнал на другом луче.

Большинство многоканальных телескопов фактически не имеют нескольких электронных лучей. Вместо этого они отображают только одну точку за раз, но переключают точку между одним каналом и другим либо поочередно (режим ALT), либо много раз за цикл (режим CHOP).Было построено очень мало настоящих двухлучевых осциллографов ; в них электронная пушка формировала два электронных луча, и было два набора вертикальных отклоняющих пластин и один общий набор горизонтальных отклоняющих пластин.

С появлением цифрового захвата сигналов истинные двухлучевые осциллографы устарели.

Аналоговый запоминающий осциллограф [править | править источник]

Дополнительная функция, доступная на некоторых аналоговых осциллографах, называется «хранилищем». Эта функция позволяет образцу графика, который обычно затухает за доли секунды, оставаться на экране в течение нескольких минут или дольше.Затем можно сознательно активировать электрическую цепь, чтобы сохранить и стереть след на экране.

Хранение осуществляется по принципу вторичной эмиссии. Когда обычный пишущий электронный луч проходит через точку на поверхности люминофора, он не только на мгновение вызывает свечение люминофора, но и кинетическая энергия электронного луча сбивает другие электроны с поверхности люминофора. Это может оставить чистый положительный заряд. Затем в запоминающих осциллографах имеется одна или несколько вторичных электронных пушек (называемых «наводящими пушками»), которые обеспечивают постоянный поток низкоэнергетических электронов, движущихся к люминофорному экрану.Электроны из пистолетов наводнения сильнее притягиваются к тем областям люминофорного экрана, где пишущий пистолет оставил чистый положительный заряд; Таким образом, электроны наводнения повторно освещают люминофор в этих положительно заряженных областях люминофорного экрана.

Если энергия электронов наводнения должным образом сбалансирована, каждый падающий электрон наводнения выбивает один вторичный электрон из люминофорного экрана, таким образом сохраняя чистый положительный заряд в освещенных областях люминофорного экрана.Таким образом, изображение, изначально написанное пишущим пистолетом, может сохраняться в течение длительного времени. В конце концов, небольшой дисбаланс в соотношении вторичного излучения приводит к тому, что весь экран «исчезает положительно» (загорается) или заставляет первоначально записанный след «затухать отрицательно» (гаснуть). Именно эти дисбалансы ограничивают максимально возможное время хранения.


В некоторых осциллографах используется строго двоичная (двухпозиционная) форма хранения, известная как «бистабильная память». Другие допускали постоянную серию коротких неполных циклов стирания, которые создавали впечатление люминофора с «переменной стойкостью».Некоторые осциллографы также позволяли частичное или полное отключение наводнения, позволяя сохранить (хотя и незаметно) скрытое сохраненное изображение для последующего просмотра. (Затухание положительного или затухание отрицательного происходит только тогда, когда наводящие пистолеты включены; при выключенных наводнениях только утечка зарядов на люминофорном экране ухудшает сохраненное изображение.)

Цифровой запоминающий осциллограф [редактировать | править источник]

Цифровой запоминающий осциллограф, или сокращенно DSO, в настоящее время является предпочтительным типом для большинства промышленных приложений, хотя простые аналоговые CRO все еще используются любителями.Он заменяет ненадежный метод хранения, используемый в аналоговых хранилищах, на цифровую память, которая может хранить данные столько времени, сколько требуется, без ухудшения качества. Он также позволяет выполнять комплексную обработку сигнала с помощью схем высокоскоростной цифровой обработки сигналов.

Вертикальный вход, вместо того, чтобы управлять вертикальным усилителем, оцифровывается аналого-цифровым преобразователем для создания набора данных, который сохраняется в памяти микропроцессора. Набор данных обрабатывается и затем отправляется на дисплей, который в ранних DSO представлял собой электронно-лучевую трубку, но теперь, скорее всего, это будет плоская ЖК-панель.Распространены DSO с цветными ЖК-дисплеями. Набор данных может быть отправлен по LAN или WAN для обработки или архивирования. Изображение на экране можно записать прямо на бумагу с помощью подключенного принтера или плоттера без необходимости использования камеры осциллографа. Собственное программное обеспечение для анализа сигналов осциллографа может извлекать множество полезных характеристик во временной области (например, время нарастания, ширину импульса, амплитуду), частотные спектры, гистограммы и статистику, карты постоянства и большое количество параметров, значимых для инженеров в специализированных областях, таких как телекоммуникации. , анализ дисководов и силовая электроника.

Цифровые осциллографы в основном ограничены характеристиками схемы аналогового входа и частотой дискретизации. В общем, частота дискретизации должна быть не меньше частоты Найквиста, удвоенной частоты самой высокочастотной составляющей наблюдаемого сигнала, в противном случае может возникнуть наложение спектров.

Цифровая память также позволяет использовать другой уникальный тип осциллографа — осциллограф с эквивалентным временем выборки. Вместо того, чтобы брать последовательные выборки после триггерного события, берется только одна выборка.Однако осциллограф может изменять свою развертку по времени, чтобы точно рассчитать время своей выборки, тем самым создавая картину сигнала по последующим повторениям сигнала. Для этого требуются часы или повторяющийся узор. Этот тип осциллографа часто используется для очень высокоскоростной связи, поскольку он обеспечивает очень высокую «частоту дискретизации» и низкий уровень шума амплитуды по сравнению с традиционные прицелы реального времени.

Подводя итог: Преимущества перед аналоговым осциллографом:

  • Более яркий и крупный дисплей с цветом, позволяющим различать множественные следы
  • Эквивалентная выборка по времени и усреднение для последовательных выборок или сканирований приводят к более высокому разрешению вплоть до мкВ
  • Обнаружение пиков
  • Предварительный спуск
  • Простое панорамирование и масштабирование нескольких сохраненных трасс позволяет новичкам работать без триггера
    • Это требует быстрой реакции дисплея (некоторые осциллографы имеют задержку 1 с)
    • Ручки должны быть большими и плавно вращаться
  • Также можно записать медленные следы, такие как изменение температуры в течение дня.
  • Память осциллографа может быть организована не только как одномерный список, но и как двумерный массив для имитации фосфорного экрана.Цифровой метод позволяет проводить количественный анализ (например, глазковая диаграмма).
  • Позволяет автоматизировать, хотя большинство моделей блокирует доступ к своему программному обеспечению.

Недостатком цифровых осциллографов является ограниченная частота обновления экрана. На аналоговом осциллографе пользователь может получить интуитивное представление о частоте запуска, просто посмотрев на устойчивость кривой ЭЛТ. Для цифрового осциллографа экран выглядит одинаково для любой частоты сигнала, превышающей частоту обновления экрана.Кроме того, иногда бывает трудно обнаружить «сбои» или другие редкие явления на черно-белых экранах стандартных цифровых осциллографов; небольшая стойкость люминофоров CRT на аналоговых осциллографах делает сбои видимыми, даже если многие последующие триггеры перезаписывают их. Обе эти трудности недавно были преодолены с помощью «осциллографов с цифровым люминофором», которые хранят данные с очень высокой частотой обновления и отображают их с переменной интенсивностью, чтобы имитировать постоянство следа осциллографа на ЭЛТ.

Осциллограф смешанных сигналов

[править | править источник]

Осциллограф смешанных сигналов (или MSO) имеет два типа входов: небольшое количество (обычно два или четыре) аналоговых каналов и большее количество (обычно шестнадцать) цифровых каналов.Эти измерения производятся с единой временной разверткой, они отображаются на едином дисплее, и любая комбинация этих сигналов может использоваться для запуска осциллографа.

MSO сочетает в себе все возможности измерения и модель использования цифрового запоминающего осциллографа (DSO) с некоторыми из измерительные возможности логического анализатора. В MSO обычно отсутствуют расширенные возможности цифровых измерений и большое количество цифровых каналов сбора данных для полноценных логических анализаторов, но они также гораздо менее сложны в использовании.Типичные способы измерения смешанных сигналов включают определение характеристик и отладку гибридных аналогово-цифровых схем, таких как: встроенная система], аналого-цифровые преобразователи (АЦП), цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и системы управления.

Ручной осциллограф [редактировать | править источник]

В настоящее время несколько производителей выпускают различные портативные осциллографы.

Осциллограф на базе ПК

(PCO) [править | править источник]

Программное обеспечение осциллографа, работающее в Windows, которое использует звуковую карту компьютера как дешевый АЦП

Хотя большинство людей думают об осциллографе как об автономном приборе в коробке, появляется новый тип «осциллографа», который состоит из внешнего аналога. — цифровой преобразователь (иногда со своей собственной памятью и, возможно, даже с некоторой способностью обработки данных), подключенный к ПК, который обеспечивает дисплей, интерфейс управления, дисковое хранилище, сеть и часто электрическое питание.Жизнеспособность этих так называемых осциллографов на базе ПК зависит от широкого распространения и низкой стоимости стандартизированных ПК. Это делает инструменты особенно подходящими для образовательного рынка, где компьютеры являются обычным явлением, но бюджеты на оборудование часто невелики.

К преимуществам осциллографов на базе ПК относятся:

  • Более низкая стоимость (при условии, что у пользователя уже есть ПК).
  • Простой экспорт данных в стандартное программное обеспечение ПК, такое как электронные таблицы и текстовые редакторы.
  • Возможность управления прибором с помощью специальной программы на ПК.
  • Использование сетевых функций ПК и дискового хранилища, которые требуют дополнительных затрат при добавлении к автономному осциллографу.
  • ПК
  • обычно имеют цветные дисплеи большего размера и высокого разрешения, которые легче читать. Цвет можно использовать для различения сигналов. Он также может отображать увеличенную информацию, включая больше сигналов или дополнительные функции, такие как автоматические измерения формы сигнала и одновременные альтернативные виды.
  • Более простая переносимость при использовании с портативным компьютером.

Есть и недостатки, к которым можно отнести:

  • Необходимость установки программного обеспечения осциллографа на ПК владельцем.
  • Время, затрачиваемое на загрузку ПК, по сравнению с почти мгновенным запуском автономного осциллографа (хотя, поскольку некоторые современные осциллографы на самом деле являются замаскированными ПК или подобными машинами, это различие сужается).
  • Пониженная портативность при использовании с настольным ПК.
  • Неудобство использования части экрана ПК для отображения осциллографа.

Однако различие становится все более размытым, поскольку основные производители осциллографов, такие как Tektronix, переводят свою линейку продуктов на широкоэкранные осциллографы на базе ПК, хотя ПК, оснащенные очень быстрыми (много-ГГц) входными дигитайзерами и настраиваемые человеческие интерфейсы.

Осциллографы в массовой культуре [править | править источник]

В 1950-х и 1960-х годах осциллографы часто использовались в фильмах и телевизионных программах для представления общего научного и технического оборудования, во многом так же, как лестницы Якоба и колбы Эрленмейера, наполненные сухим льдом, использовались более ранним поколением кинематографистов.В американском телешоу « Внешние границы » 1963–65 годов в качестве фона для вступительных титров (« Нет ничего плохого в вашем телевизоре…. ») использовалось колеблющееся изображение осциллографа, а в фильме «Колосс : The все в порядке». Особенностью Forbin Project является монтируемый в стойку осциллограф Tektronix RM503.

Изобретение [править | править источник]

Электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) были разработаны в конце 19 века. В то время трубки предназначались в первую очередь для демонстрации и исследования физики электронов (тогда известной как катодные лучи).Карл Фердинанд Браун изобрел ЭЛТ-осциллограф в 1897 году как физическое явление, подав колебательный сигнал на электрически заряженные дефлекторные пластины в ЭЛТ с люминофорным покрытием. При подаче опорного колебательного сигнала на горизонтальные дефлекторные пластины и тестового сигнала на вертикальные дефлекторные пластины на маленьком люминофорном экране создавались переходные графики электрических сигналов. Первый двухлучевой осциллограф был разработан в конце 1930-х годов британской компанией A.C.Cossor (позже приобретенной Raytheon).ЭЛТ не был настоящим двухлучевым типом, но в нем использовался разделенный луч за счет размещения третьей пластины между вертикальными отклоняющими пластинами. Широко использовался во время Великой Отечественной войны для разработки и обслуживания радиолокационного оборудования. Хотя они чрезвычайно полезны для проверки характеристик импульсных цепей, они не были откалиброваны, поэтому их нельзя было использовать в качестве измерительного прибора. Однако они были полезны при построении кривых отклика цепей ПЧ и, следовательно, очень помогли в их точном выравнивании.

Осциллограф

с синхронизацией [править | править источник] Осциллографы

стали гораздо более полезным инструментом в 1946 году, когда Говард К.Воллум и Джек Мердок изобрели осциллограф с триггером , Tektonix Model 511. В первых осциллографах использовалась аналоговая технология, в которой электронный луч, отслеживаемый на экране осциллографа, непосредственно отслеживал форму входного напряжения. Когда входное напряжение превысит регулируемый порог, начнется горизонтальная кривая. Запуск позволяет стационарно отображать повторяющуюся форму волны, поскольку несколько повторений формы волны рисуются по одной и той же кривой на люминофорном экране — без запуска несколько копий формы волны рисуются в разных местах, создавая некогерентный беспорядок или движущееся изображение на экране.

Tektronix [править | править источник]

Воллум и Мердок основали первого производителя калиброванных осциллографов (которые включали сетку] на экране и создавали графики с калиброванными шкалами по осям экрана). Более поздние разработки Tektronix включали разработку осциллографов с множеством трасс для сравнения сигналов либо с помощью временного мультиплексирования (путем прерывания или чередования трасс), либо по наличию нескольких электронных пушек в лампе. В 1973 году компания Tektronix представила бистабильную трубку для хранения данных с прямым обзором (DVBST), которая позволяла наблюдать формы одиночных импульсов, а не (как раньше) только повторяющиеся формы сигналов.К концу 1970-х годов Tektronix продавала осциллографы, в которых использовались транзисторные компоненты, а не электронные лампы, в которых след сигнала перемещался по экрану со скоростью, превышающей скорость света. С использованием микроканальные пластины, самые совершенные аналоговые осциллографы (например, мейнфрейм Tek 7104) могут отображать видимую трассу (или позволять фотографировать) одиночного события даже при работе на этих чрезвычайно высоких скоростях развертки.

Цифровые осциллографы [редактировать | править источник]

Начиная с 80-х годов прошлого века цифровые осциллографы получили широкое распространение.В цифровых запоминающих осциллографах используется быстрый аналого-цифровой преобразователь и микросхемы памяти для записи и отображения цифрового представления формы сигнала, что обеспечивает гораздо большую гибкость для запуска, анализа и отображения, чем это возможно с классическим аналоговым осциллографом. В отличие от своего аналогового предшественника, цифровой запоминающий осциллограф может отображать события перед запуском, открывая новое измерение для записи редких или прерывистых событий и устранения неисправностей электронных сбоев. По состоянию на 2006 год большинство новых осциллографов (за исключением образовательных и некоторых нишевых рынков) являются цифровыми.

В те годы, когда осциллографы строились с использованием электронных ламп и, следовательно, большого количества высоковольтной электроники, в качестве рекомендуемой процедуры обслуживания было промыть внутренние схемы осциллографа! Это было рекомендовано для предотвращения накопления пыли, которая могла вызвать низкое сопротивление и пути слежения от клемм высокого напряжения. Компания Tektronix опубликовала рекомендованную процедуру в журнале своей компании TekScope . Он включал в себя осторожное нанесение воды и средства для мытья посуды под низким давлением с последующим тщательным ополаскиванием и сушкой инструмента.Таким образом, техник по обслуживанию может удалить пыль и другие токопроводящие загрязнения, которые в противном случае могут помешать правильной калибровке прибора. Предварительная мойка салона продолжалась еще долго после того, как полупроводниковые цепи заменили лампы.

Информация [править | править источник]

Производители прицелов [править | править источник]

Осциллограф

— Википедия, бесплатная энциклопедия

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Иллюстрация, показывающая внутреннюю часть электронно-лучевой трубки для использования в осциллографе.Цифры на рисунке обозначают: 1. Электрод напряжения отклонения; 2. Электронная пушка; 3. Электронный пучок; 4. Фокусирующая катушка; 5. Внутренняя сторона экрана с люминофорным покрытием. Agilent InfiniiVision 7000 Series — это цифровой запоминающий осциллограф, который может захватывать и анализировать аналоговые и цифровые сигналы. Портативный аналоговый осциллограф модели 475A компании Tektronix, очень типичный прибор конца 1970-х годов.

Осциллограф (обычно сокращенно scope или O-scope ) — это тип электронного испытательного прибора, который позволяет просматривать напряжения сигналов, обычно в виде двухмерного графика одной или нескольких разностей электрических потенциалов (вертикальных ось) как функция времени или другого напряжения (горизонтальная ось).Хотя осциллограф отображает напряжение по вертикальной оси, можно отобразить и любую другую величину, которая может быть преобразована в напряжение. В большинстве случаев осциллографы показывают события, которые повторяются либо без изменений, либо изменяются медленно. Осциллограф — один из самых универсальных и широко используемых электронных приборов. [1]

Осциллографы

широко используются, когда необходимо наблюдать точную форму волны электрического сигнала. В дополнение к амплитуде сигнала осциллограф может измерить частоту, показать искажение, показать время между двумя событиями (например, ширину импульса или время нарастания импульса) и показать относительную синхронизацию двух связанных сигналов.Некоторые лучшие современные цифровые осциллографы могут анализировать и отображать спектр повторяющегося события. Осциллографы специального назначения, называемые анализаторами спектра, имеют чувствительные входы и могут отображать спектры в диапазоне ГГц. Некоторые осциллографы, поддерживающие плагины, могут отображать спектры в звуковом диапазоне.

Осциллографы используются в науке, медицине, машиностроении, телекоммуникациях и промышленности. Инструменты общего назначения используются для обслуживания электронного оборудования и лабораторных работ.Осциллографы специального назначения могут использоваться для таких целей, как анализ автомобильной системы зажигания или отображение формы сигнала сердцебиения.

Первоначально все осциллографы использовали электронно-лучевые трубки в качестве элемента отображения и линейные усилители для обработки сигналов, но современные осциллографы могут иметь ЖК-экраны или светодиодные экраны, высокоскоростные аналого-цифровые преобразователи и процессоры цифровых сигналов. Хотя это и не является обычным явлением, в некоторых осциллографах использовались ЭЛТ-накопители для захвата отдельных событий и их отображения в течение ограниченного времени.Периферийные модули осциллографов для портативных или настольных персональных компьютеров общего назначения используют дисплей компьютера и могут превратить их в полезные и гибкие испытательные инструменты.

[править] Особенности и использование

[править] Описание

[править] Дисплей и общий внешний вид

Типичный осциллограф имеет экран дисплея, множество входных разъемов, а также ручки и кнопки управления на передней панели. Портативные инструменты достаточно малы, чтобы их можно было носить с собой на рабочем месте, и они могут даже работать от батарей.Прицелы лабораторного уровня, особенно старые приборы, использующие вакуумные лампы, являются настольными приборами. Прицелы специального назначения могут быть стационарно закреплены в стойке. Для облегчения измерения на лицевую сторону экрана накладывается сетка, называемая сеткой , . Каждый квадрат в сетке известен как (основное) деление .

[править] Размер и портативность

Большие настольные осциллографы иногда устанавливались на тележках, чтобы можно было использовать один дорогостоящий прибор на нескольких рабочих местах.Миниатюрные осциллографы имели большое значение для ремонта сервисного оборудования в полевых условиях. Сегодня даже очень мощный лабораторный прибор может поднять один человек, а портативные цифровые осциллографы производятся несколькими производителями.

[править] Входы

Измеряемый сигнал подается на один из входных разъемов, который обычно представляет собой коаксиальный разъем типа BNC или UHF. Для более низких частот можно использовать фиксирующие штыри или банановые заглушки. Если источник сигнала имеет собственный коаксиальный разъем, то используется простой коаксиальный кабель; в противном случае используется специальный кабель, называемый «пробником осциллографа», поставляемый с осциллографом.В общем, для повседневного использования испытательный провод с открытым проводом для подключения к наблюдаемой точке не подходит, и, как правило, необходим зонд. Осциллографы общего назначения имеют стандартное входное сопротивление 1 МОм, включенное параллельно, и емкость около 20 пикофарад. Это позволяет использовать стандартные пробники осциллографа. Осциллографы для использования с очень высокими частотами могут иметь входы с сопротивлением 50 Ом, которые необходимо либо подключать напрямую к источнику сигнала с сопротивлением 50 Ом, либо использовать с Z 0 или активными пробниками.

Менее часто используемые входы включают один (или два) входа для запуска развертки, горизонтальное отклонение для дисплеев в режиме X-Y и входы осветления / затемнения трассы, иногда называемые входами «ось Z».

[править] Зонды

Измерительные провода с разомкнутым проводом могут улавливать помехи, а их емкость на измерительном конце может нарушить работу исследуемой цепи / устройства. Они подходят только для низких частот и устройств с низким сопротивлением. Почти всегда зонды, предназначенные для использования прицелов, являются обычным средством подключения к исследуемому устройству.Кабель зонда представляет собой специальный коаксиальный кабель (с резистивным центральным проводником для подавления звона) с достаточно эффективным экранированием. Его емкость больше, чем у открытого провода, и в некоторых случаях такой зонд подходит.

Однако типичный пробник для осциллографа содержит последовательный резистор на 9 МОм, шунтированный конденсатором малой емкости; В сочетании с входным сопротивлением и емкостью стандартного входа осциллографа пробник и вход осциллографа образуют довольно точный аттенюатор 10: 1, который (до определенной полосы пропускания) не зависит от частоты.Это снижает чувствительность осциллографа в 10 раз, а емкость на наконечнике пробника составляет всего несколько пФ (пикофарад), чего недостаточно, чтобы нарушить работу многих типичных схем. (Тем не менее, реактивное сопротивление даже этих нескольких пФ значительно ниже на высоких частотах в пределах пробника и полосы пропускания осциллографа.) В подавляющем большинстве случаев потеря чувствительности для уменьшения помех наблюдаемой цепи очень важна. пока.

Пробники аттенюатора

не обязательно соответствуют входу данного осциллографа, и их емкость необходимо отрегулировать, если они подключены к другому осциллографу.Кроме того, их следует периодически проверять, даже если они не перемещаются. Их проверяют и при необходимости корректируют, глядя на прямоугольную волну с довольно плоскими верхом и низом. При правильной настройке горизонтальный след прямоугольной волны не наклоняется ни вверх, ни вниз. Поскольку пробник в сочетании с входом осциллографа образует аттенюатор с частотной компенсацией, эту процедуру часто называют «компенсацией» пробника. У любого приличного осциллографа есть выходное гнездо, которое выдает прямоугольный сигнал известной амплитуды с отличной формой для проверки и настройки щупов.

Пробники с ослаблением 10: 1 являются наиболее распространенными; для больших сигналов (и немного меньшей емкостной нагрузки) пробники 100: 1 не редкость. Существуют также пробники, которые содержат переключатели для выбора соотношения 10: 1 или прямого (1: 1), но следует помнить, что настройка 1: 1 имеет значительную емкость (десятки пФ) на наконечнике пробника, поскольку емкость всего кабеля теперь подключен напрямую.

Прицелы

Good позволяют ослаблять пробник, легко показывая эффективную чувствительность на кончике пробника.У некоторых из лучших есть индикаторные лампы за полупрозрачными окнами на панели, которые подсказывают пользователю определить эффективную чувствительность. Разъемы пробника (модифицированные BNC) имеют дополнительный контакт для определения затухания пробника. (Определенное значение резистора, подключенного к земле, «кодирует» затухание.)

Существуют специальные высоковольтные пробники, которые также образуют компенсированные аттенюаторы со входом осциллографа; корпус зонда физически велик, а для датчика, произведенного Tektronix, требуется частичное заполнение контейнера, окружающего последовательный резистор, летучим жидким фторуглеродом для вытеснения воздуха.В конце осциллографа находится поле с несколькими настройками обрезки формы сигнала. В целях безопасности барьерный диск удерживает пальцы на расстоянии от исследуемой точки. Максимальное напряжение находится в нижних десятках кВ. (Наблюдение за повышением высокого напряжения может создать ступенчатую форму волны со ступенями в разных точках при каждом повторении, пока наконечник датчика не соприкоснется. До тех пор, крошечная дуга заряжает наконечник датчика, а его емкость удерживает напряжение (разомкнутая цепь). По мере того как напряжение продолжает расти, острие заряжается еще одна крошечная дуга.)

Существуют также токовые пробники с сердечниками, которые окружают проводник, по которому проходит ток, который необходимо исследовать. Один тип имеет отверстие для проводника и требует, чтобы провод был пропущен через отверстие; это для полупостоянного или постоянного монтажа. Однако другие типы для тестирования имеют сердечники из двух частей, которые позволяют размещать их вокруг провода. Внутри зонда катушка, намотанная на сердечник, подает ток на соответствующую нагрузку, и напряжение на этой нагрузке пропорционально току.Однако этот тип зонда может определять только переменный ток.

Более сложный пробник (первоначально изготовленный Tektronix) включает в себя датчик магнитного потока (эффект Холла) в магнитной цепи. Зонд подключается к усилителю, который подает (низкочастотный) ток в катушку, чтобы погасить воспринимаемое поле; величина этого тока обеспечивает низкочастотную часть формы волны тока вплоть до постоянного тока. Катушка по-прежнему улавливает высокие частоты. Существует объединяющая сеть, похожая на кроссоверную сеть громкоговорителей.

[править] След

В простейшем режиме осциллограф несколько раз рисует горизонтальную линию, называемую кривой , через середину экрана слева направо. Один из элементов управления, элемент управления развертки , устанавливает скорость, с которой рисуется линия, и калибруется в секундах или десятичных долях секунды на деление. Если входное напряжение отклоняется от нуля, дорожка отклоняется вверх (обычно для положительной полярности) или вниз (отрицательная).Другой элемент управления, вертикальный элемент управления , устанавливает масштаб вертикального отклонения и калибруется в вольтах на деление. Результирующая кривая представляет собой график зависимости напряжения от времени, с более далеким прошлым слева и более недавним прошлым справа.

[править] Элементы управления передней панели

[править] Управление фокусом

Этот элемент управления регулирует фокус ЭЛТ для получения наиболее резких и детализированных кривых. На практике при наблюдении совершенно разных сигналов фокус необходимо немного отрегулировать, а это значит, что это должен быть внешний контроль.Плоские дисплеи не нуждаются в управлении фокусировкой; их резкость всегда оптимальна. …..

[править] Контроль интенсивности

Регулирует яркость следа. Для медленных трассировок на ЭЛТ требуется меньше, а для быстрых, особенно если они не повторяются очень часто, — больше. Однако на плоских панелях яркость графика практически не зависит от скорости развертки, поскольку внутренняя обработка сигнала эффективно синтезирует отображение из оцифрованных данных.

[править] Поиск луча
Прицелы

Modern имеют усилители отклонения с прямой связью, что означает, что трасса может отклоняться за пределы экрана.У них также может быть гашение луча ЭЛТ без ведома оператора. В таких случаях экран остается пустым. Чтобы помочь в восстановлении изображения быстро и без экспериментов, схема искателя луча отменяет любое гашение и гарантирует, что луч не будет отклонен за пределы экрана; он ограничивает прогиб. С дисплеем обычно очень легко восстановить нормальный дисплей. (В активном состоянии схемы поиска луча могут временно сильно исказить трассу, но это нормально.)

[править] Graticule

Сетка представляет собой сетку квадратов, которые служат ориентирами для измерения отображаемой кривой.Эти отметки, независимо от того, расположены они непосредственно на экране или на съемном пластиковом фильтре, обычно состоят из сетки размером 1 см с более близкими отметками (часто 2 мм) на центральной вертикальной и горизонтальной оси. Ожидается, что на экране будет десять основных разделов; количество основных вертикальных делений варьируется. Сравнение разметки сетки с осциллограммой позволяет измерить как напряжение (вертикальная ось), так и время (горизонтальная ось). Частоту также можно определить путем измерения периода формы сигнала и вычисления его обратной величины.

На старых и недорогих ЭЛТ-прицелах сетка представляет собой лист пластика, часто со светорассеивающими маркировками и скрытыми лампами на краю сетки. Лампы имели регулировку яркости. У более дорогих инструментов есть сетка, нанесенная на внутренней стороне ЭЛТ, чтобы исключить ошибки параллакса; у лучших также было регулируемое краевое освещение с рассеивающей маркировкой. (Рассеянные отметки кажутся яркими.) Однако цифровые осциллографы генерируют сеточные отметки на дисплее так же, как и след.

Внешняя сетка также защищает стеклянную поверхность ЭЛТ от случайного удара. Некоторые ЭЛТ-прицелы с внутренней сеткой имеют немаркированный светофильтр из тонированного листового пластика для повышения контрастности следа; это также служит для защиты лицевой панели ЭЛТ.

Точность и разрешающая способность измерений с использованием сетки относительно ограничены; У лучших осциллографов иногда есть подвижные яркие маркеры на трассе, которые позволяют внутренним схемам выполнять более точные измерения.

Как калиброванная вертикальная чувствительность, так и калиброванное горизонтальное время устанавливаются с шагом 1-2-5-10.Однако это приводит к некоторым неудобным интерпретациям второстепенных подразделений. В 2 каждое из пяти второстепенных делений составляет 0,4, поэтому нужно думать о 0,4, 0,8, 1,2 и 1,6, что довольно неудобно. Один подключаемый модуль Tektronix использовал последовательность 1–2,5–5–10, что упростило оценку. «2.5» не выглядела такой «аккуратной», но была очень желанной.

[править] Элементы управления временной разверткой

Они выбирают горизонтальную скорость пятна ЭЛТ при создании следа; этот процесс обычно называют разверткой.Во всех современных осциллографах, кроме наименее дорогих, скорость развертки выбирается и калибруется в единицах времени на одно крупное деление сетки. Обычно обеспечивается довольно широкий диапазон скоростей развертки, от секунд до пикосекунд (в самых быстрых осциллографах) на деление. Обычно бесступенчатый регулятор (часто ручка перед откалиброванной ручкой селектора) предлагает неоткалиброванные скорости, обычно более низкие, чем откалиброванные. Этот элемент управления обеспечивает диапазон, несколько больший, чем диапазон последовательных калиброванных шагов, делая любую скорость доступной между крайними значениями.

[править] Контроль задержки

Имеется в некоторых более совершенных аналоговых осциллографах, это изменяет время (задержку), в течение которого схема развертки игнорирует триггеры. Он обеспечивает стабильное отображение некоторых повторяющихся событий, при которых некоторые триггеры могут создавать запутанные изображения. Обычно его устанавливают на минимум, потому что более длительное время уменьшает количество разверток в секунду, что приводит к более тусклому следу.

[править] Регулировка вертикальной чувствительности, связи и полярности

Чтобы приспособиться к широкому диапазону входных амплитуд, переключатель выбирает калиброванную чувствительность вертикального отклонения.Другой элемент управления, часто расположенный перед ручкой калиброванного селектора, предлагает бесступенчатую чувствительность в ограниченном диапазоне от калиброванных до менее чувствительных настроек.

Часто, но не всегда, наблюдаемый сигнал смещается устойчивой составляющей, и интерес представляют только изменения. Переключатель (позиция AC ) соединяет конденсатор последовательно со входом, который передает только изменения (при условии, что они не слишком медленные — «медленный» означает видимый). Однако, когда сигнал имеет фиксированное интересующее смещение или изменяется довольно медленно, вход подключается напрямую (положение переключателя DC ).Любой приличный прицел отображает постоянный ток. Для удобства, чтобы увидеть, где в настоящее время отображается на экране вход с нулевым напряжением, многие осциллографы имеют третье положение переключателя ( GND ), которое отключает вход и заземляет его. Часто в этом случае пользователь центрирует трассу с помощью элемента управления «Вертикальное положение».

Прицелы

Better имеют переключатель полярности . Обычно положительный вход перемещает трассу вверх, но это позволяет инвертировать — положительный вход отклоняет трассу вниз.

[править] Контроль чувствительности по горизонтали

Этот элемент управления присутствует только в более сложных областях; он предлагает регулируемую чувствительность для внешних горизонтальных входов.

[править] Управление вертикальным положением

Перемещает всю отображаемую кривую вверх и вниз. Часто используется для установки траектории без ввода точно на центральной линии координатной сетки, но позволяет смещать по вертикали на ограниченную величину. С прямым подключением может компенсировать ограниченную составляющую постоянного тока на входе.

[править] Контроль горизонтального положения

Перемещает дисплей в сторону. Обычно левый конец трассы устанавливается на левом краю координатной сетки, но при желании можно сместить всю трассу.Также перемещает кривые в режиме X-Y в сторону в некоторых прицелах и может компенсировать ограниченную составляющую постоянного тока для вертикального положения.

[править] Элементы управления Dual-Trace

* (См. Раздел Осциллографы с двойной и множественной трассировкой ниже.)

Каждый входной канал обычно имеет свой собственный набор элементов управления чувствительностью, связью и положением, хотя некоторые осциллографы с четырьмя трассами имеют только минимальные элементы управления для третьего и четвертого каналов.

Прицелы

Dual-trace имеют переключатель режима для выбора одного канала, обоих каналов или (в некоторых осциллографах) отображение X-Y, которое использует второй канал для отклонения по оси X.Когда отображаются оба канала, тип переключения каналов может быть выбран на некоторых осциллографах; в других тип зависит от настройки временной развертки. При выборе вручную переключение каналов может быть автономным (асинхронным) или между последовательными развертками. Некоторые аналоговые осциллографы Philips с двумя трассами имели быстрый аналоговый умножитель и отображали произведение входных каналов.

Осциллографы

с несколькими трассами имеют переключатель для каждого канала, позволяющий включать или отключать отображение сигнала этой трассы.

[править] Элементы управления отложенной разверткой

* (См. Раздел «Задержка развертки» ниже.)

Сюда входят элементы управления для развертки с задержкой , которая откалибрована и часто также может изменяться. Самая низкая скорость на несколько шагов выше, чем самая низкая скорость основной развертки, хотя самая быстрая, как правило, такая же. Калиброванный многооборотный регулятор времени задержки предлагает широкий диапазон настроек задержки с высоким разрешением; он охватывает всю продолжительность основной развертки, и его чтение соответствует делениям сетки (но с гораздо большей точностью).Его точность также превосходит точность дисплея.

Переключатель выбирает режимов отображения. : Только основная развертка, с более яркой областью, показывающей, когда идет развертка с задержкой, только развертка с задержкой или (на некоторых осциллографах) комбинированный режим.

Осциллографы

Good CRT включают в себя регулятор интенсивности с задержкой развертки , позволяющий отслеживать яркость намного более быстрой развертки с задержкой, которая, тем не менее, происходит только один раз за основную развертку. Такие осциллографы также, вероятно, будут иметь управление разделением трасс для мультиплексированного отображения как основного, так и отложенного разверток вместе.

[править] Элементы управления запуском развертки

* (См. Развертку по запуску ниже.)

Переключатель выбирает источник запуска . Это может быть внешний вход, один из вертикальных каналов осциллографа с двумя или несколькими трассами или частота сети переменного тока. Другой переключатель включает или отключает режим запуска Auto или выбирает однократную развертку, если это предусмотрено в области. Положение переключателя с пружинным возвратом или нажатие кнопки приводит к одиночным ходам.

Элемент управления Level изменяет напряжение сигнала, которое генерирует триггер, а переключатель Slope выбирает положительную или отрицательную полярность на выбранном уровне запуска.

[править] Основные типы разверток

[править] Запускаемые развертки
Осциллограф Tektronix тип 465. Это был очень популярный портативный аналоговый осциллограф, который является прекрасным представительным примером.

Для отображения событий с неизменяющимися или медленно (явно) изменяющимися формами сигналов, но происходящих в моменты, которые могут или не могут быть равномерно распределены, современные осциллографы запускают развертку. По сравнению с более простыми осциллографами с постоянно работающими генераторами развертки, прицелы с синхронизацией развертки заметно более универсальны.

Запуск развертки начинается в выбранной точке сигнала, обеспечивая стабильное отображение. Таким образом, запуск позволяет отображать периодические сигналы, такие как синусоидальные и прямоугольные волны, а также непериодические сигналы, такие как одиночные импульсы или импульсы, которые не повторяются с фиксированной частотой.

При срабатывании развертки осциллограф гасит луч и начинает сбрасывать схему развертки каждый раз, когда луч достигает крайней правой стороны экрана. В течение некоторого времени, называемого задержкой (может быть расширено с помощью элемента управления на передней панели на некоторых более совершенных осциллографах), схема развертки полностью сбрасывается и игнорирует триггеры.Когда время задержки истекает, следующий триггер запускает развертку. Событием триггера обычно является входной сигнал, достигающий определенного пользователем порогового напряжения (уровня триггера) в указанном направлении (положительное или отрицательное — полярность триггера).

В некоторых случаях переменное время задержки может быть действительно полезно, чтобы развертка игнорировала мешающие триггеры, которые происходят до событий, которые нужно наблюдать. В случае повторяющихся, но довольно сложных сигналов, переменная задержка может создать стабильное отображение, которое иначе практически невозможно получить.

[править] Автоматический режим развертки

При запуске развертки может отображаться пустой экран, если нет триггеров. Чтобы избежать этого, эти развертки включают схему синхронизации (диапазон миллисекунд), которая генерирует автономные триггеры для обеспечения трассировки. После поступления триггеров этот таймер перестает предоставлять псевдотриггеры. Для наблюдения за низкой частотой повторения этот режим можно отключить.

[править] Повторяющиеся развертки

Если входной сигнал периодический, частоту повторения развертки можно настроить для отображения нескольких периодов формы сигнала.Ранние (ламповые) осциллографы и недорогие прицелы имеют генераторы развертки, которые работают непрерывно и не откалиброваны. Такие осциллографы очень просты, сравнительно недороги и были полезны при обслуживании радио и некоторых телевизоров. Измерение напряжения или времени возможно, но только с дополнительным оборудованием, и это довольно неудобно. Это в первую очередь качественные инструменты.

У них есть несколько (широко разнесенных) частотных диапазонов и относительно широкий диапазон непрерывного управления частотой в заданном диапазоне.При использовании частота развертки устанавливается немного ниже некоторой доли входной частоты, чтобы обычно отображалось не менее двух периодов входного сигнала (чтобы все детали были видны). Очень простое управление подает регулируемую величину вертикального сигнала (или, возможно, соответствующего внешнего сигнала) на генератор развертки. Сигнал запускает гашение луча и обратный ход развертки раньше, чем это могло бы произойти в режиме холостого хода, и дисплей становится стабильным.

[править] Одиночные развертки

Некоторые прицелы предлагают это — цепь развертки активируется вручную (обычно с помощью кнопки или аналогичного средства). «Активировано» означает, что она готова к ответу на триггер.После завершения развертки она сбрасывается и не будет выполняться до повторной активации. Этот режим в сочетании с камерой прицела фиксирует одиночные события.

Типы триггеров включают:

  • внешний триггер , импульс от внешнего источника, подключенного к выделенному входу на прицеле.
  • Триггер фронта , детектор фронта, который генерирует импульс, когда входной сигнал пересекает заданное пороговое напряжение в заданном направлении. Это наиболее распространенные типы триггеров; регулятор уровня устанавливает пороговое напряжение, а регулятор наклона выбирает направление (отрицательное или положительное).(Первое предложение описания также относится к входам некоторых цифровых логических схем; эти входы имеют фиксированный порог и реакцию полярности.)
  • запуск по видеосигналу , схема, которая извлекает синхронизирующие импульсы из видеоформатов, таких как PAL и NTSC, и запускает временную развертку для каждой строки, указанной строки, каждого поля или каждого кадра. Эта схема обычно находится в устройстве контроля формы сигнала, хотя некоторые более совершенные модели включают эту функцию.
  • триггер с задержкой , который ждет заданное время после триггера по фронту перед запуском развертки.Как описано в разделе «развертки с задержкой», схема задержки запуска (обычно основная развертка) увеличивает эту задержку до известного и регулируемого интервала. Таким образом, оператор может исследовать конкретный импульс в длинной серии импульсов.

Некоторые последние разработки прицелов включают более сложные схемы запуска; они описаны в конце этой статьи.

[править] развертки с задержкой

Они встречаются в более сложных осциллографах, которые содержат второй набор схем временной развертки для развертки с задержкой.Развертка с задержкой дает очень подробный обзор некоторой небольшой выбранной части основной временной развертки. Основная временная развертка служит управляемой задержкой, после которой запускается отсроченная временная развертка. Это может начаться, когда истечет задержка, или может быть запущено (только) после истечения задержки. Обычно развертка с задержкой устанавливается на более быструю развертку, иногда намного быстрее, например, 1000: 1. При экстремальных соотношениях дрожание задержек при последовательных основных развертках ухудшает отображение, но триггеры с задержкой развертки могут это преодолеть.

На дисплее отображается вертикальный сигнал в одном из нескольких режимов — основной временной развертке, или только временной развертке с задержкой, или их комбинации. Когда активна развертка с задержкой, основная кривая развертки становится ярче, в то время как развертка с задержкой продвигается. В одном комбинированном режиме, доступном только на некоторых осциллографах, кривая изменяется от основной развертки к развертке с задержкой после начала развертки с задержкой, хотя при более длительных задержках видна меньшая часть быстрой развертки с задержкой. Другой комбинированный режим мультиплексирует (чередует) основную развертку и развертку с задержкой, так что оба появляются одновременно; их смещает элемент управления разделением следов.

[править] Осциллографы с двойной и множественной трассировкой

Осциллографы

с двумя вертикальными входами, называемые осциллографами с двумя трассами, чрезвычайно полезны и обычны. Используя однолучевой ЭЛТ, они мультиплексируют входы по времени, обычно переключаясь между ними достаточно быстро, чтобы отобразить сразу две трассы. Реже встречаются «прицелы с большим количеством следов»; Среди них обычно четыре входа, но некоторые (например, Kikusui) предлагали при желании отображение сигнала запуска развертки. Некоторые осциллографы с несколькими трассами используют вход внешнего триггера в качестве дополнительного вертикального входа, а некоторые имеют третий и четвертый каналы с минимальными элементами управления.Во всех случаях входы, когда они отображаются независимо, мультиплексируются по времени, но осциллографы с двумя трассами часто могут добавлять свои входы для отображения аналоговой суммы в реальном времени. (Инвертирование одного канала обеспечивает разницу при условии, что ни один канал не перегружен. Этот режим различия может обеспечить дифференциальный вход с умеренной производительностью.)

Каналы переключения могут быть асинхронными, то есть автономными, с гашением трассы при переключении или после завершения каждой горизонтальной развертки. Асинхронное переключение обычно обозначается как «Chopped», а синхронизированное с разверткой обозначается как «Alt [ernate]».Данный канал попеременно подключается и отключается, что приводит к термину «прерванный». Прицелы с несколькими трассами также переключают каналы в режимах Chopped или Alt.

В общем, режим Chopped лучше подходит для более медленных свипов. Возможно, что внутренняя частота прерывания будет кратной частоте повторения развертки, что приведет к образованию пробелов на трассах, но на практике это редко является проблемой; пропуски в одной трассе заменяются трассами следующей развертки. Некоторые прицелы имели модулированную скорость прерывания, чтобы избежать этой случайной проблемы.Однако альтернативный режим лучше подходит для более быстрого сканирования.

Настоящие двухлучевые ЭЛТ-прицелы существовали, но не были распространены. Один тип (Cossor, Великобритания) имел пластину светоделителя в ЭЛТ и несимметричный прогиб после светоделителя. (Более подробная информация находится в конце этой статьи; см. «Изобретение ЭЛТ». У других было две полные электронные пушки, требующие жесткого контроля осевого (вращательного) механического выравнивания при производстве ЭЛТ. Типы светоделителей имели горизонтальное отклонение, общее для обоих вертикальных каналов, но прицелы с двумя пушками могут иметь отдельную временную развертку или использовать одну временную развертку для обоих каналов.Многозарядные ЭЛТ (до десяти пушек!) Производились в прошлые десятилетия. У десяти орудий оболочка (баллончик) имела цилиндрическую форму по всей длине.

[править] Вертикальный усилитель

В аналоговом осциллографе вертикальный усилитель получает сигнал [ы] для отображения. В более совершенных прицелах он задерживает их на доли микросекунды и обеспечивает сигнал, достаточно сильный, чтобы отклонить луч ЭЛТ. Это отклонение, по крайней мере, в некоторой степени выходит за края сетки и, как правило, на некотором расстоянии от экрана.Усилитель должен иметь низкие искажения, чтобы точно отображать входной сигнал (он должен быть линейным), и он должен быстро восстанавливаться после перегрузок. Кроме того, его характеристика во временной области должна точно отображать переходные процессы — минимальное перерегулирование, округление и наклон плоской вершины импульса.

Вертикальный входной сигнал поступает на ступенчатый аттенюатор с частотной компенсацией для уменьшения сильных сигналов и предотвращения перегрузки. Аттенюатор питает каскад низкого уровня (или несколько), который, в свою очередь, питает каскады усиления (и драйвер линии задержки, если есть задержка).Ниже приведены другие каскады усиления, вплоть до конечного выходного каскада, который развивает большой размах сигнала (десятки вольт, иногда более 100 вольт) для электростатического отклонения ЭЛТ.

В осциллографах с двумя и несколькими трассами внутренний электронный переключатель выбирает выход относительно низкого уровня усилителей одного канала и отправляет его на следующие каскады вертикального усилителя, который является, так сказать, только одним каналом из этого указать на.

В автономном («срезанном») режиме генератор (который может быть просто другим режимом работы драйвера переключателя) заглушает луч перед переключением и разблокирует его только после того, как установятся переходные процессы переключения.

Частично усилитель проходит через схемы запуска развертки для внутреннего запуска по сигналу. Этот сигнал будет поступать от усилителя отдельного канала в осциллографе с двумя или несколькими трассами, причем канал будет зависеть от настройки селектора источника триггера.

Эта подача предшествует задержке (если она есть), что позволяет схеме развертки разблокировать CRT и начать прямую развертку, чтобы CRT мог показать событие запуска. Высококачественные аналоговые задержки добавляют умеренную стоимость к «осциллографу» и не включаются в «осциллографы, которые чувствительны к стоимости».

Сама задержка исходит от специального кабеля с парой проводников, намотанных на гибкий магнитно-мягкий сердечник. Обмотка обеспечивает распределенную индуктивность, в то время как проводящий слой рядом с проводами обеспечивает распределенную емкость. Комбинация представляет собой широкополосную линию передачи со значительной задержкой на единицу длины. Оба конца кабеля задержки требуют согласованного импеданса, чтобы избежать отражений.

[править] Пропускная способность

Полоса пропускания — это мера диапазона отображаемых частот; это в первую очередь относится к вертикальному усилителю, хотя усилитель горизонтального отклонения должен быть достаточно быстрым, чтобы обрабатывать самые быстрые развертки.Полоса пропускания осциллографа ограничена вертикальными усилителями и ЭЛТ (в аналоговых приборах) или частотой дискретизации аналого-цифрового преобразователя в цифровых приборах. Полоса пропускания определяется как частота, на которой чувствительность составляет 0,707 чувствительности на более низкой частоте (падение на 3 дБ). Время нарастания самого быстрого импульса, которое может быть разрешено осциллографом, примерно зависит от его полосы пропускания:

Полоса пропускания в Гц x время нарастания в секундах = 0,35 [2]

Например, осциллограф, предназначенный для разрешения импульсов с временем нарастания в 1 наносекунду, будет иметь полосу пропускания 350 МГц.

Для цифрового осциллографа практическое правило состоит в том, что непрерывная частота дискретизации должна быть в десять раз больше максимальной частоты, которую необходимо разрешить; например, частота 20 мегагерц в секунду может быть применима для измерения сигналов до 2 мегагерц.

[править] Режим X-Y

Большинство современных осциллографов имеют несколько входов для напряжений, поэтому их можно использовать для построения графика зависимости одного переменного напряжения от другого. Это особенно полезно для построения графиков кривых ВАХ (зависимости тока от напряжения) для таких компонентов, как диоды, а также для диаграмм Лиссажу.Фигуры Лиссажу — это пример того, как осциллограф можно использовать для отслеживания разностей фаз между несколькими входными сигналами. Это очень часто используется в вещательной технике для построения левого и правого стереофонических каналов, чтобы гарантировать правильную калибровку стереогенератора. Исторически сложилось так, что стабильные фигуры Лиссажу использовались, чтобы показать, что две синусоидальные волны имеют относительно простое соотношение частот, небольшое числовое отношение. Они также указали разность фаз между двумя синусоидальными волнами одинаковой частоты.

Полная потеря сигнала на дисплее X-Y означает, что луч ЭЛТ попадает в небольшое пятно, что может привести к возгоранию люминофора. Более старые люминофоры горели легче. Некоторые специализированные дисплеи XY значительно уменьшают ток луча или полностью очищают дисплей, если нет входов.

[править] Прочие особенности

Некоторые осциллографы имеют курсора , которые представляют собой линии, которые можно перемещать по экрану для измерения временного интервала между двумя точками или разницы между двумя напряжениями.Несколько старых телескопов просто осветляли следы в подвижных местах. Эти курсоры более точны, чем визуальные оценки, относящиеся к линиям сетки.

Осциллографы общего назначения более высокого качества включают калибровочный сигнал для настройки компенсации тестовых пробников; это (часто) прямоугольный сигнал с частотой 1 кГц с определенным размахом напряжения, доступный на испытательной клемме на передней панели. Некоторые лучшие прицелы также имеют прямоугольную петлю для проверки и настройки токовых пробников.

Иногда событие, которое хочет увидеть пользователь, может происходить только изредка. Чтобы уловить эти события, некоторые осциллографы, известные как «области памяти», сохраняют на экране самые последние развертки. Первоначально это было достигнуто с помощью специальной ЭЛТ, «трубки для хранения», которая сохраняла бы изображение даже очень короткого события в течение длительного времени.

Некоторые цифровые осциллографы могут выполнять развертку с такой низкой скоростью, как один раз в час, имитируя самописец с ленточной диаграммой. То есть сигнал прокручивается по экрану справа налево.Большинство осциллографов с этой функцией переключаются из режима развертки в режим ленточной диаграммы примерно со скоростью одна развертка в десять секунд. Это потому, что в противном случае область видимости выглядит сломанной: она собирает данные, но точка не видна.

В современных осциллографах дискретизация цифрового сигнала чаще используется для всех моделей, кроме простейших. Образцы поступают в быстрые аналого-цифровые преобразователи, после чего вся обработка (и хранение) сигналов осуществляется в цифровом виде.

Многие осциллографы имеют разные сменные модули для разных целей, например.g., высокочувствительные усилители с относительно узкой полосой пропускания, дифференциальные усилители, усилители с четырьмя или более каналами, плагины дискретизации для повторяющихся сигналов очень высокой частоты и специальные плагины, в том числе аудио / ультразвуковые анализаторы спектра и стабильные смещения- каналы с прямой связью по напряжению и относительно высоким коэффициентом усиления.

[править] Примеры использования

Фигуры Лиссажу на осциллографе с разностью фаз 90 градусов между входами x и y.

Одно из наиболее частых применений прицелов — поиск неисправностей в электронном оборудовании.Одним из преимуществ осциллографа является то, что он может графически отображать сигналы: там, где вольтметр может показывать совершенно неожиданное напряжение, осциллограф может показать, что цепь колеблется. В других случаях важна точная форма или время импульса.

В части электронного оборудования, например, соединения между каскадами (например, электронные смесители, электронные генераторы, усилители) могут быть «исследованы» на предмет ожидаемого сигнала, используя осциллограф в качестве простого средства отслеживания сигналов. Если ожидаемый сигнал отсутствует или неверен, значит, какая-то предшествующая ступень электроники работает некорректно.Поскольку большинство отказов происходит из-за одного неисправного компонента, каждое измерение может доказать, что половина ступеней сложного оборудования либо работает, либо, вероятно, не вызвала неисправность.

После обнаружения неисправной ступени дальнейшее зондирование обычно позволяет квалифицированному специалисту точно определить, какой компонент вышел из строя. После замены компонента можно восстановить работу устройства или, по крайней мере, устранить следующую неисправность. Этот вид поиска и устранения неисправностей типичен для радио и телевизионных приемников, а также усилителей звука, но может применяться к совершенно другим устройствам, таким как электронные приводы двигателей.

Другое применение — проверка недавно разработанной схемы. Очень часто вновь спроектированная схема будет неправильно работать из-за ошибок конструкции, плохого уровня напряжения, электрических шумов и т. Д. Цифровая электроника обычно работает от часов, поэтому осциллограф с двумя трассами, который показывает как тактовый сигнал, так и тестовый сигнал, зависящий от часов, является полезный. Объемы памяти полезны для «фиксации» редких электронных событий, которые вызывают неисправность в работе.

Другое применение — инженеры-программисты, которые должны программировать электронику.Часто осциллограф — это единственный способ проверить, правильно ли программное обеспечение работает с электроникой.

Фотографии использования

Сумма низкочастотного и высокочастотного сигнала.

Двойная кривая, показывающая разные временные базы для каждой кривой.

[править] Выбор

Осциллографы

обычно имеют контрольный список некоторых перечисленных выше функций.Основной критерий качества — это полоса пропускания его вертикальных усилителей. Типичные осциллографы общего назначения должны иметь полосу пропускания не менее 100 МГц, хотя для приложений звуковой частоты приемлемы гораздо более низкие полосы пропускания. Полезный диапазон развертки составляет от одной секунды до 100 наносекунд, с запуском и разверткой с задержкой.

Главное преимущество качественного осциллографа — качество схемы запуска. Если триггер нестабилен, отображение всегда будет нечетким. Качество примерно улучшается по мере увеличения частотной характеристики и стабильности напряжения триггера.

Аналоговые осциллографы почти полностью вытеснены цифровыми осциллографами, за исключением сегмента рынка с низкой полосой пропускания (<60 МГц). Значительно увеличенные частоты дискретизации устранили отображение некорректных сигналов, известное как «наложение спектров», которое иногда присутствовало в первом поколении цифровых осциллографов. Рынок бывшего в употреблении испытательного оборудования, особенно на онлайн-аукционах, обычно имеет широкий выбор старых аналоговых прицелов. Однако становится все труднее получить запасные части для этих инструментов, а услуги по ремонту, как правило, недоступны от оригинального производителя.

По состоянию на 2007 год [обновление] , полоса пропускания 350 МГц (BW), 2,5 гига выборки в секунду (GS / s), двухканальный объем цифрового хранилища стоит около 7000 долларов США. Текущий рекорд аналоговой полосы пропускания в реальном времени, по состоянию на февраль 2007 г. [обновление] , принадлежит семействам осциллографов Tektronix DPO70000 и DSA70000 с полосой пропускания 20 ГГц (без чередования) и частотой дискретизации 50 ГГц. Текущий рекорд ширины полосы частот дискретизации для дискретных цифровых запоминающих осциллографов, по состоянию на июнь 2006 г. [обновление] , принадлежит серии LeCroy WaveExpert с полосой пропускания 100 ГГц.

[править] Программное обеспечение

Сегодня многие осциллографы имеют один или несколько внешних интерфейсов, позволяющих дистанционно управлять прибором с помощью внешнего программного обеспечения. Эти интерфейсы (или шины) включают GPIB, Ethernet, последовательный порт и USB.

[править] Как это работает

[редактировать] Электронно-лучевой осциллограф (CRO)

Самый ранний и самый простой тип осциллографа состоял из электронно-лучевой трубки, вертикального усилителя, временной развертки, горизонтального усилителя и источника питания. Теперь их называют «аналоговыми», чтобы отличить их от «цифровых» прицелов, которые стали обычным явлением в 1990-х и 2000-х годах.

До появления CRO в его нынешнем виде электронно-лучевая трубка уже использовалась в качестве измерительного прибора. Электронно-лучевая трубка представляет собой вакуумированную стеклянную оболочку, аналогичную таковой в черно-белом телевизоре, с плоской поверхностью, покрытой флуоресцентным материалом (люминофором). Диаметр экрана обычно меньше 20 см, что намного меньше, чем у телевизора. Старые прицелы имели круглые экраны или лицевые панели, в то время как новые ЭЛТ в лучших прицелах имели прямоугольные лицевые панели.

В горловине трубки находится электронная пушка, представляющая собой небольшой нагретый металлический цилиндр с плоским концом, покрытым излучающими электроны оксидами. Рядом с ним находится цилиндр гораздо большего диаметра, на катодном конце которого находится диск с круглым отверстием; она называется «сеткой» (G1), по исторической аналогии с решетками на ламповых усилителях. Небольшой отрицательный потенциал сетки (относящийся к катоду) используется, чтобы блокировать прохождение электронов через отверстие, когда электронный луч должен быть выключен, например, во время обратного хода развертки или когда не происходит триггерных событий.

Однако, когда G1 становится менее отрицательным по отношению к катоду, другой цилиндрический электрод, обозначенный G2, который имеет положительное напряжение на сотни вольт относительно катода, притягивает электроны через отверстие. Их траектории сходятся, когда они проходят через отверстие, создавая «защемление» довольно небольшого диаметра, называемое пересечением. Следуя за электродами («сетками»), электростатическими линзами, сфокусируйте этот кроссовер на экране; пятно — это изображение кроссовера.

Обычно катод ЭЛТ работает при напряжении примерно -2 кВ или около того, и для соответствующего смещения напряжения G1 используются различные методы.Проходя вдоль электронной пушки, луч проходит через линзы формирования изображения и первый анод, выходя с энергией в электрон-вольтах, равной энергии катода. Луч проходит через один набор отклоняющих пластин, затем через другой, где он отклоняется по мере необходимости на люминофорный экран.

Среднее напряжение отклоняющих пластин относительно близко к заземлению, потому что они должны быть напрямую подключены к вертикальному выходному каскаду.

Сам по себе, как только луч покидает область отклонения, он может давать полезный яркий след.Однако для осциллографов с более широкой полосой пропускания, где трасса может быстрее перемещаться по люминофорному экрану, часто используется напряжение положительного ускорения после отклонения («КПК») более 10 000 вольт, увеличивая энергию (скорость) электронов, ударяющих по поверхности. люминофор. Кинетическая энергия электронов преобразуется люминофором в видимый свет в точке удара.

При включении ЭЛТ обычно отображает одну яркую точку в центре экрана, но точку можно перемещать электростатически или магнитно.ЭЛТ в осциллографе всегда использует электростатическое отклонение. Обычные пластины с электростатическим отклонением обычно могут перемещать луч примерно на 15 градусов или около того вне оси, что означает, что ЭЛТ прицела имеют длинные узкие воронки, а для их размера экрана они обычно довольно длинные. Именно длина ЭЛТ делает прицелы ЭЛТ «глубокими» спереди назад. Современные плоскопанельные прицелы не нуждаются в столь экстремальных размерах; их формы больше напоминают прямоугольные коробки для завтрака.

Между электронной пушкой и экраном находятся две противоположные пары металлических пластин, называемых отклоняющими пластинами.Вертикальный усилитель создает разность потенциалов на одной паре пластин, создавая вертикальное электрическое поле, через которое проходит электронный луч. Когда потенциалы пластины одинаковы, луч не отклоняется.

Когда верхняя пластина положительна по отношению к нижней пластине, луч отклоняется вверх; когда поле перевернуто, луч отклоняется вниз. Горизонтальный усилитель выполняет аналогичную работу с другой парой отклоняющих пластин, заставляя луч перемещаться влево или вправо.Эта система отклонения называется электростатическим отклонением и отличается от системы электромагнитного отклонения, используемой в телевизионных трубках. По сравнению с магнитным отклонением, электростатическое отклонение может легче следовать случайным и быстрым изменениям потенциала, но ограничивается небольшими углами отклонения.

Распространенные изображения отклоняющих пластин вводят в заблуждение. Во-первых, пластины для одной оси отклонения расположены ближе к экрану, чем пластины для другой. Пластины, расположенные ближе друг к другу, обеспечивают лучшую чувствительность, но они также должны быть расположены достаточно далеко вдоль оси ЭЛТ, чтобы получить адекватную чувствительность.(Чем дольше данный электрон проводит в поле, тем дальше он отклоняется.) Однако близко расположенные длинные пластины могут привести к контакту луча с ними до того, как произойдет полное отклонение по амплитуде, поэтому компромиссная форма имеет их относительно близко друг к другу в направлении катодом и расширялась неглубокой V-образной формой по направлению к экрану. Они не плоские ни в каких, кроме довольно старых ЭЛТ!

Развертка — это электронная схема, которая генерирует линейно нарастающее напряжение. Это напряжение, которое изменяется непрерывно и линейно со временем.Когда он достигает предварительно определенного значения, рампа сбрасывается и возвращается к своему начальному значению. При обнаружении триггерного события, при условии, что процесс сброса (удержание) завершен, линейное изменение начинается снова. Напряжение временной развертки обычно управляет усилителем строчной развертки. Его эффект заключается в том, чтобы охватить экранный конец электронного луча с постоянной скоростью слева направо по экрану, затем заглушить луч и вернуть его отклоняющие напряжения влево, так сказать, вовремя, чтобы начать следующую развертку. Для сброса типичных схем развертки может потребоваться значительное время; в некоторых трубчатых осциллографах быстрые развертки требовали больше времени для возврата, чем для развертки.

Между тем, вертикальный усилитель приводится в действие внешним напряжением (вертикальный вход), которое снимается с измеряемой схемы или эксперимента. Усилитель имеет очень высокий входной импеданс, обычно один мегом, так что он потребляет лишь крошечный ток от источника сигнала. Аттенюаторные щупы еще больше уменьшают потребляемый ток. Усилитель управляет вертикальными отклоняющими пластинами напряжением, пропорциональным входному вертикальному сигналу. Поскольку электроны уже были ускорены обычно на 2 кВ (примерно), этот усилитель также должен выдавать почти сто вольт, и это с очень широкой полосой пропускания.Коэффициент усиления вертикального усилителя можно регулировать в соответствии с амплитудой входного напряжения. Положительное входное напряжение изгибает электронный луч вверх, а отрицательное напряжение изгибает его вниз, так что вертикальное отклонение в любой части кривой показывает значение входа в это время.

[3]

Отклик любого осциллографа намного быстрее, чем отклик механических измерительных устройств, таких как мультиметр, где инерция указателя (и, возможно, затухание) замедляет его реакцию на входной сигнал.

Наблюдение высокоскоростных сигналов, особенно неповторяющихся сигналов, с помощью обычного CRO затруднено из-за нестабильности или изменения порога срабатывания, что затрудняет «замораживание» формы волны на экране. Для этого часто требуется затемнение комнаты или установка специальной смотровой бленды на лицевую сторону трубки дисплея. Чтобы облегчить просмотр таких сигналов, специальные осциллографы позаимствовали технологии ночного видения, используя электронный умножитель на микроканальной пластине за лицевой стороной трубки для усиления слабых токов пучка.

Хотя CRO позволяет просматривать сигнал, в его основной форме нет средств записи этого сигнала на бумаге для целей документирования. Поэтому были разработаны специальные камеры для осциллографов, позволяющие напрямую фотографировать экран. В ранних камерах использовалась рулонная или пластинчатая пленка, а в 1970-х годах стали популярны мгновенные камеры Polaroid. Люминофор P11 CRT (визуально синий) был особенно эффективен при экспонировании пленки. Камеры (иногда с однократным сканированием) использовались для захвата слабых следов.

Источник питания — важный компонент прицела. Он обеспечивает низкое напряжение для питания катодного нагревателя в лампе (изолированного для высокого напряжения!), Вертикальных и горизонтальных усилителей, а также цепей запуска и развертки. Для возбуждения электростатических отклоняющих пластин требуется более высокое напряжение, а это означает, что выходной каскад усилителя вертикального отклонения должен создавать большие колебания сигнала. Эти напряжения должны быть очень стабильными, а коэффициент усиления усилителя должен быть соответственно стабильным.Любые значительные отклонения приведут к ошибкам в размере трассы, что сделает осциллограф неточным.

Более поздние аналоговые осциллографы добавили цифровую обработку в стандартную конструкцию. Та же базовая архитектура — электронно-лучевая трубка, вертикальные и горизонтальные усилители — была сохранена, но электронный луч контролировался цифровой схемой, которая могла отображать графику и текст, смешанные с аналоговыми сигналами. Время отображения для этих осциллографов было чередовано — мультиплексировано — с отображением осциллограммы в основном так же, как осциллографы с двойным / мультитрековым отображением отображают свои каналы.Дополнительные функции, которые предоставляет эта система, включают:

  • экранная индикация настроек усилителя и временной развертки;
  • Курсоры напряжения
  • — регулируемые горизонтальные линии с отображением напряжения;
  • курсоров времени — регулируемые вертикальные линии с отображением времени;
  • экранные меню для настроек триггера и других функций.

[править] Двухлучевой осциллограф

Двухлучевой осциллограф был осциллографом, который когда-то использовался для сравнения одного сигнала с другим.Было изготовлено два луча на ЭЛТ особого типа.

В отличие от обычного осциллографа с двумя трассами (который распределяет по времени один электронный луч, таким образом теряя около 50% каждого сигнала), двухлучевой осциллограф одновременно генерирует два отдельных электронных луча, улавливая оба сигнала полностью. Один тип (Cossor, Великобритания) имел пластину светоделителя в ЭЛТ и несимметричное вертикальное отклонение после светоделителя. (Подробнее об этом типе прицела в конце статьи.)

Другие двухлучевые прицелы имели две укомплектованные электронные пушки, что требовало жесткого контроля осевого (вращательного) механического выравнивания при изготовлении ЭЛТ. В последнем случае две независимые пары вертикальных пластин отклоняют лучи. Вертикальные пластины для канала A не влияли на луч канала B. Аналогично для канала B существовали отдельные вертикальные пластины, которые отклоняли только луч B.

На некоторых двухлучевых осциллографах временная развертка, горизонтальные пластины и горизонтальный усилитель были общими для обоих лучей (ЭЛТ с делителем луча работал таким образом).На более сложных прицелах, таких как Tektronix 556, были две независимые временные развертки и два набора горизонтальных пластин и горизонтальных усилителей. Таким образом, можно было смотреть на очень быстрый сигнал на одном луче и на медленный сигнал на другом луче.

Большинство многоканальных телескопов не имеют множественных электронных лучей. Вместо этого они отображают только одну кривую за раз, но переключают более поздние каскады вертикального усилителя между одним каналом и другим либо поочередно (режим ALT), либо много раз за цикл (режим CHOP).Было построено очень мало настоящих двухлучевых осциллографов .

С появлением цифрового захвата сигналов истинные двухлучевые осциллографы устарели, поскольку тогда появилась возможность отображать два действительно одновременных сигнала из памяти с использованием техники отображения ALT или CHOP или даже, возможно, режима растрового отображения.

[править] Аналоговый запоминающий осциллограф

Хранение трассировки — это дополнительная функция, доступная на некоторых аналоговых осциллографах; они использовали ЭЛТ для хранения с прямым обзором. Хранение позволяет образцу графика, который обычно затухает за доли секунды, оставаться на экране в течение нескольких минут или дольше.Затем можно сознательно активировать электрическую цепь, чтобы сохранить и стереть след на экране.

Хранение осуществляется по принципу вторичной эмиссии. Когда обычный пишущий электронный луч проходит через точку на поверхности люминофора, он не только на мгновение вызывает свечение люминофора, но и кинетическая энергия электронного луча сбивает другие электроны с поверхности люминофора. Это может оставить чистый положительный заряд. Затем в запоминающих осциллографах имеется одна или несколько вторичных электронных пушек (называемых «наводящими пушками»), которые обеспечивают постоянный поток низкоэнергетических электронов, движущихся к люминофорному экрану.Пистолеты наводнения покрывают весь экран, в идеале равномерно. Электроны из пистолетов наводнения сильнее притягиваются к тем областям люминофорного экрана, где пишущий пистолет оставил чистый положительный заряд; Таким образом, электроны наводнения повторно освещают люминофор в этих положительно заряженных областях люминофорного экрана.

Если энергия электронов наводнения должным образом сбалансирована, каждый падающий электрон наводнения выбивает один вторичный электрон из люминофорного экрана, таким образом сохраняя чистый положительный заряд в освещенных областях люминофорного экрана.Таким образом, изображение, изначально написанное пишущим пистолетом, может сохраняться в течение длительного времени — от многих секунд до нескольких минут. В конце концов, небольшой дисбаланс в соотношении вторичного излучения приводит к тому, что весь экран «исчезает положительно» (загорается) или заставляет первоначально записанный след «затухать отрицательно» (гаснуть). Именно эти дисбалансы ограничивают максимально возможное время хранения.

Осциллографы с памятью (и ЭЛТ-дисплеи с большим экраном) этого типа с памятью на люминофоре были произведены компанией Tektronix.Другие компании, в частности Hughes, ранее создавали объемы хранения с более сложной и дорогостоящей внутренней структурой хранения.

В некоторых осциллографах используется строго двоичная (двухпозиционная) форма хранения, известная как «бистабильная память». Другие допускали постоянную серию коротких неполных циклов стирания, которые создавали впечатление люминофора с «переменной стойкостью». Некоторые осциллографы также позволяли частичное или полное отключение наводнения, позволяя сохранить (хотя и незаметно) скрытое сохраненное изображение для последующего просмотра.(Затухание положительного или затухание отрицательного происходит только тогда, когда наводочные пистолеты включены; при выключенных наводнениях только утечка зарядов на люминофорном экране ухудшает сохраненное изображение.

[править] Аналоговый стробоскопический осциллограф

Принцип выборки был разработан в 1930-х годах в Bell Laboratories Найквистом, в честь которого названа теорема выборки. Однако первый стробоскопический осциллограф был разработан в конце 1950-х годов в Исследовательском центре атомной энергии в Харвелле в Англии Дж.Чаплин Б. Оуэнс и А.Дж. Коул. [«Чувствительный транзисторный осциллограф с откликом от постоянного тока до 300 МГц / с», Proc I.E.E. (Лондон) Том 106, Часть Б. Дополнение, № 16, 1959].

Первый стробоскопический осциллограф был аналоговым прибором, первоначально разработанным как интерфейсный блок для обычного осциллографа. Потребность в этом приборе возникла из-за того, что ученые-ядерщики из Харвелла требовали захвата формы очень быстрых повторяющихся импульсов. Современные осциллографы с полосой пропускания обычно 20 МГц не могут этого сделать, а эффективная полоса пропускания 300 МГц аналогового стробоскопического осциллографа представляет собой значительный прогресс.

Небольшая серия этих «интерфейсов» была сделана в Харвелле и нашла большое применение, а Чаплин и др. запатентовал изобретение. Коммерческое использование этого патента в конечном итоге было осуществлено компанией Hewlett-Packard (позже Agilent Technologies).

Стробоскопические осциллографы

достигают большой полосы пропускания за счет того, что не принимают весь сигнал за один раз. Вместо этого берется только образец сигнала. Затем образцы собираются для создания формы волны. Этот метод может работать только с повторяющимися сигналами, но не с переходными событиями.Идею отбора проб можно рассматривать как стробоскопическую технику. При использовании стробоскопа видны только части движения, но когда сделано достаточное количество этих изображений, можно зафиксировать общее движение [4]

[править] Цифровые осциллографы

В то время как аналоговые устройства используют постоянно меняющиеся напряжения, цифровые устройства используют двоичные числа, которые соответствуют отсчетам напряжения. В случае цифровых осциллографов аналого-цифровой преобразователь (АЦП) используется для преобразования измеренных напряжений в цифровую информацию.Осциллограммы берутся как серия отсчетов. Образцы сохраняются и накапливаются до тех пор, пока не будет получено достаточно для описания формы волны, которые затем повторно собираются для отображения. Цифровые технологии позволяют отображать информацию с яркостью, четкостью и стабильностью. Однако, как и у любого осциллографа, есть ограничения. Наивысшая частота, на которой может работать осциллограф, определяется аналоговой полосой пропускания внешних компонентов прибора и частотой дискретизации.

Цифровые осциллографы

можно разделить на три основные категории: цифровые запоминающие осциллографы, осциллографы с цифровым люминофором и цифровые стробоскопические осциллографы. [5] [6]

[править] Цифровой запоминающий осциллограф

Цифровой запоминающий осциллограф , сокращенно DSO, в настоящее время является предпочтительным типом для большинства промышленных приложений, хотя простые аналоговые CRO по-прежнему используются любителями. Он заменяет ненадежный метод хранения, используемый в аналоговых хранилищах, на цифровую память, которая может хранить данные столько времени, сколько требуется, без ухудшения качества.Он также позволяет выполнять комплексную обработку сигнала с помощью схем высокоскоростной цифровой обработки сигналов.

Вертикальный вход, вместо того, чтобы управлять вертикальным усилителем, оцифровывается аналого-цифровым преобразователем для создания набора данных, который сохраняется в памяти микропроцессора. Набор данных обрабатывается и затем отправляется на дисплей, который в ранних DSO представлял собой электронно-лучевую трубку, но теперь, скорее всего, это будет плоская ЖК-панель. Распространены DSO с цветными ЖК-дисплеями. Набор данных может быть отправлен по LAN или WAN для обработки или архивирования.Изображение на экране можно записать прямо на бумагу с помощью подключенного принтера или плоттера без необходимости использования камеры осциллографа. Собственное программное обеспечение для анализа сигналов осциллографа может извлекать множество полезных характеристик во временной области (например, время нарастания, ширину импульса, амплитуду), частотные спектры, гистограммы и статистику, карты постоянства и большое количество параметров, значимых для инженеров в специализированных областях, таких как телекоммуникации. , анализ дисководов и силовая электроника.

Цифровые осциллографы

в основном ограничены характеристиками схемы аналогового входа и частотой дискретизации.В общем, частота дискретизации должна быть не меньше частоты Найквиста, удвоенной частоты самой высокочастотной составляющей наблюдаемого сигнала, в противном случае может возникнуть наложение спектров.

Digital Storage также делает возможным другой уникальный тип осциллографа — осциллограф с эквивалентным временем выборки. Вместо того, чтобы брать последовательные выборки после триггерного события, берется только одна выборка. Однако осциллограф может изменять свою развертку по времени, чтобы точно рассчитать время своей выборки, тем самым создавая картину сигнала по последующим повторениям сигнала.Для этого требуются часы или повторяющийся узор. Этот тип осциллографа часто используется для очень высокоскоростной связи, поскольку он обеспечивает очень высокую «частоту дискретизации» и низкий амплитудный шум по сравнению с традиционными осциллографами реального времени.

Подводя итог: преимущества перед аналоговым осциллографом:

  • Более яркий и крупный дисплей с цветом, позволяющим различать множественные следы
  • Эквивалентная выборка по времени и усреднение для последовательных выборок или сканирований приводят к более высокому разрешению вплоть до мкВ
  • Обнаружение пиков
  • Pre-trigger (могут отображаться события до срабатывания триггера)
  • Простое панорамирование и масштабирование нескольких сохраненных трасс позволяет новичкам работать без триггера
    • Это требует быстрой реакции дисплея (некоторые осциллографы имеют задержку 1 мс)
    • Ручки должны быть большими и плавно вращаться
  • Также можно записать медленные следы, такие как изменение температуры в течение дня.
  • Память осциллографа может быть организована не только как одномерный список, но и как двумерный массив для имитации люминофорного экрана.Цифровой метод позволяет проводить количественный анализ (например, глазковая диаграмма).
  • Позволяет автоматизировать, хотя большинство моделей блокируют доступ к своему программному обеспечению.

Недостатком цифровых осциллографов является ограниченная частота обновления экрана. На аналоговом осциллографе пользователь может получить интуитивное представление о частоте запуска, просто посмотрев на устойчивость кривой ЭЛТ. Для цифрового осциллографа экран выглядит одинаково для любой частоты сигнала, превышающей частоту обновления экрана.Кроме того, иногда бывает трудно обнаружить «сбои» или другие редкие явления на черно-белых экранах стандартных цифровых осциллографов; небольшая стойкость люминофоров CRT на аналоговых осциллографах делает сбои видимыми, даже если многие последующие триггеры перезаписывают их. Обе эти трудности недавно были преодолены с помощью «осциллографов с цифровым люминофором», которые хранят данные с очень высокой частотой обновления и отображают их с переменной интенсивностью, чтобы имитировать постоянство следа ЭЛТ-осциллографа.

Родственный тип осциллографа аналоговой выборки для отображения очень быстрых, повторяющихся сигналов, отобранных очень быстро (дробные наносекунды) и удерживающих образцы достаточно долго, чтобы их можно было отобразить с помощью узкополосного вертикального усилителя и ЭЛТ с умеренными характеристиками.Сравнительно медленная развертка на ЭЛТ соответствовала постепенному крошечному увеличению времени выборки, так что многие выборки создавали форму волны быстрого сигнала.

Более поздние конструкции, выбранные в случайное время в пределах временного интервала, представленного одной разверткой; образцы отображались в горизонтальных положениях, соответствующих задержке от начала развертки.

В срабатывании пуска

использованы туннельные диоды и делители частоты.

[править] Цифровые стробоскопические осциллографы
Цифровые стробоскопические осциллографы

работают по тому же принципу, что и аналоговые стробоскопические осциллографы, и, как их аналоговые партнеры, очень полезны при анализе высокочастотных сигналов.То есть сигналы, частота которых превышает частоту дискретизации осциллографа. Эти осциллографы могут измерять сигналы на порядок больше, чем любые другие осциллографы. Для измерения повторяющихся сигналов этот тип может иметь полосу пропускания и высокоскоростную синхронизацию до десяти раз выше, чем любой другой осциллограф.

Чтобы реализовать эти возможности, архитектура цифрового стробоскопического осциллографа отличается от других осциллографов. В этом случае образец берется из входного сигнала до его усиления или ослабления.Поскольку мост дискретизации преобразует сигнал в более низкую частоту, используется усилитель с узкой полосой пропускания. Эта конфигурация позволяет достичь максимальной пропускной способности. Однако высокая полоса пропускания накладывает ограничения на динамический диапазон осциллографа. Перед мостом выборки нет усилителя или аттенюатора, поэтому сигнал нельзя масштабировать, и мост выборки должен иметь возможность обрабатывать весь сигнал. Максимальное входное напряжение для цифровых осциллографов составляет всего около 3 В, в то время как другие типы могут выдерживать 500 В и более.[5] [6]

[править] Осциллографы с цифровым люминофором

Осциллографы с цифровым люминофором (DPO) — это самый последний из разработанных типов цифровых осциллографов. Они были представлены компанией Tektronix в июне 1998 г. [7] . Популярность DPO продолжает расти благодаря их непревзойденным способностям.

DPO используют уникальную архитектуру обработки, чтобы преодолеть ограничения DSO и цифровых стробоскопических осциллографов. Эта уникальная архитектура представляет собой установку параллельной обработки, а не установки последовательной обработки двух других типов цифровых осциллографов.Это позволяет фиксировать переходные события, сохраняя при этом большую полосу пропускания. Кроме того, в отличие от других цифровых осциллографов, использование параллельной обработки позволяет отображению напоминать аналоговые осциллографы, позволяя видеть информацию об интенсивности в реальном времени.

Первым каскадом блока параллельной обработки является вертикальный усилитель, как в цифровых запоминающих осциллографах. Второй этап продолжает имитировать DSO в том, что сигнал отправляется на АЦП. Однако после АЦП архитектура обработки сильно отличается от архитектуры DSO.DSO захватывает формы сигналов последовательным образом, что дает значительное время задержки, в течение которого осциллограф не может записывать какие-либо действия. В этом случае скорость микропроцессора ограничивает скорость захвата сигналов. DPO работает иначе, поскольку оцифрованная форма сигнала растрируется в базу данных цифрового люминофора. Затем примерно каждые 1/30 секунды изображение сигнала отправляется на дисплей. При непосредственном растрировании данных и их копировании в память дисплея из базы данных цифрового люминофора этап определения скорости больше не является скоростью микропроцессора.

Хотя название может наводить на мысль, что DPO основан на химическом люминофоре, как и аналоговый осциллограф, люминофор является чисто электронным. Постоянно обновляемая база данных состоит из множества ячеек, соответствующих отдельным пикселям на дисплее. Таким образом, каждый раз, когда к ячейке прикасаются, информация об интенсивности сигнала может накапливаться. Кроме того, DPO может отображать эту информацию в контрастных цветах, в отличие от своего аналогового аналога.

DPO позволяет получать ту же информацию, что и аналоговый осциллограф, с тем преимуществом, что данные хранятся в цифровой форме.Эти прицелы находят множество приложений, в которых они сейчас предпочтительнее. [5] [6]

[править] Осциллографы смешанных сигналов

Осциллограф смешанных сигналов (или MSO) имеет два типа входов: небольшое количество (обычно два или четыре) аналоговых каналов и большее количество (обычно шестнадцать) цифровых каналов. Эти измерения производятся с единой временной разверткой, они отображаются на едином дисплее, и любая комбинация этих сигналов может использоваться для запуска осциллографа.

MSO объединяет все возможности измерения и модель использования цифрового запоминающего осциллографа (DSO) с некоторыми измерительными возможностями логического анализатора. В MSO обычно отсутствуют расширенные возможности цифровых измерений и большое количество цифровых каналов сбора данных для полноценных логических анализаторов, но они также гораздо менее сложны в использовании. Типичное применение измерения смешанных сигналов включает определение характеристик и отладку гибридных аналогово-цифровых схем, таких как: встроенные системы, аналого-цифровые преобразователи (АЦП), цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и системы управления.

[править] Переносные осциллографы

Переносной осциллограф

можно использовать во многих тестовых приложениях и в полевых условиях. Сегодня ручной осциллограф — это обычно цифровой стробоскопический осциллограф с жидкокристаллическим дисплеем. Обычно портативный осциллограф имеет два аналоговых входных канала, но также доступны версии с четырьмя входными каналами. Некоторые инструменты совмещают функции цифрового мультиметра с осциллографом.

[править] Осциллографы на базе ПК (PCO)

Хотя большинство людей думают об осциллографе как об автономном приборе в коробке, появляется новый тип «осциллографа», который состоит из специальной платы сбора сигналов (которая может быть внешним USB-портом или устройством с параллельным портом, либо внутренним дополнительная плата PCI или ISA).Само оборудование обычно состоит из электрического интерфейса, обеспечивающего изоляцию и автоматическую регулировку усиления, нескольких высокоскоростных аналого-цифровых преобразователей и некоторой буферной памяти или даже встроенных DSP. В зависимости от точной конфигурации оборудования его лучше всего описать как дигитайзер, регистратор данных или как часть специализированной системы автоматического управления.

ПК обеспечивает дисплей, интерфейс управления, дисковое хранилище, сеть и часто электрическое питание для оборудования сбора данных.Жизнеспособность осциллографов на базе ПК зависит от широкого распространения и низкой стоимости стандартизированных ПК. Поскольку цены могут варьироваться от 100 до 3000 долларов в зависимости от их возможностей, такие инструменты особенно подходят для образовательного рынка, где ПК являются обычным явлением, но бюджеты на оборудование часто невелики. В некоторых случаях оборудование для сбора данных может состоять только из стандартной звуковой карты или даже из игрового порта, если задействованы только звуковые и низкочастотные сигналы.

PCO может передавать данные на компьютер двумя основными способами — в потоковом и в блочном режиме. В потоковом режиме данные передаются на ПК непрерывным потоком без потери данных. Способ подключения PCO к ПК (например, USB) будет определять максимально достижимую скорость с использованием этого метода. В блочном режиме используется встроенная память PCO для сбора блока данных, который затем передается на ПК после того, как блок был записан. Затем оборудование PCO сбрасывает и записывает другой блок данных.Этот процесс происходит очень быстро, но время будет зависеть от размера блока данных и скорости его передачи. Этот метод обеспечивает гораздо более высокую скорость выборки, но во многих случаях оборудование не будет записывать данные во время передачи существующего блока, что означает некоторую потерю данных.

К преимуществам осциллографов на базе ПК относятся:

  • Более низкая стоимость, чем у автономного осциллографа, при условии, что у пользователя уже есть ПК.Оборудование PCO профессионального уровня (например, с полосой пропускания в МГц, а не в диапазоне кГц), как правило, дороже, чем, например, типичная звуковая карта PCI, а некоторые могут даже стоить дороже, чем новый ПК [1].
  • Простой экспорт данных в стандартное программное обеспечение ПК, такое как электронные таблицы и текстовые редакторы.
  • Возможность управления прибором с помощью специальной программы на ПК.
  • Использование сетевых функций ПК и дискового хранилища, которые требуют дополнительных затрат при добавлении к автономному осциллографу.
  • ПК
  • обычно оснащены большими цветными дисплеями с высоким разрешением, которые легче читать, чем меньшие дисплеи на обычных прицелах. Цвет можно использовать для различения форм сигналов. Он также может отображать увеличенную информацию, включая больше сигналов или дополнительные функции, такие как автоматические измерения формы сигнала и одновременные альтернативные виды.
  • Портативность при использовании с портативным ПК.
  • Некоторые из них физически намного меньше, чем даже портативные осциллографы.

Есть и недостатки, к которым можно отнести:

  • Источник питания и электромагнитные помехи от цепей ПК, требующие тщательного и обширного экранирования для получения хорошего разрешения сигнала низкого уровня.
  • Скорость передачи данных на ПК зависит от способа подключения. Это влияет на максимальную скорость выборки, достижимую PCO при потоковой передаче.
  • Требуется, чтобы владелец установил на ПК программное обеспечение осциллографа, которое может быть несовместимо с текущей версией операционной системы ПК.
  • Время загрузки ПК по сравнению с почти мгновенным запуском автономного осциллографа (хотя, поскольку некоторые современные осциллографы на самом деле являются замаскированными ПК или подобными машинами, это различие сужается).

По мере увеличения вычислительной мощности и объема памяти для хранения данных в осциллографах различия становятся размытыми. Основные поставщики осциллографов производят осциллографы на базе ПК с большим экраном, с очень быстрыми (много ГГц) входными цифровыми преобразователями и настраиваемыми пользовательскими интерфейсами.

Программное обеспечение для ПК может использовать звуковую карту или игровой порт для приема аналоговых сигналов вместо специального оборудования для сбора сигналов. Однако эти устройства имеют очень ограниченные диапазоны входного напряжения, ограниченную точность и очень ограниченные диапазоны частот.Заземление для этих входов такое же, как заземление логики ПК и источника питания; это может привести к недопустимому шуму в тестируемой цепи. Однако эти устройства могут быть полезны для демонстрации или хобби.

Если используется звуковая карта, частотная характеристика обычно ограничена звуковым диапазоном, и сигналы постоянного тока не могут быть измерены. Количество входов ограничено количеством каналов записи, и входы могут обрабатывать только линейные напряжения аудиосигнала без риска повреждения.

Если игровой порт используется в качестве оборудования для сбора данных, частота дискретизации очень низкая, обычно ниже 1 кГц, а входные напряжения могут изменяться только в диапазоне нескольких вольт. Кроме того, игровой порт не может быть легко запрограммирован на конкретную частоту дискретизации или ему не может быть легко назначен точный шаг квантования. Эти ограничения делают его пригодным только для визуализации низкочастотных сигналов с низкой точностью.

[править] История

[править] Осциллограммы рисованные

Иллюстрация пошагового метода Жубера для построения измерений формы сигнала вручную. [8]

Самый ранний метод создания изображения формы волны заключался в трудоемком и кропотливом процессе измерения напряжения или тока вращающегося ротора в определенных точках вокруг оси ротора и регистрации измерений, выполненных с помощью гальванометра. Медленно перемещаясь вокруг ротора, можно нарисовать общую стоячую волну на миллиметровой бумаге, записав градусы вращения и силу измерителя в каждой позиции.

Этот процесс был впервые частично автоматизирован Жюлем Франсуа Жубером с его пошаговым методом измерения формы волны .Он состоял из специального одноконтактного коммутатора, прикрепленного к валу вращающегося ротора. Точку контакта можно было перемещать вокруг ротора, следуя точной шкале градусного индикатора, и выход, отображаемый на гальванометре, должен быть нанесен техником вручную. [9] Этот процесс мог дать только очень грубую аппроксимацию формы волны, поскольку она формировалась за период в несколько тысяч волновых циклов, но это был первый шаг в науке построения изображений формы волны.

[править] Маленькое наклонное зеркало

В 1920-х крошечное наклонное зеркало, прикрепленное к диафрагме на вершине рупора, обеспечивало хороший отклик до нескольких кГц, возможно, даже 10 кГц.Несинхронизированная временная развертка обеспечивалась многоугольником вращающегося зеркала, а коллимированный луч света от дуговой лампы проецировал форму волны на стену лаборатории или экран.

Еще раньше звуковой сигнал, подаваемый на диафрагму на входе газа в пламя, заставлял изменять высоту пламени, а многоугольник с вращающимся зеркалом давал раннее представление о формах волны.

[править] Автоматический осциллограф, нарисованный на бумаге

Схематический и перспективный вид больничного ондографа, в котором перо на бумажном барабане использовалось для записи изображения формы волны, созданного с течением времени, с использованием механизма привода синхронного двигателя и гальванометра с постоянным магнитом. [10] [11]

Первые автоматизированные осциллографы использовали гальванометр для перемещения пера по свитку или барабану с бумагой, фиксируя волновые узоры на непрерывно движущемся свитке. Из-за относительно высокочастотной скорости сигналов по сравнению с медленным временем реакции механических компонентов, изображение формы волны не рисовалось напрямую, а вместо этого создавалось в течение определенного периода времени путем комбинирования небольших фрагментов множества различных сигналов, чтобы создать усредненная форма.

Устройство, известное как Hospitalier Ondograph, было основано на этом методе измерения формы волны. Он автоматически заряжал конденсатор от каждой сотой волны и разряжал накопленную энергию через записывающий гальванометр, причем каждый последующий заряд конденсатора снимался с точки, расположенной немного дальше по волне. [12] (Такие измерения формы волны все еще усреднялись по многим сотням волновых циклов, но были более точными, чем нарисованные вручную осциллограммы.)

Осциллографы с подвижной бумагой, использующие УФ-чувствительную бумагу и современные зеркальные гальванометры, обеспечивали многоканальные записи в середине 20-го века.Амплитудно-частотная характеристика была, по крайней мере, в низком диапазоне звуковых частот.

[править] Осциллограф фотографический

Вверху слева: осциллограф Дадделла с подвижной катушкой с зеркалом и двумя поддерживающими подвижными катушками с каждой стороны, подвешенный в масляной ванне. Большие катушки с обеих сторон закреплены на месте и создают магнитное поле для движущейся катушки. (Постоянные магниты в то время были довольно слабыми.) Вверху по центру: поворотный затвор и подвижное зеркало в сборе для размещения меток временного индекса рядом с шаблоном формы волны. Вверху справа: движущаяся пленочная камера для записи формы волны. Внизу: пленочная запись искрения на контактах переключателя при отключении высоковольтной цепи. [13] [14] [15] [16]

Для того, чтобы позволить прямое измерение форм волн, в записывающем устройстве было необходимо использовать систему измерения с очень малой массой, которая может двигаться с достаточной скоростью, чтобы соответствовать движению реальных измеряемых волн.Это было сделано с разработкой Уильямом Дадделлом осциллографа с подвижной катушкой , который в наше время также называют зеркальным гальванометром. Это уменьшило измерительное устройство до небольшого зеркала, которое могло двигаться с высокой скоростью, чтобы соответствовать форме волны.

Чтобы выполнить измерение формы волны, фотографический слайд должен быть опущен мимо окна, из которого выходит световой луч, или непрерывный рулон кинопленки будет прокручиваться через апертуру, чтобы записать форму волны с течением времени.Хотя измерения были намного более точными, чем измерения на встроенных бумажных самописцах, все же оставалось место для улучшений из-за необходимости проявлять экспонированные изображения, прежде чем их можно будет исследовать.

Allen B. Du Mont Labs. сделали движущиеся пленочные камеры, в которых непрерывное движение пленки обеспечивало основу времени. Горизонтальное отклонение, вероятно, было отключено, хотя очень медленное перемещение привело бы к увеличению износа люминофора. ЭЛТ с люминофором P11 были либо стандартными, либо доступными.

DuMont также производила проекционные осциллографы с многоступенчатым КПК, рассчитанные на 25 кВ или около того.

[править] Изобретение

ЭЛТ

Электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) были разработаны в конце 19 века. В то время трубки предназначались в первую очередь для демонстрации и исследования физики электронов (тогда известной как катодные лучи). Карл Фердинанд Браун изобрел ЭЛТ-осциллограф в 1897 году как физическое явление, подав колебательный сигнал на электрически заряженные дефлекторные пластины в ЭЛТ с люминофорным покрытием. При подаче опорного колебательного сигнала на горизонтальные дефлекторные пластины и тестового сигнала на вертикальные дефлекторные пластины на маленьком люминофорном экране создавались переходные графики электрических сигналов.

Первый двухлучевой осциллограф был разработан в конце 1930-х годов британской компанией A.C.Cossor (позже приобретенной Raytheon). ЭЛТ не был настоящим двухлучевым типом, но использовал расщепленный луч, полученный путем размещения третьей пластины между вертикальными отклоняющими пластинами. Широко использовался во время Великой Отечественной войны для разработки и обслуживания радиолокационного оборудования. Хотя он чрезвычайно полезен для проверки характеристик импульсных цепей, он не был откалиброван, поэтому его нельзя было использовать в качестве измерительного прибора.Однако он был полезен при построении кривых отклика цепей ПЧ и, следовательно, оказал большую помощь в их точном выравнивании.

[править] Осциллограф

с синхронизацией развертки Осциллографы

стали гораздо более полезным инструментом в 1946 году, когда Говард Воллум и Джек Мердок изобрели осциллограф с триггером и разверткой , Tektronix Model 511. Ховард Воллум впервые увидел такие прицелы в Германии. До начала использования синхронизированной развертки горизонтальное отклонение луча осциллографа контролировалось автономным генератором пилообразных сигналов .Если период горизонтальной развертки не совпадал с периодом формы волны, которую нужно было наблюдать, каждая последующая кривая начиналась бы в другом месте формы волны, что приводило бы к беспорядочно отображаемому или движущемуся изображению на экране. Развертка могла быть синхронизирована с периодом сигнала, но тогда скорость развертки не откалибровалась. Многие осциллографы имели функцию синхронизации, которая подавала сигнал от вертикального отклонения в схему генератора развертки, но эквивалент уровня запуска имел в лучшем случае узкий диапазон, а полярность запуска не выбиралась.

Запуск позволяет постоянно отображать повторяющуюся форму волны, поскольку несколько повторов формы волны рисуются на одной и той же кривой на люминофорном экране. Запуск развертки поддерживает калибровку скорости развертки, позволяя измерять свойства формы волны, такие как частота, фаза, время нарастания и другие, которые в противном случае были бы невозможны. [17]

Что еще более важно, триггеры могут происходить с различными интервалами, и, если они не расположены слишком близко друг к другу, каждый триггер создает идентичную развертку.Для получения стабильных кривых не требуется вход с постоянной частотой.

Во время Второй мировой войны несколько осциллографов, использовавшихся для разработки радаров (и несколько лабораторных осциллографов), имели так называемую управляемую развертку. Эти схемы развертки оставались бездействующими с отключенным лучом ЭЛТ до тех пор, пока управляющий импульс от внешнего устройства не отключил ЭЛТ и не запустил одну горизонтальную трассу с постоянной скоростью, которая могла иметь калиброванную скорость, позволяющую измерять временные интервалы. После завершения развертки схема развертки отключила ЭЛТ (выключила луч), и сама схема сбросила себя, готовая к следующему импульсу возбуждения.Осциллограф Dumont 248, выпускаемый в 1945 году, имел эту особенность.

ЭЛТ с длительным послесвечением, иногда используемые в осциллографах для отображения довольно медленно изменяющихся напряжений, использовали люминофор, такой как P7, который состоял из двойного слоя. Внутренний слой светился ярко-синим светом от электронного луча, и его свет возбуждал фосфоресцирующий «внешний» слой, непосредственно видимый внутри оболочки (колбы). Последний сохранял свет и испускал его желтоватым свечением с затухающей яркостью в течение десятков секунд.Этот тип люминофора также использовался в радиолокационных аналоговых ЭЛТ-дисплеях PPI, которые являются графическим украшением (вращающейся радиальной световой полосой) в некоторых сценах телевизионных сводок погоды.

Осциллографы

с синхронизацией развертки сравнивают сигнал вертикального отклонения (или скорость изменения сигнала) с регулируемым порогом, называемым уровнем запуска. Кроме того, триггерные схемы также распознают направление наклона вертикального сигнала, когда он пересекает пороговое значение, независимо от того, является ли вертикальный сигнал положительным или отрицательным при пересечении.Это называется полярностью триггера. Когда вертикальный сигнал пересекает установленный уровень запуска в желаемом направлении, схема запуска освобождает ЭЛТ и запускает точную линейную развертку. Каждый запуск может происходить в любое время после предыдущего (но не слишком быстро) — при условии, что предыдущий цикл завершен и схема развертки полностью вернулась в исходное состояние. (Это мертвое время может быть значительным.) Во время развертки сама схема развертки игнорирует сигналы запуска развертки от схем обработки запуска.

Возможность выбора полярности запуска и уровня запуска, а также управляемая развертка сделали осциллографы исключительно ценными и чрезвычайно полезными инструментами для тестирования и измерения. Ранние осциллографы с синхронизированной разверткой имели калиброванную временную развертку, а также вертикальные усилители (отклоняющие) с калиброванной чувствительностью. Скорость трассировки на экране выражалась в единицах времени на деление сетки.

Поскольку осциллографы со временем становятся все более мощными, расширенные возможности запуска позволяют захватывать и отображать более сложные формы сигналов.Например, задержка запуска — это функция большинства современных осциллографов, которая может использоваться для определения определенного периода после запуска, в течение которого осциллограф не будет запускаться снова. Это упрощает установление стабильного вида сигнала с несколькими фронтами, которые в противном случае привели бы к другому запуску.

[править] Tektronix

Воллум и Мердок основали компанию Tektronix, первого производителя калиброванных осциллографов (которые включали сетку на экран и создавали графики с калиброванными шкалами по осям экрана).Более поздние разработки Tektronix включали разработку осциллографов с множеством трасс для сравнения сигналов либо с помощью временного мультиплексирования (путем прерывания или чередования трасс), либо по наличию нескольких электронных пушек в лампе. В 1963 году компания Tektronix представила бистабильную запоминающую трубку с прямым обзором (DVBST), которая позволяла наблюдать формы одиночных импульсов, а не (как раньше) только повторяющиеся формы сигналов. Используя микроканальные пластины, различные умножители вторично-эмиссионных электронов внутри ЭЛТ и за лицевой панелью, самые современные аналоговые осциллографы (например, мейнфрейм Tek 7104) могут отображать видимые следы (или позволять фотографировать) однократное событие даже при очень высокой скорости развертки.Этот осциллограф перешел на 1 ГГц.

В ламповых прицелах производства Tektronix линия задержки вертикального усилителя представляла собой длинную рамку, L-образную из-за недостатка места, на которой было несколько десятков дискретных катушек индуктивности и соответствующее количество регулируемых («подстроечных») цилиндрических конденсаторов с малой емкостью. . Эти прицелы имели подключаемые вертикальные входные каналы. Для регулировки конденсаторов линии задержки геркон, заполненный газом высокого давления, смоченный ртутью, создавал чрезвычайно быстрорастущие импульсы, которые поступали непосредственно на более поздние ступени вертикального усилителя.При быстрой развертке любая неправильная регулировка создавала провал или выпуклость, а прикосновение к конденсатору приводило к изменению его локальной части формы волны. Регулировка конденсатора заставила его выпуклость исчезнуть. В итоге получилась плоская вершина.

Выходные каскады на электронных лампах в ранних широкополосных осциллографах использовали радиопередающие лампы, но они потребляли много энергии. Пикофарады емкости относительно земли ограничивают полосу пропускания. В более совершенной конструкции, называемой распределенным усилителем, использовалось несколько ламп, но их входы (управляющие сетки) были подключены вдоль линии задержки L-C с ответвлениями, поэтому входные емкости ламп стали частью линии задержки.Кроме того, их выходы (пластины / аноды) аналогичным образом были подключены к другой линии задержки с ответвлениями, ее выход питал отклоняющие пластины. (Этот усилитель был двухтактным, поэтому было четыре линии задержки, две для входа и две для выхода.)

[править] Цифровые осциллографы

Первый цифровой запоминающий осциллограф (DSO) был изобретен Уолтером Лекроем (который основал LeCroy Corporation в Нью-Йорке, США) после производства высокоскоростных дигитайзеров для исследовательского центра CERN в Швейцарии.LeCroy остается одним из трех крупнейших производителей осциллографов в мире.

Начиная с 80-х годов прошлого века цифровые осциллографы получили широкое распространение. В цифровых запоминающих осциллографах используется быстрый аналого-цифровой преобразователь и микросхемы памяти для записи и отображения цифрового представления формы сигнала, что обеспечивает гораздо большую гибкость для запуска, анализа и отображения, чем это возможно с классическим аналоговым осциллографом. В отличие от своего аналогового предшественника, цифровой запоминающий осциллограф может отображать события перед запуском, открывая новое измерение для записи редких или прерывистых событий и устранения неисправностей электронных сбоев.По состоянию на 2006 год большинство новых осциллографов (за исключением образовательных и некоторых нишевых рынков) являются цифровыми.

Цифровые осциллографы

полагаются на эффективное использование установленной памяти и функций триггера: недостаточно памяти, и пользователь пропустит события, которые он хочет изучить; если у осциллографа большой объем памяти, но он не запускается должным образом, пользователю будет сложно найти событие.

[править] Стирка

В те годы, когда осциллографы строились с использованием вакуумных ламп (ламп) и, следовательно, большого количества высоковольтной электроники, в качестве рекомендуемой процедуры обслуживания было промыть внутренние цепи осциллографа.Это было рекомендовано для предотвращения накопления пыли, которая могла вызвать низкое сопротивление и пути слежения от клемм высокого напряжения. Компания Tektronix опубликовала рекомендованную процедуру в журнале своей компании TekScope . Он включал в себя осторожное нанесение воды и средства для мытья посуды под низким давлением с последующим тщательным ополаскиванием и сушкой инструмента. Таким образом, техник по обслуживанию может удалить пыль и другие токопроводящие загрязнения, которые в противном случае могут помешать правильной калибровке прибора.Предварительная мойка салона продолжалась еще долго после того, как полупроводниковые цепи заменили лампы. (Не весь прицел можно было мыть; мотор вентилятора, вероятно, не было, хотя силовой трансформатор был (!))

[править] Использовать в качестве реквизита

В 1950-х и 1960-х годах осциллографы часто использовались в фильмах и телевизионных программах для обозначения общего научного и технического оборудования. В американском телешоу 1963–65 годов The Outer Limits в качестве фона для вступительных титров использовалось изображение колеблющихся фигур Лиссажу на осциллографе (« Нет ничего плохого в вашем телевизоре. Осциллографы специального назначения, называемые мониторами модуляции, могут напрямую подавать радиочастотный сигнал относительно высокого напряжения на отклоняющие пластины без промежуточного каскада усилителя. В таких случаях форма волны применяемого RF обычно не могла быть показана, потому что частота была слишком высокой. В таких мониторах полоса пропускания ЭЛТ, которая обычно составляет несколько сотен МГц, позволяет отображать огибающую высокочастотного RF. Дисплей представляет собой не след, а сплошной светящийся треугольник. Фрэнк Спитцер и Барри Ховарт, Принципы современного приборостроения , Холт, Райнхарт и Уинстон, Нью-Йорк, 1972, ISBN 0-03-080208-3 стр. 122

[править] Внешние ссылки

Терминология осциллографов

[Analog Devices Wiki]

В / дел:

Устанавливает, на сколько вольт сигнал на входе должен увеличиваться или уменьшаться, чтобы кривая сместилась на одно деление.

Время / дел:

Устанавливает время, необходимое для сканирования кривой с левой стороны на правую часть деления.

Отдел:

Видимая сетка линий на экране осциллографа, обозначенная цифрой 3 ниже. Он используется для оценки амплитуды и периода сигнала. Также называется Graticule,

След:

«Линия», нарисованная на экране (сетка), которая представляет сигнал на входе, показанная ниже цифрой 6.

Пример пояса с трассировкой

Период (T):

Продолжительность одного цикла сигнала переменного тока, показанного цифрой 4 выше.Равно 1 / f.

Частота (ж):

Количество циклов сигнала переменного тока в секунду. Равно 1 / T (4).

Амплитуда:

Насколько далеко колеблется сигнал в каком-либо направлении. Выражается в мВ или В . Для повторяющихся сигналов: Vpeak, обозначенный цифрой 7 выше.
Величина количества или силы сигнала. В электронике под амплитудой обычно понимают напряжение, ток или мощность.

Полная амплитуда:

Разница между наиболее положительным и наиболее отрицательным колебанием сигнала.Дважды Vpeak для синусоидальных сигналов, показанных цифрой 8 выше.

Фаза:

Время, которое проходит от начала цикла до начала следующего цикла, измеряется в градусах.

Фазовый сдвиг:

Разница во времени между двумя похожими сигналами.

Муфта переменного тока:

Режим, в котором осциллограф будет отображать только переменную составляющую сигнала, любой уровень или смещение постоянного тока игнорируется.

Аналоговый осциллограф:

Инструмент, который создает отображение формы волны путем подачи входного сигнала (кондиционированного и усиленного) к вертикальной оси электронного луча, движущегося по экрану электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) по горизонтали слева направо. Химический люминофор, нанесенный на ЭЛТ, создает светящийся след везде, где падает луч. Аналоговые сигналы непрерывно изменяются. См. Также «Цифровой».

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП):

Электронный компонент смешанного сигнала, преобразующий электрический сигнал в дискретные двоичные значения.

Затухание:

Уменьшение амплитуды сигнала при его передаче из одной точки в другую.

Усреднение:

Метод обработки сигнала, используемый в цифровых осциллографах для уменьшения шума в отображаемом сигнале.

Режим «Автоматическая настройка»:

Осциллограф автоматически выбирает настройку Вольт / деление и Время / деление таким образом, чтобы один или несколько периодов сигнала отображались правильно.

вырезка:

Когда «верхний» или «нижний» или оба крайних значения сигнала отсекаются («отсекаются»), , например. , потому что сигнал не может качаться дальше из-за ограничений источника питания. Нежелательное свойство усилителей, выходящих за рамки их технических характеристик.

Муфта постоянного тока:

Режим, в котором осциллограф отображает как переменную, так и постоянную составляющую сигнала.

Цифровой:

Цифровые (выборочные) осциллографы выполняют аналого-цифровое преобразование входящего сигнала и обрабатывают все вычисления и построение графиков в цифровой области.
Цифровые сигналы имеют только два фиксированных уровня, обычно 0 В и + 5 В. См. Также «Аналоговый».

Искажения:

Нежелательное изменение сигнала из-за внешних причин, таких как перегрузка цепей, плохо спроектированные цепи и т. Д.

Рабочий цикл

Рабочий цикл — это часть одного периода, в течение которого сигнал или система активны. Рабочий цикл обычно выражается в процентах или соотношении. Период — это время, необходимое сигналу для завершения цикла включения и выключения.

Шум:

Нежелательное случайное добавление к сигналу.

Пульсация:

Нежелательное периодическое изменение постоянного напряжения.

Сигнал:

Напряжение подается на вход осциллографа. Предмет вашего измерения.

Синусоида:

Математическая функция, представляющая одну частоту колебаний. Форма волны, показанная в начале этого глоссария, представляет собой синусоидальную волну.

Пульсовая волна:

Распространенная форма сигнала с быстрым нарастающим фронтом, шириной и быстрым спадающим фронтом.

Ширина импульса:

Время, необходимое импульсу для перехода от низкого уровня к высокому и снова к низкому, обычно измеряется при 50% от полного напряжения.

Время нарастания:

Время, необходимое переднему фронту импульса, чтобы подняться от его низких до высоких значений, обычно измеряется от 10% до 90% уровней.

Шипы:

Быстрые кратковременные переходные процессы в сигнале. Также иногда называется сбой — прерывистая высокоскоростная ошибка в цепи.

Напряжение переменного тока: (AC: переменный ток)

При переменном токе течение периодически меняется на противоположное, в отличие от постоянного тока, когда ток течет в одном направлении. Источник переменного тока не имеет полярности.

Пропускная способность:

Обычно выражается в герцах (Гц, кГц, , МГц, и т. Д.).). Это частота, на которой приложенная синусоида будет отображаться с амплитудой около 70% (1 больше квадратного корня из 2) от ее исходной амплитуды. Эта амплитуда, выраженная в дБ , составляет -3 дБ . Более дорогие осциллографы имеют более высокую пропускную способность. Практическое правило: полоса пропускания осциллографа должна быть как минимум в 5 раз выше, чем частота сигнала, подаваемого на вход осциллографа. Полоса пропускания ADALM1000 достигает 100 кГц. Полоса пропускания ADALM2000 достигает 30 МГц , в зависимости от настройки шкалы времени.

Нагрузка контура:

Взаимодействие входной схемы осциллографа с проверяемой схемой, искажающее сигнал. В основном это связано с емкостью входа, но в некоторых случаях входное сопротивление также может иметь значение. Нагрузка — непреднамеренное взаимодействие входного сопротивления канала осциллографа (сопротивления и емкости) с проверяемой схемой, которое искажает сигнал.

Входная компенсация:

Регулировка для передней панели осциллографа с пассивным ослаблением, которая уравновешивает емкость аттенюатора с емкостью входной цепи.Аппаратное обеспечение ADALM2000 включает в себя подстроечные конденсаторы, расположенные на печатной плате. Программное обеспечение ALICE для настольных ПК выполняет эту частотную компенсацию с помощью цифровых фильтров.

Каталожный номер постоянного тока:

Измерение постоянного тока всегда выполняется относительно уровня земли или общего уровня, поэтому нам необходимо определить этот уровень. Если вы не установите опорное напряжение постоянного тока, показания могут быть неправильными. В большинстве случаев этот уровень земли будет центром экрана, однако это не обязательно.

Напряжение постоянного тока: (DC: постоянный ток)

При постоянном токе ток течет в одном направлении, а не в обратном. Источник постоянного тока имеет полярность (+) и (-).

Входная муфта:

На рисунке показана типовая входная цепь осциллографа. Возможны 3 настройки: связь по переменному току, связь по постоянному току и заземление.

При связи по переменному току конденсатор включается последовательно с входным сигналом. Этот конденсатор блокирует любую составляющую постоянного тока сигнала и пропускает только переменный ток.

При соединении по постоянному току конденсатор обходится, и пропускаются как переменная, так и постоянная составляющая сигнала. Низкочастотные сигналы (<20 Гц) всегда должны отображаться с использованием связи по постоянному току. Если используется связь по переменному току, конденсатор связи высоких частот будет мешать сигналу и отображаемый сигнал будет неправильным.

Курсор:

Один или несколько экранных маркеров, которые можно выровнять с формой сигнала для более точных измерений.

Цифровой осциллограф :

Осциллограф, использующий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования измеренного напряжения в цифровую информацию. Три типа: цифровая память, цифровой люминофор и цифровые стробоскопические осциллографы.

Осциллограф с цифровым люминофором (DPO):

Тип цифрового осциллографа, который моделирует характеристики дисплея аналогового осциллографа, обеспечивая при этом такие преимущества цифрового осциллографа, как хранение формы сигнала.Осциллограф DPO обеспечивает просмотр характеристик сигнала с градацией по интенсивности в реальном времени и отображает сигналы в трех измерениях: амплитуда, время и распределение амплитуды во времени.

Цифровой стробоскопический осциллограф :

Тип цифрового осциллографа, в котором используется метод выборки эквивалентного времени для захвата и отображения выборок сигнала, идеально подходящий для точного захвата сигналов, частотные составляющие которых намного превышают частоту дискретизации осциллографа.

Цифровой запоминающий осциллограф (DSO):

Цифровой осциллограф, который регистрирует сигналы с цифровой дискретизацией с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Он использует архитектуру последовательной обработки для управления сбором данных, пользовательским интерфейсом и растровым отображением.

Осциллограф смешанных сигналов (MSO):

Цифровые осциллографы с большим количеством каналов для одновременного просмотра аналоговых и цифровых сигналов. Осциллографы MSO обычно имеют от двух до четырех аналоговых каналов и не менее 8 бит вертикального разрешения.Обычно имеется 16 цифровых каналов, но они обычно имеют разрешение по вертикали только 1 бит. Например модуль ADALM2000.

эффективных бит:

Мера способности цифрового осциллографа точно восстанавливать форму синусоидального сигнала. Это измерение сравнивает фактическую погрешность осциллографа с погрешностью теоретического «идеального» дигитайзера.

Конверт:

Контур самых высоких и самых низких точек сигнала, полученный при многократном повторении отображаемой формы волны.

Интерполяция:

Метод построения графика «соедините точки» для оценки того, как выглядит быстрый сигнал на основе всего нескольких точек выборки. Два типа: линейные и шлицевые.

Выборка:

Преобразование части входного сигнала в ряд дискретных электрических величин с целью сохранения, обработки и / или отображения с помощью осциллографа. Два типа: выборка в реальном времени и выборка в эквивалентном времени

Частота дискретизации:

Обычно выражается в отсчетах или килограммах в секунду (KSPS), иногда в мегасэмплах в секунду ( MSPS ).Это количество раз в секунду, когда цифровой осциллограф преобразует аналоговый сигнал на входе в цифровое число. Чем чаще он преобразуется, тем лучше он может воссоздать достоверное изображение формы волны на экране. Теоретически частота дискретизации должна быть в два раза больше максимальной частоты применяемого сигнала, однако для достижения наилучших результатов рекомендуется частота дискретизации, в 10 раз превышающая максимальную частоту. Максимальная частота дискретизации ADALM1000 может составлять 100 или 200 KSPS. Максимальная частота дискретизации ADALM2000 может достигать 100 MSPS в зависимости от настройки шкалы времени.

Длина буфера записи или выборки:

Количество точек формы сигнала, используемых для создания записи формы сигнала.

Выборка эквивалентного времени

Режим выборки, в котором осциллограф создает изображение повторяющегося сигнала, собирая небольшую часть информации из каждого повторения или цикла. Существует два типа выборки в эквивалентное время: случайная и последовательная.

Выборка в реальном времени:

Режим выборки, в котором осциллограф собирает как можно больше выборок из одного инициированного сбора данных.Идеально подходит для сигналов, частотный диапазон которых меньше половины максимальной частоты дискретизации осциллографа.

Чувствительность:

Указывает на наименьшее изменение входного сигнала, при котором кривая перемещается вверх или вниз по экрану. Обычно выражается в мВ . 16-разрядный АЦП ADALM1000 может разрешать входное напряжение до 100 мкВ. 12-разрядный АЦП ADALM2000 может разрешать входное напряжение до 1,5 мВ.

Одиночный выстрел:

Сигнал, измеряемый осциллографом, который возникает только один раз (также называемый переходным событием).

Одинарная развертка:

Режим триггера для отображения одного запущенного экрана сигнала с последующей остановкой.

развертка:

Один горизонтальный проход электронного луча осциллографа слева направо через экран ЭЛТ.

Скорость развертки:

То же, что и временная база.

Временная база:

Схема осциллографа, управляющая синхронизацией развертки. Развертка времени устанавливается регулятором секунд / деления.

След:

Фигуры, нарисованные на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) аналогового осциллографа движением электронного луча.

Переходный процесс:

Сигнал, измеряемый осциллографом, который возникает только один раз (также называется однократным событием).

Уровень срабатывания:

Уровень напряжения, которого должен достичь сигнал источника запуска, прежде чем схема запуска инициирует развертку.

Режим запуска:

Режим, определяющий, рисует ли осциллограф сигнал, если он не обнаруживает триггер.Общие режимы триггера включают нормальный и автоматический.

Наклон или край триггера:

Он определяет, где во входном сигнале будет срабатывать осциллограф. Это может быть восходящий или нисходящий наклон или фронт сигнала.

В среднекв. :

Истинное напряжение среднеквадратичное значение сигнала формы сигнала представляет собой эквивалентное напряжение постоянного тока, которое будет генерировать такое же количество тепла (энергии) в резисторе, как и сигнал.Для синусоидальных сигналов со средним значением постоянного тока, равным нулю, Vrms = Vpeak / sqrt (2) /

Волна:

Сигнал, который регулярно повторяется с течением времени. Общие типы включают: синусоидальный, квадратный, прямоугольный, зубчатый, треугольный, ступенчатый, импульсный, периодический, непериодический, синхронный, асинхронный.

Форма волны:

Графическое изображение изменения напряжения во времени.

Скорость захвата осциллограмм:

Скорость регистрации осциллографом сигналов, выраженная в виде сигналов в секунду (осциллограмм / с).

Точка сигнала:

Цифровое значение, представляющее напряжение сигнала в определенный момент времени. Точки осциллограмм рассчитываются по точкам выборки и сохраняются в памяти.

Скорость записи:

Способность аналогового осциллографа обеспечивать видимый след движения сигнала из одной точки в другую. Эта возможность является ограничивающей для сигналов с малым числом повторений, которые содержат быстро меняющиеся детали, например, цифровые логические сигналы.

Осциллограф

Scopy [Analog Devices Wiki]

Осциллограф состоит из центрального графика сигналов и панели управления с настройками различных параметров прибора. На графике отображаются формы сигналов, захваченные на доступных каналах осциллографа.

Чтобы переключиться на этот прибор, нажмите кнопку Осциллограф в левом меню.

Функция калибровки автоматически запускается для осциллографа, когда Scopy подключается к устройству M2k.

Видео

Общие

Панель управления выдвигается и выдвигается с правой стороны экрана, и ее можно открыть, нажав кнопку любого элемента с правой стороны нижней строки меню. Элементами могут быть:

  • Настройки канала

  • Курсоры

  • Размер

  • Триггер

Список каналов доступен в левой части нижней строки меню.Канал можно активировать / деактивировать, нажав радиокнопку слева от названия канала. Настройки канала для каждого активированного канала можно открыть с помощью кнопки, расположенной справа от имени канала.

При нажатии на канал выбирается название канала. Одновременно можно выбрать только один канал. Все настройки курсоров и измерений будут применяться (если они активированы нажатием соответствующих переключателей) к выбранному каналу.

Настройки канала:

  • База времени : — Ее можно изменить, нажимая кнопки +/- или записывая значение в поле редактирования.Нажатие на центр круга диапазона позволяет переключаться между точным / грубым режимами. Выпадающее меню доступно для выбора правильной единицы измерения.

  • Положение по горизонтали : — Его можно изменить, нажимая кнопки +/- или записывая значение в поле редактирования. Нажатие на центр круга диапазона позволяет переключаться между точным / грубым режимами. Выпадающее меню доступно для выбора правильной единицы измерения.

  • Volts / Div : — Его можно изменить, нажимая кнопки +/- или записывая значение в поле редактирования.Нажатие на центр круга диапазона позволяет переключаться между точным / грубым режимами. Выпадающее меню доступно для выбора правильной единицы измерения.

  • Вертикальное положение : — Его можно изменить, нажимая кнопки +/- или записывая значение в поле редактирования / перетаскивая осциллограмму на экране по вертикали, используя маркеры смещения слева от графика. Нажатие на центр круга диапазона позволяет переключаться между точным / грубым режимами. Выпадающее меню доступно для выбора правильной единицы измерения.

  • Толщина канала : Изменяет толщину линии сигнала выбранного канала, отображаемого на холсте графика.

  • Ослабление пробника : Определяет используемое ослабление пробника.

  • Глубина памяти : Этот элемент управления предоставляет несколько значений, соответствующих каждому значению временной развертки. Это увеличивает количество полученных отсчетов и частоту дискретизации.

  • Программная связь по переменному току : Если включено, блокируется постоянная составляющая сигнала.Это полезно, когда сигнал слишком велик для текущих настроек графика, чтобы увидеть, как он центрирует сигнал при нулевом напряжении.

  • Autoset : Автоматически регулирует смещение, диапазон, частоту и конфигурацию запуска на основе входных сигналов. Перед использованием этой функции пользователь должен запустить осциллограф.

При нажатии кнопки «Общие настройки» на правой боковой панели появится флажок, дающий возможность вычислить и построить БПФ и XY-представление полученных сигналов.Как показано на следующем рисунке, если включен вид XY, в правом боковом меню появляется новый раздел, позволяющий пользователю выбирать каналы, используемые для каждой оси графика, и тип графика.

Осциллограф может экспортировать текущие данные в формате .csv. Чтобы открыть панель настроек экспорта, нажмите кнопку с колесиком, расположенную в верхней правой части экрана. Используя переключатель «Экспортировать все», вы можете выбирать и экспортировать данные из всех доступных каналов или вы можете создать собственный выбор, используя раскрывающийся список.Решив, какие каналы следует экспортировать, нажмите «Экспорт» и выберите файл.

Нажатие кнопки (+) справа от двух кнопок выбора каналов откроет панель, которая позволяет пользователю добавлять математические каналы или эталонные каналы. На панели «Математика» пользователь может вычислять различные уравнения, используя также сигналы, полученные через каналы. После того, как уравнение определено, при нажатии кнопки «Применить» функция подтверждается. Затем, нажав «Добавить канал», добавляется новый канал и отображается график уравнения.

Маленькие белые квадраты справа от названий инструментов управляют функциями запуска / остановки инструментов, позволяя пользователю запускать и останавливать инструмент без необходимости отображения этого инструмента на текущем дисплее. Щелчок по названию осциллографа вызывает верхний уровень двухканального осциллографа Scopy, который выглядит, как на следующем рисунке.

Канал 1 включается и выключается нажатием на оранжевый кружок, а канал 2 включается и выключается нажатием на фиолетовый круг.Включенный канал обозначается закрашенным кружком, а выключенный канал обозначается пустым кружком. Цвета осциллограммы соответствуют цветам круга.

Настройка тестового сигнала

Источник сигнала необходим для ознакомления с основными функциями осциллографа, поэтому мы будем использовать двухканальный генератор сигналов Scopy для генерации синусоидальных волн для подачи на два канала осциллографа. Осциллограф имеет два симметричных входа, а генератор сигналов имеет два несимметричных выхода, поэтому мы можем подключить положительные стороны входов осциллографа к выходам генератора сигналов, а отрицательные стороны входов осциллографа — к земле.Для этих соединений полезен четырехконтактный однорядный заголовок, а соединения проводов следующие:

  • Желто-оранжевый (выход генератора сигналов 1 на положительный вход осциллографа 1)

  • Черный (рядом с желтым) — оранжевый / белый (заземление на отрицательный вход осциллографа 1)

  • Желтый / белый-синий (выход генератора сигналов 2 на положительный вход осциллографа 2)

  • Черный (рядом с желтым / белым) — синий / белый (заземление на отрицательный вход осциллографа 2)

Генератор сигналов вызывается щелчком по имени «Генератор сигналов» в меню прибора.Генератор сигналов инициализируется с включенными обоими каналами и требует выбора только формы сигнала, амплитуды и частоты. Щелкните меню «Канал 1» и установите для формы волны значение «Синус», амплитуду для 4 вольт, частоту для 1 кГц и смещение для 2 вольт. По завершении настройки нажмите «Выполнить», как показано на следующем рисунке. Записи могут быть сделаны путем непосредственного ввода чисел и нажатия «Enter» или путем нажатия на элементы управления «+» и «-», и единицы могут быть непосредственно выбраны под числами.

Установка горизонтальной и вертикальной шкалы

Откройте двухканальный осциллограф, щелкнув имя «Осциллограф» в меню прибора. Осциллограф инициализируется с активными обоими каналами, поэтому канал 2 следует отключить, чтобы просматривать только канал 1. Откройте настройки канала для канала 1 и отключите программную связь по переменному току. Затем установите временную развертку для 500 мкс / Div и вертикальную шкалу для 1 V / Div и нажмите «Выполнить», как показано на следующем рисунке.
Чтобы заблокировать составляющую постоянного тока сигнала, включите функцию связи по переменному току для первого канала. Теперь сигнал должен быть центрирован на нулевом вольт. Вы также можете изменить глубину памяти с помощью раскрывающегося списка, увеличив количество выборок и частоту дискретизации, как показано на следующем рисунке. Если положение триггера по горизонтали изменяется в режиме глубины памяти, глубина памяти будет установлена ​​на версию по умолчанию, потому что количество выборок перед триггером ограничено до 8k.

Запуск осциллографа

Основные настройки запуска осциллографа выполняются путем нажатия на меню «Запуск», которое отображается, как показано на рисунке ниже. В этом примере мы настроили осциллограф на запуск по нарастающему фронту входного сигнала канала 1 с уровнем 0 вольт. Также предусмотрен гистерезис для улучшения характеристик запуска при зашумленных сигналах запуска. Затем устанавливается значение гистерезиса для канала, используемого в качестве источника запуска.

Измерение сигналов с помощью курсоров

Курсоры измерений доступны для временной развертки и вертикальной шкалы, и к ним можно получить доступ, щелкнув элемент управления «Курсоры», расположенный в правом нижнем углу экрана «Копия».В меню курсора можно попасть, щелкнув значок меню рядом с надписью «Курсоры». Меню курсора появляется справа на дисплее Scopy и позволяет индивидуально включать и выключать каждую пару курсоров. Курсоры временной развертки показывают абсолютное время относительно управления положением по горизонтали, а также Δt и частоту, рассчитываемую как 1 / Δt. Курсоры с вертикальной шкалой показывают абсолютное напряжение, а также ΔV. Курсоры перемещаются путем перетаскивания элементов управления со стрелками вверх / вниз, расположенных на концах курсора.

Показания курсора могут отображаться в любом углу графика с помощью элемента управления «Положение» в правом боковом меню. Кроме того, прозрачность показаний можно изменить с помощью соответствующего элемента управления в правом боковом меню. На следующем рисунке показан сигнал 4 V 1 кГц с включенными вертикальным и горизонтальным курсорами.

Использование встроенных функций измерения сигнала

Scopy может производить математические вычисления непосредственно на выборочных данных, и к ним можно получить доступ, щелкнув элемент управления «Измерение», расположенный в правом нижнем углу экрана Scopy.Доступ к меню измерений можно получить, щелкнув значок меню рядом с меткой «Измерение». Меню измерений появляется справа на экране Scopy и делает многие измерения сигналов доступными для пользователя. На следующем рисунке показаны все доступные измерения сигналов, к которым можно получить доступ, переключив функцию «Показать все» на «Вкл.». Измерения и статистику можно активировать с помощью функции «Показать все» или отдельно, используя настраиваемый раскрывающийся список, как показано на следующем рисунке.

Работа с математическими каналами

Математические каналы можно добавить к прибору, нажав кнопку «плюс» (+), расположенную в нижней строке меню, рядом с «Каналом 2». В открывшемся меню будут представлены элементы управления для добавления математических каналов и контрольных каналов. Если на панели выбрана вкладка «Математика», откроется меню математической конфигурации с элементами управления для вставки математического выражения для каналов, которые будут добавлены. Выражение можно набрать напрямую или отредактировать с помощью математической панели, которая содержит цифры, различные математические функции, математические операции и раскрывающийся список «t», который представляет данные из аппаратных каналов.Следующим шагом является нажатие кнопки «Применить», которая проверяет правильность выражения. Строка под выражением станет зеленой для допустимых выражений и красной в противном случае. В этом примере установите f (t) = sqrt (t0 * t0), чтобы создать математический канал, содержащий абсолютные значения канала 1. Наконец, чтобы добавить математический канал, необходимо щелкнуть «Добавить канал». Новый добавленный канал будет добавлен в нижнюю строку меню и может быть удален в любое время, нажав кнопку X рядом с именем канала.Все действия, описанные выше, можно визуализировать на иллюстрации ниже.
Выражение математического канала можно редактировать после того, как канал был добавлен в список. Для этого вам необходимо открыть настройки математического канала, как показано на следующем рисунке. В настройках математического канала отображаются выражение и кнопка с именем «Редактировать функцию». Кнопка «Редактировать функцию» откроет математическую панель, аналогичную той, которая используется для добавления нового математического канала. Вы можете изменить функцию, затем нажмите «Сохранить», и все настройки будут обновлены.

Работа с опорными каналами

С помощью той же кнопки (+), описанной в предыдущем разделе, можно выбрать вкладку «Ссылка». Это загружает панель конфигурации, которая позволяет загружать ранее захваченный сигнал из файла .csv. После выбора файла выберите каналы для импорта (или используйте переключатель «Импортировать все») и нажмите «Импортировать выбранные каналы». Это добавит новый канал в нижнее меню панели. Подобно математическим каналам, эталонные каналы можно удалить в любое время, нажав кнопку X рядом с именем канала.

Работа с ракурсом смешанного сигнала

Используя ту же кнопку (+), описанную в предыдущем разделе, можно выбрать вкладку «Логика». Здесь будет некоторая информация о том, как будет работать режим смешанного сигнала, и возможность его включения. После нажатия кнопки «Включить» внизу должен появиться виджет «Логика». При нажатии на настройки здесь откроется меню, похожее по использованию на Logic Analyzer. Здесь можно включать / отключать цифровые каналы, добавлять декодеры и так далее.Частота дискретизации цифрового сигнала и количество отсчетов для захвата вычисляются из параметров осциллографа.

Вернуться на главную страницу Scopy

Осциллограф с супер люминофором

| Power Electronics

Saelig представила осциллографы Siglent SDS2000 «Super Phosphor» с инновационной технологией отображения SPO и новым механизмом сбора данных и обработки графики, который поддерживает скорость захвата до 110000 осциллограмм в минуту, 256 уровней цветокоррекции и глубокую память. хранилище и новая технология цифрового запуска.Вместе эти технологии были названы производителем как «технология SPO» () с большим 8-дюймовым цветным ЖК-дисплеем 800 x 480, что представляет собой шаг вперед в производительности прицела. Расширенные математические операции (БПФ, интеграл, дифференциал, квадратный корень) и дополнительный встроенный генератор сигналов 25 МГц или логический анализатор делают этот диапазон 70–300 МГц чрезвычайно доступным. Аналоговая выборка в реальном времени со скоростью 2 Гвыб / с сочетается с опцией логического анализатора, способной одновременно производить выборку цифровых сигналов со скоростью 500 Мвыб / с.

Серия доступна в двух- или четырехканальных моделях и поддерживает расширенные функции запуска и декодирования последовательной шины (IIC, SPI, UART / RS232, CAN, LIN) и расширенные возможности аппаратного запуска с низким уровнем джиттера (Window, Runt, Интервал, прерывание, шаблон и запуск видео HDTV). Точно установленная задержка запуска и настраиваемое подавление шума запуска дополняют функции сбора сигналов серии 2000. В традиционных осциллографах с цифровым запоминающим устройством используется технология аналогового запуска, но в осциллографах серии Siglent 2000 реализована система цифрового запуска с использованием цифрового компаратора и цифрового преобразователя времени в цифровой.Это полностью устраняет недостатки схем аналогового запуска и обеспечивает высокую чувствительность запуска и низкий уровень джиттера запуска.

Для поддержки измерений или высокоскоростных функций «годен / не годен» предусмотрено 32 вида автоматических измерений и статистических функций. Расширенные математические функции включают БПФ, интеграл, дифференциал и квадратный корень. Также включены различные полезные интерфейсы: USB Host и Device (USBTMC, PictBridge), LAN (VXI-11, LXI-C), Ext Trig, Pass / Fail, Trig Out, а также возможность приема команд дистанционного управления SCPI. .

В традиционных осциллографах с цифровым запоминающим устройством обработка и отображение данных осциллограмм выполняются во внутреннем процессоре, что является узким местом для всей последовательности сбора / обработки / отображения данных. «Мертвое время» традиционных цифровых запоминающих осциллографов между получением последующих отображаемых сигналов очень велико. Таким образом, случайные сбои трудно уловить, поскольку они могут легко попасть в мертвое время. Благодаря новому инновационному процессору Siglent для сбора сигналов и обработки изображений , специальная группа FPGA выполняет обработку и отображение сигналов за гораздо более короткое время, сокращая мертвое время между отображаемыми формами сигналов до 110 000 осциллограмм в минуту / с.

Осциллографы

Siglent Series 2000 теперь доступны по цене от 805 долларов США от Saelig Company, Inc.

История осциллографов

и вехи

Компания Дисплей
1890
1897 Карл Фердинанд Браун построил первую электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) и первый осциллограф на ЭЛТ для физических экспериментов.
1920
1920-е годы Первые электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), использованные для измерений.
1930
1931 General Radio Company (позже переименованная в GenRad) разрабатывает один из первых осциллографов (электронный осциллограф типа 535-A, он состоял из двух частей: лампы и источника питания).
1932 A.C.Cossor Ltd. (Великобритания) разрабатывает свой первый осциллограф.
1933 Компания Rohde & Schwarz была основана Лотаром Роде и Германом Шварцем в Мюнхене, Германия.
1934 General Radio Company (GenRad) представляет первый коммерческий электронно-лучевой осциллограф в одном корпусе (тип 687-A). Спустя несколько лет компания разработала Type 770-A, который так и не был продан. Через несколько лет GR прекратил производство осциллографов.
1935 Компания Hewlett-Packard была основана Биллом Хьюлеттом и Дэйвом Паккардом недалеко от Пало-Альто.
1938 Первый двухлучевой осциллограф, разработанный А.К.Коссор в Великобритании.
1939 DuMont представляет осциллограф общего назначения DuMont 164. В 1940-х годах компания DuMont была лидером на рынке осциллографов.
1940
1943 Аллен Дюмон изобретает запуск по частоте и развертку, модель 224-A имеет 3-дюймовый ЭЛТ, один канал и полосу пропускания 2 МГц.
1946 Tektronix была основана Говардом Воллумом и Джеком Мердоком.
1947

Tektronix представляет свой первый осциллограф с синхронизацией по временной развертке (модель 511), отличающийся автоматическим запуском, калиброванными показаниями и высокой точностью.

1945 DuMont представляет 248 с полосой пропускания 5 МГц и 5-дюймовым ЭЛТ.
1950
1954 Tektronix представляет модель 535, которая включает в себя ЭЛТ собственной разработки и производства.Эта модель продавалась более 22 лет.
1956 Tektronix представляет модель 545 с полосой пропускания 24 МГц, 2 каналами и концепцией модульного подключаемого модуля.
1956

Hewlett-Packard (HP) представляет свой первый осциллограф
HP 130A с полосой пропускания 300 кГц.

1957 Tektronix представляет триггер с задержкой по времени.
1957 Основание компании HAMEG. Первым продуктом является одноканальный осциллограф с полосой пропускания 5 МГц.
1959 Hewlett-Packard (HP) выходит на европейский рынок с офисами продаж и поддержки в Германии и Швейцарии, а также заводом в Германии.
1960
1960
Hewlett-Packard (HP) изобретает технологию отбора проб.Первый продукт был выпущен в 1960 году, HP 185A с полосой пропускания 500 МГц.
1961 Tektronix представила модель 321, первый портативный осциллограф (6 МГц, один канал, питание от линии и от батареи)
1962 Компания Hewlett-Packard (HP) увеличила полосу пропускания с HP 185B до 1000 МГц. Это был первый осциллограф с частотой ГГц.
1964

Tektronix представляет модель 564, первый осциллограф с памятью, и высокопроизводительную модель 547.

1964

LeCroy был основан Вальтером Лекроем.

1965

Tektronix представляет портативные осциллографы серии 400 и модель 647 — полностью транзисторную и защищенную военную версию модели 547.

1966

Компания Hewlett-Packard (HP) представляет серию 180, полное семейство осциллографов с широким выбором базовых блоков, размеров дисплеев, подключаемых модулей и аксессуаров.

1969

Компания Tektronix представила полностью переработанную серию 7000 (например, модель 7704 с полосой пропускания 150 МГц).

1969


Hewlett-Packard (HP) представляет HP 1200A — полностью твердотельный осциллограф с полосой пропускания 500 кГц.

1970
1971

Хиро Мориясу (Tektronix) изобретает цифровой осциллограф.

1971

LeCroy построил первый цифровой осциллограф реального времени (WD 2000).
Глубина памяти: 20 отсчетов, частота дискретизации: 1 нс.

1980
1980? Цифровой запоминающий осциллограф, изобретенный Nicolet Test Instrument (полоса пропускания 1 МГц).
1982 Компания Hewlett-Packard представила первый полностью цифровой осциллограф на базе микропроцессора HP 1980A / B с двумя каналами по 100 МГц.Его также можно было программировать по шине HP-IP.
1983 Компания Hewlett-Packard выпустила свои последние аналоговые осциллографы — HP 1745A (очень большой экран) и HP 1746A.
1985 LeCroy представила высокоскоростной цифровой запоминающий осциллограф модели 9400 (двойной 165 МГц, 8 бит). Он использовал большой стандартный телевизионный ЭЛТ с магнитным отклонением, который показывает как входной сигнал, так и вычисленный спектр Фурье, включая сетку, символы и следы.
1980-е годы Появились первые цифровые стробоскопические осциллографы.
1990

1990

Компания Hewlett-Packard представила оцифровывающий осциллограф с полосой пропускания 500 МГц (HP 54xxx). Серия HP 54500 также была первым осциллографом с функцией БПФ (быстрое преобразование Фурье) для выполнения анализа в частотной области.
1991 Pico Technology была основана Аланом Тонгом и Майком Грином и представила первый осциллограф на базе ПК под названием ADC-10, а также впервые применила цифровой запуск.ADC-10 имел один канал с частотой дискретизации 10 кГц / с и был подключен через параллельный порт к ПК.
1991 LeCroy представил осциллограф высокого разрешения с 10-битным вертикальным разрешением и полосой пропускания 100 МГц
1992 Компания Hewlett-Packard представила HP 54600A. Впервые цифровой осциллограф на 100 МГц был доступен по той же цене, что и аналоговый осциллограф на 100 МГц.
1992 Pico Technology выпустила первый осциллограф (на базе ПК) с разрешением 12 бит (ADC-12 с параллельным портом интерфейса ПК).
1993 LeCroy представил первый цифровой осциллограф на базе ПК.
1994 Tektronix предлагает логический осциллограф TLS216, комбинацию цифрового запоминающего осциллографа и логического анализатора. Он предлагает полосу пропускания 500 МГц, частоту дискретизации 2 ГГц / с и 16 входных каналов с улучшенным запуском. Таким образом, TLS216 может стать первым осциллографом смешанных сигналов (MSO).
1996

Hewlett-Packard представляет первый осциллограф смешанных сигналов (MSO) с двумя аналоговыми каналами 100 МГц и 8 или 16 цифровыми логическими каналами — HP 54645.

1997 CRT все больше и больше заменялся ЖК-дисплеем. Tektronix представила TDS210 с полосой пропускания 60 МГц и монохромным 4,7-дюймовым ЖК-дисплеем с подсветкой (320 x 240 пикселей).
1998 Компания Tektronix изобрела осциллограф с цифровым люминофором (DPO).
1998 Компания Hewlett-Packard представила первые осциллографы серии HP 54800 Infinium с 5 моделями с полосой пропускания от 500 МГц до 1.5 ГГц и частота дискретизации до 8 Гвыб / с. Это был первый осциллограф на базе Windows.
1999

Rigol выпустила свой первый продукт — цифровой запоминающий осциллограф. Компания была основана в 1998 году в Пекине / Китай.

Agilent Technologies, созданная в результате отделения всех не связанных с вычислениями продуктов Hewlett-Packard.

2000
2002 Компания Siglent была основана в Шэньчжэне (Китай).
2005 Компания Rohde & Schwarz приобрела компанию HAMEG.
2006

С PicoScope серии 5000 компания Pico Technology выпустила первый осциллограф с подключением по USB с частотой дискретизации в реальном времени 1 Гвыб / с и полосой пропускания 250 МГц.

2007 Tektronix приобретена Danaher Corporation.
2009 Tektronix представляет осциллограф смешанных сигналов MSO70000 с 4 аналоговыми каналами с полосой пропускания до 20 ГГц и 50 Гвыб / с и 16 цифровыми каналами.
2009 LeCroy разработал Wavemaster 8Zi с полосой пропускания 20 ГГц и 40 Гвыб / с.
2010
2010 LeCroy представляет первый осциллограф с полосой пропускания 45 ГГц и частотой дискретизации 120 Гвыб / с (WaveMaster 8Zi-A).
2010 Tektronix анонсировала серию цифровых осциллографов и осциллографов смешанных сигналов DPO / DSA / MSO70000C с частотой дискретизации 100 Гвыб / с.
2010

Rohde & Schwarz выходит на рынок осциллографов с двумя семействами R&S RTO с полосой пропускания до 2 ГГц и R&S RTM с полосой пропускания до 500 МГц.

2011 Rigol Technologies открыла филиал в Европе в Мюнхене / Германия.
2011 Компания Tektronix представила осциллографы со смешанной областью (MDO) серии MDO4000, представляющие собой комбинацию осциллографа и анализатора спектра.
2011 LeCroy представил первый осциллограф LabMaster 10Zi с полосой пропускания 65 ГГц. Можно синхронизировать до 20 каналов сбора данных с полосой пропускания 65 ГГц.
2011

LeCroy выпустила первые осциллографы с 12-битным вертикальным разрешением АЦП и частотой дискретизации 2,5 Гвыб / с. Серия HDO4000 и HDO6000 предлагает в 16 раз большее разрешение по вертикали, чем традиционные осциллографы.

2012 Teledyne приобрела LeCroy. Новое имя — Теледайн Лекрой.
2012 Yokogawa представила первый осциллограф смешанных сигналов с 8 аналоговыми каналами (DLM4000).
2013

Pico Technology выпустила первый осциллограф с гибким разрешением от 8 до 16 бит. (PicoScope 5000).

2013 Teledyne LeCroy демонстрирует первый осциллограф реального времени с частотой 100 ГГц.
2013 Pico Technology выпустила первый осциллограф с интерфейсом USB 3.0.
2014

Компания Yokogawa представила первую комбинацию осциллографа и анализатора мощности — PX8000.

2014

Компания Tektronix представила первый осциллограф 6-в-1, включающий цифровой мультиметр, генератор произвольных сигналов, анализатор спектра, логический анализатор и анализатор протоколов, серию MDO3000.

2014 Компания Agilent разделена на две компании, и подразделение по тестированию и измерениям переименовано в Keysight Technologies.
2014

Teledyne LeCroy: коммерчески доступен первый осциллограф реального времени 100 ГГц (уже продемонстрированный в 2013 году) с частотой 240 Гвыб / с: LabMaster 10-100Zi.

2015 Tektronix представила компактный осциллограф с частотой 70 ГГц и частотой дискретизации 200 Гвыб / с (DPO70000SX).
2016 Rohde & Schwarz выходит на рынок портативных осциллографов с R&S Scope Rider, объединяющим 5 приборов.
2017 Tektronix представила технологию FlexChannel в осциллографах серии 5. Каждый канал может использоваться как аналоговый или как 8 цифровых каналов.
2018 Teledyne LeCroy анонсировала осциллографы высокой четкости WavePro HD, которые впервые сочетают в себе 12-битную технологию, высокое вертикальное разрешение и полосу пропускания 8 ГГц.
2018

Компания Keysight анонсировала осциллографы серии Infiniium UXR с новым рекордом полосы пропускания 110 ГГц и частотой дискретизации 256 Гвыб / с.

2019 Компания Rohde & Schwarz объявила в феврале 2019 года, что отныне большинство осциллографов поставляются с режимом высокой четкости (HD) с 16-битным вертикальным разрешением.
2020
2020 Tektronix анонсировала TekDrive, первое собственное программное решение для преобразования осциллографа в облако, которое упрощает глобальную совместную работу с данными непосредственно на осциллографе, ПК, телефоне или планшете.

Работа и применение электронно-лучевого осциллографа

CRO — это электронно-лучевой осциллограф. Обычно он делится на четыре раздела: дисплей, вертикальные контроллеры, горизонтальные контроллеры и триггеры. В большинстве осциллографов используются пробники, и они используются для ввода любого инструмента. Мы можем проанализировать форму волны, построив график амплитуды вместе с осью x и осью y. Приложения CRO в основном используются в радио, ТВ-приемниках, а также в лабораторных работах, связанных с исследованиями и проектированием.В современной электронике CRO играет важную роль в электронных схемах.


Что такое CRO?

Электронно-лучевой осциллограф — это электронный испытательный прибор , который используется для получения форм сигналов при подаче различных входных сигналов. Раньше его называли осциллографом. Осциллограф наблюдает за изменениями электрических сигналов во времени, таким образом, напряжение и время описывают форму, и она непрерывно отображается рядом со шкалой. Наблюдая за формой сигнала, мы можем анализировать некоторые свойства, такие как амплитуда, частота, время нарастания, искажения, временной интервал и т. Д.

Электронно-лучевой осциллограф

Блок-схема CRO

На следующей блок-схеме показано сокращение общего назначения . CRO задействует электронно-лучевую трубку и действует как тепло осциллографа. В осциллографе ЭЛТ генерирует электронный луч, который ускоряется до высокой скорости и попадает в точку фокуса на флуоресцентном экране.

Таким образом, на экране появляется видимое пятно, куда попадает электронный луч. Обнаруживая луч над экраном в ответ на электрический сигнал, электроны могут действовать как электрический световой карандаш, который производит свет там, где он падает.

Блок-схема CRO

Для выполнения этой задачи нам потребуются различные электрические сигналы и напряжения. Этим обеспечивается цепь питания осциллографа. Здесь мы будем использовать высокое и низкое напряжение. Низкое напряжение используется нагревателем электронной пушки для генерации электронного луча. Для ускорения пучка электронно-лучевой трубки требуется высокое напряжение. Нормальное напряжение питания необходимо для других блоков управления осциллографа.

Горизонтальная и вертикальная пластины размещены между электронной пушкой и экраном, поэтому она может обнаруживать луч в соответствии с входным сигналом.Непосредственно перед обнаружением электронного луча на экране в горизонтальном направлении, которое по оси X является постоянной зависящей от времени скоростью, осциллятором задается генератор временной развертки. Сигналы проходят от вертикальной отклоняющей пластины через вертикальный усилитель. Таким образом, можно усилить сигнал до уровня, при котором будет обеспечиваться отклонение электронного луча.

Если электронный луч обнаруживается по оси X и оси Y, дается схема запуска для синхронизации этих двух типов обнаружения.Следовательно, горизонтальное отклонение начинается в той же точке, что и входной сигнал.

Принцип работы

Принцип работы CRO зависит от движения электронных лучей из-за электростатической силы. Как только электронный луч попадает на поверхность люминофора, он оставляет на ней яркое пятно. Электронно-лучевой осциллограф применяет электростатическую энергию к электронному лучу двумя вертикальными способами. Пятно на люминофорном мониторе поворачивается под действием этих двух взаимно перпендикулярных электростатических сил.Он перемещается, чтобы сформировать необходимую форму входного сигнала.

Конструкция электронно-лучевого осциллографа

Конструкция CRO включает следующее.

  • Электронно-лучевая трубка
  • Сборка электронного пистолета
  • Отклоняющая пластина
  • Флуоресцентный экран для ЭЛТ
  • Стеклянная оболочка
Катодно-лучевая трубка

CRO — это вакуумная трубка, и основная функция этого устройства заключается в изменении сигнал с электрического на визуальный.Эта трубка включает в себя электронную пушку, а также пластины электростатического отклонения. Основная функция этой электронной пушки — генерировать сфокусированный электронный луч, который разгоняется до высокой частоты.

Вертикальная отклоняющая пластина поворачивает луч вверх и вниз, тогда как горизонтальный луч перемещает пучки электронов с левой стороны на правую. Эти действия независимы друг от друга, поэтому луч может располагаться в любом месте на мониторе.

Сборка электронной пушки

Основная функция электронной пушки — испускать электроны, превращая их в луч.Этот пистолет в основном включает в себя нагреватель, сетку, катод и аноды, такие как ускорение, предварительное ускорение и фокусировка. На конце катода осаждаются слои стронция и бария для получения высокой эмиссии электронов при умеренной температуре, слои бария осаждаются на конце катода.

Как только электроны генерируются из катодной сетки, они проходят через управляющую сетку, которая обычно представляет собой никелевый цилиндр, через расположенный в центре коаксиально оси ЭЛТ.Таким образом, он контролирует силу генерируемых электронов от катода.

Когда электроны проходят через управляющую сетку, они ускоряются с помощью высокого положительного потенциала, который прикладывается к узлам предварительного ускорения или ускорения. Электронный луч концентрируется на электродах, проходит через отклоняющие пластины, как горизонтальные, так и вертикальные, и попадает в люминесцентную лампу.

Аноды, такие как ускоряющий и предварительный, подключены к 1500 В, а фокусирующий электрод можно подключить к 500 В.Электронный луч можно сфокусировать с помощью двух методов, таких как электростатическая и электромагнитная фокусировка. Здесь электронно-лучевой осциллограф использует электростатическую фокусирующую трубку.

Отклоняющая пластина

Когда электронный луч покидает электронную пушку, этот луч проходит через два набора отклоняющих пластин. Этот набор будет генерировать вертикальное отклонение, известное как Y-образная отклоняющая пластина в противном случае. Набор пластин используется для горизонтального отклонения, известного как горизонтальное отклонение пластины X.

Флуоресцентный экран ЭЛТ

В ЭЛТ лицевая панель называется лицевой панелью. Для ЭЛТ-экрана она плоская и имеет размер около 100 мм × 100 мм. Экран ЭЛТ несколько изогнут для больших дисплеев, и формирование лицевой панели может быть выполнено путем прессования расплавленного стекла в форму и последующего его нагревания.

Внутренняя поверхность лицевой панели покрыта кристаллом люминофора для изменения энергии с электрической на световую. Как только луч электроники попадает в кристалл люминофора, уровень энергии может быть увеличен, и, таким образом, свет генерируется во время кристаллизации фосфора, поэтому это явление известно как флуоресценция.

Стеклянный конверт

Это конструкция конической формы с высокой степенью вакуумирования. Внутренние грани ЭЛТ среди шеи, а также дисплей закрыты аквадагом. Это проводящий материал, который действует как высоковольтный электрод. Поверхность покрытия электрически соединена с ускоряющим анодом, чтобы электрон становился центром.

Работа CRO

На следующей принципиальной схеме показана базовая схема электронно-лучевого осциллографа .Здесь мы обсудим важные части осциллографа.

Работа системы вертикального отклонения CRO

Основная функция этого усилителя заключается в усилении слабого сигнала, чтобы усиленный сигнал мог производить полезный сигнал. Для проверки входные сигналы проникают на вертикальные отклоняющие пластины через входной аттенюатор и ряд каскадов усилителя.

Система горизонтального отклонения

Вертикальная и горизонтальная система состоит из горизонтальных усилителей для усиления слабых входных сигналов, но отличается от системы вертикального отклонения.Горизонтальные отклоняющие пластины проходят через колебательное напряжение, которое дает временную развертку. Видя принципиальную схему, генератор пилообразной развертки запускается синхронизирующим усилителем, в то время как селектор развертки переключается во внутреннее положение. Таким образом, триггерный генератор зубьев пилы подает сигнал на усилитель горизонтальной развертки, следуя механизму. Здесь мы обсудим четыре типа разверток.

Рекуррентная развертка

Само название говорит о том, что зубец соответствующей пилы, т.е. новая развертка начинается нескромно в конце предыдущей развертки.

Запуск развертки

Иногда следует наблюдать за формой волны, которая, таким образом, не может быть предсказана, желательно, чтобы схема развертки оставалась неработоспособной, а развертка должна инициироваться осциллограммой исследуемой формы. В этих случаях мы будем использовать развертку по триггеру.

Управляемая развертка

Обычно развертка возбуждения используется, когда развертка является автономной, но запускается тестируемым сигналом.

Развертка без пилы

Эта развертка используется для определения разницы между двумя напряжениями.Используя непиловидную развертку, мы можем сравнить частоту входных напряжений.

Синхронизация

Синхронизация выполняется для создания стационарного шаблона. Синхронизация происходит между разверткой и сигналом, который должен измеряться. Есть несколько источников синхронизации, которые можно выбрать с помощью селектора синхронизации. Что обсуждается ниже.

Внутренний

В этом случае сигнал измеряется вертикальным усилителем, а сигнал триггера воздерживается.

Внешний

Во внешнем триггере должен присутствовать внешний триггер.

Линия

Линия запуска производится блоком питания.

Модуляция интенсивности

Эта модуляция создается путем вставки сигнала между землей и катодом. Эта модуляция вызывается увеличением яркости дисплея.

Контроль позиционирования

Подавая небольшой независимый внутренний источник постоянного напряжения на детектирующие пластины через потенциометр, можно управлять положением, а также мы можем контролировать положение сигнала.

Контроль интенсивности

Интенсивность изменяется за счет изменения потенциала сетки по отношению к катоду.

Измерения электрических величин

Измерения электрических величин с помощью CRO можно выполнять, например, амплитуды, периода времени и частоты.

  • Измерение амплитуды
  • Измерение периода времени
  • Измерение частоты

Измерение амплитуды

Дисплеи, такие как CRO, используются для отображения сигнала напряжения как функции времени на его дисплее.Амплитуда этого сигнала стабильна; однако мы можем изменить количество разделов, которые перекрывают сигнал напряжения по вертикали, изменяя кнопку напряжения / деления наверху платы CRO. Итак, мы получим амплитуду сигнала, которая отображается на экране CRO, с помощью следующей формулы.

A = j * nv

Где

«A» — амплитуда

«j» — значение вольта на деление

«nv» — это номер. разделов, закрывающих сигнал по вертикали.

Измерение периода времени

CRO отображает сигнал напряжения как функцию времени на своем экране. Период времени этого периодического сигнала напряжения постоянен, но мы можем изменять количество делений, которые покрывают один полный цикл сигнала напряжения в горизонтальном направлении, изменяя ручку времени / деления на панели CRO.

Таким образом, мы получим временной период сигнала, который присутствует на экране CRO, по следующей формуле.

T = k * nh

Где

‘T’ — период времени

‘j’ — значение времени / деления

‘nv’ — количество разделов, которые покрывают один полный цикл периодический сигнал по горизонтали.

Измерение частоты

На экране CRO измерение плитки и частоты может быть выполнено очень просто с помощью горизонтальной шкалы. Если вы хотите обеспечить точность при измерении частоты, это поможет увеличить площадь сигнала на вашем CRO-дисплее, чтобы мы могли более просто преобразовать форму волны.

Изначально время можно измерить с помощью горизонтальной шкалы на CRO и подсчета количества плоских разделов от одного конца сигнала до другого, где бы он ни пересекал плоскую линию.После этого мы можем разработать количество плоских разделов по времени или делению, чтобы определить период времени сигнала. Математически измерение частоты можно обозначить как частота = 1 / период.

f = 1 / T

Основные элементы управления CRO

Основные элементы управления CRO в основном включают положение, яркость, фокус, астигматизм, гашение и калибровку.

Положение

В осциллографе ручка управления положением в основном используется для управления положением интенсивного пятна с левой стороны на правую.Регулируя ручку, можно просто управлять пятном слева направо.

Яркость

Яркость луча в основном зависит от интенсивности электрона. Сетки управления учитывают интенсивность электронов в электронном луче. Таким образом, напряжение на сетке можно контролировать, регулируя яркость электронного луча.

Focus

Управление фокусировкой может быть достигнуто путем регулирования приложенного напряжения к центральному аноду CRO. Средний и другие аноды в его области могут образовывать электростатическую линзу.Следовательно, основную длину линзы можно изменить, управляя напряжением на центральном аноде.

Астигматизм

В CRO это дополнительный контроль фокусировки, аналогичный астигматизму в оптических линзах. Луч, сфокусированный в середине монитора, будет расфокусирован на краях экрана, поскольку длины путей электронов различны для центра и краев.

Цепь гашения

Генератор временной развертки, присутствующий в осциллографе, генерировал напряжение гашения.

Калибровочная цепь

Генератор необходим для калибровки осциллографа. Однако используемый генератор должен генерировать прямоугольный сигнал для заданного напряжения.

Приложения

  • CRO используются в огромных приложениях, таких как радиостанции, для наблюдения за свойствами передачи и приема сигнала.
  • CRO используется для измерения напряжения, тока, частоты, индуктивности, проводимости, сопротивления и коэффициента мощности.
  • Это устройство также используется для проверки характеристик цепей AM и FM.
  • Это устройство используется для контроля свойств сигнала, а также характеристик, а также для управления аналоговыми сигналами.
  • CRO используется через резонансный контур для просмотра формы сигнала, полосы пропускания и т. Д.
  • Форму сигнала напряжения и тока может наблюдать CRO, который помогает принять необходимое решение на радиостанции или станции связи. .
  • Используется в лабораториях с целью исследования.После того, как исследователи спроектировали новую схему, они использовали CRO для проверки формы сигналов напряжения и тока каждого элемента схемы.
  • Используется для сравнения фазы и частоты
  • Используется в телевидении, радарах и анализе давления в двигателе.
  • Для проверки нервных реакций и сердцебиения.
  • В петле гистерезиса он используется для определения кривых BH.
  • Можно проследить кривые транзистора.

Преимущества

К преимуществам CRO относятся следующие.

  • Стоимость и сроки
  • Требования к обучению
  • Стабильность и качество
  • Эффективность времени
  • Знания и опыт
  • Способность решать проблемы
  • Беспроблемно
  • Обеспечение соответствия нормативным требованиям
  • Измерение напряжения
  • Измерение тока
  • Исследование формы сигнала
  • Измерение фазы и частоты

Недостатки

К недостаткам CRO можно отнести следующее.

  • Эти осциллографы дороги по сравнению с другими измерительными приборами, такими как мультиметры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.