Осциллограф это. Цифровые осциллографы: принцип работы, виды и применение

Что такое цифровой осциллограф и как он работает. Какие бывают виды цифровых осциллографов. Для чего используются цифровые осциллографы в электронике и других отраслях. Как правильно выбрать цифровой осциллограф для решения конкретных задач.

Принцип работы цифрового осциллографа

Цифровой осциллограф — это прибор для измерения и анализа электрических сигналов. Его основная задача — преобразование аналогового сигнала в цифровую форму для отображения на экране и дальнейшего анализа.

Ключевые компоненты цифрового осциллографа:

• Входные каналы для подключения исследуемых сигналов
• Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для оцифровки сигнала
• Память для хранения оцифрованных данных
• Процессор для обработки данных
• Дисплей для отображения сигнала и результатов измерений

Принцип работы цифрового осциллографа можно описать следующим образом:

1. Аналоговый сигнал поступает на входной канал осциллографа
2. АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровую форму
3. Оцифрованные данные сохраняются в память устройства
4. Процессор обрабатывает данные и формирует изображение сигнала
5. Результат выводится на дисплей в виде осциллограммы

Основные характеристики цифровых осциллографов

При выборе цифрового осциллографа следует обратить внимание на следующие ключевые параметры:

• Полоса пропускания — определяет максимальную частоту сигнала, которую может измерить осциллограф без искажений
• Частота дискретизации — количество выборок сигнала в секунду
• Количество каналов — возможность одновременного анализа нескольких сигналов
• Объем памяти — влияет на длительность захватываемого сигнала
• Разрешение АЦП — точность преобразования аналогового сигнала в цифровой

Чем выше эти характеристики, тем более точные и детальные измерения может выполнять осциллограф. При этом стоимость прибора также возрастает.

Виды цифровых осциллографов

Цифровые осциллографы можно разделить на несколько основных типов:

1. Цифровые запоминающие осциллографы (DSO)

Это наиболее распространенный тип цифровых осциллографов. Они оснащены памятью для хранения оцифрованных данных, что позволяет анализировать сигналы в реальном времени и сохранять результаты для последующего изучения.

2. Цифровые люминофорные осциллографы (DPO)

Сочетают преимущества аналоговых и цифровых осциллографов. Обеспечивают высокую скорость обновления экрана и позволяют наблюдать редкие события в сигнале.

3. Цифровые стробоскопические осциллографы

Используются для анализа высокочастотных периодических сигналов. Работают по принципу последовательного стробирования, что позволяет достичь очень широкой полосы пропускания.

4. Цифровые фосфорные осциллографы (DPO)

Обеспечивают трехмерное отображение сигнала, где третьим измерением является интенсивность. Это позволяет выявлять редкие события и аномалии в сигнале.

Применение цифровых осциллографов

Цифровые осциллографы широко используются в различных областях электроники и других отраслях промышленности:

• Разработка и отладка электронных устройств
• Тестирование и ремонт электронного оборудования
• Анализ сигналов в телекоммуникационных системах
• Исследование источников питания
• Диагностика автомобильной электроники
• Научные исследования в области физики и электроники

Благодаря своей универсальности и широким возможностям, цифровые осциллографы стали незаменимым инструментом для инженеров и техников в самых разных сферах деятельности.

Как выбрать цифровой осциллограф

При выборе цифрового осциллографа следует учитывать следующие факторы:

• Характеристики исследуемых сигналов (частота, амплитуда)
• Требуемая точность измерений
• Количество одновременно анализируемых сигналов
• Необходимость длительного захвата данных
• Дополнительные функции (математическая обработка, автоматические измерения)
• Бюджет

Важно выбирать осциллограф с запасом по полосе пропускания и частоте дискретизации относительно параметров исследуемых сигналов. Это обеспечит более точные измерения и возможность работы с более сложными сигналами в будущем.

Преимущества цифровых осциллографов перед аналоговыми

Цифровые осциллографы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с аналоговыми моделями:

• Возможность захвата и анализа однократных событий
• Хранение и последующий анализ сигналов
• Автоматические измерения параметров сигнала
• Математическая обработка сигналов
• Цифровая фильтрация для устранения шумов
• Возможность подключения к компьютеру для дальнейшего анализа данных

Эти преимущества делают цифровые осциллографы более универсальными и удобными в использовании, особенно при работе со сложными сигналами и в исследовательских задачах.

Измерения с помощью цифрового осциллографа

Цифровые осциллографы позволяют проводить широкий спектр измерений электрических сигналов:

Измерение напряжения

Для измерения напряжения используется вертикальная ось осциллограммы. Цифровые осциллографы позволяют измерять:

• Амплитудное значение
• Среднеквадратичное значение (RMS)
• Постоянную составляющую сигнала

Измерение временных параметров

Горизонтальная ось осциллограммы отвечает за временные характеристики сигнала. С её помощью можно измерить:

• Период сигнала
• Частоту
• Длительность импульсов
• Время нарастания и спада фронтов

Измерение фазового сдвига

При наличии нескольких каналов цифровой осциллограф позволяет измерить фазовый сдвиг между сигналами. Это важно при анализе многофазных систем и сложных электронных схем.

Автоматические измерения

Современные цифровые осциллографы оснащены функциями автоматических измерений, которые могут мгновенно определить десятки параметров сигнала без необходимости ручных расчетов.

Популярные модели цифровых осциллографов

На рынке представлено множество моделей цифровых осциллографов от различных производителей. Вот несколько популярных моделей:

Tektronix TBS2000B

Серия цифровых осциллографов начального уровня с полосой пропускания от 70 до 200 МГц. Особенности:

• 9-дюймовый дисплей с 15 горизонтальными делениями
• Частота дискретизации до 2 ГВыб/с
• 32 автоматических измерения
• Встроенный Wi-Fi модуль для удаленного управления

Keysight InfiniiVision 1000 X-Series

Компактные цифровые осциллографы для образовательных и базовых измерительных задач:

• Полоса пропускания от 50 до 100 МГц
• Частота дискретизации до 2 ГВыб/с
• Встроенный генератор сигналов
• Функция «маска» для быстрого обнаружения аномалий в сигнале

Rohde & Schwarz RTB2000

Универсальные цифровые осциллографы для лабораторий и производства:

• Полоса пропускания от 70 до 300 МГц
• 10-битный АЦП для высокой точности измерений
• Большой 10,1-дюймовый сенсорный экран
• Встроенный логический анализатор (опционально)

При выборе конкретной модели осциллографа важно учитывать не только технические характеристики, но и удобство интерфейса, наличие дополнительных функций и возможность расширения функциональности в будущем.

Что такое цифровой осциллограф и как им пользоваться

Цифровой запоминающий осциллограф – прибор для измерения электрических сигналов. Благодаря определению формы и параметров колебаний удается мониторить корректность работы электронной части техники. Кроме измерения прибор записывает показания. Полученные данные можно анализировать в любое время

.

Применение цифровых осциллографов мультиметров

Приборы используются в мастерских по ремонту электронного оборудования. Они применяются для проектирования цифровых схем, которыми оснащаются все современные устройства. Используются в:

Электронике. С помощью появляющегося на экране изображения анализируется сигнал работающего элемента. Благодаря этому удается определить рабочую частоту, правильно выбрать детали, настроить корректную работу.

Ремонте бытовой техники. Применение этого прибора – один из способов выявить неисправность. Замеры сигнала в разных частях электронной начинки позволяют точно определить вышедший из строя электронный компонент.

Ремонте цифрового авто-оборудования. Операции по диагностике автомобилей производятся цифровыми планшетными осциллографами. Эти приборы компактны, что обеспечивает проверку даже в труднодоступных местах электронных компонентов систем:

• зажигание;
• впрыск горючего;
• диодный мост генератора;
• датчик подачи воздуха;
• положение коленчатого, распределительного валов и т.д.

Практических и научно-исследовательских целях. Для этого подходит обычный мультиметр. Однако осциллограф дает более полную картину, возможность увидеть даже незначительные изменения.

Настройке электронного оборудования. Например, если необходима регулировка телевизионного сигнала, используют устройство для получения осциллографического изображения.

Как работает цифровой осциллограф

Когда прибор запущен, происходит подача сигнала на вход канала вертикального направления. Он обладает высоким входным сопротивлением. Аналогично работает вольтметр, который позволяет измерять напряжение на печатной плате, электропроводке, коннекторах, электронных компонентах. Отличие осциллографа от вольтметра заключается в демонстрации временных колебаний напряжения в виде графика.

После поступления сигнала на вход, его усиливают до определенных значений. На экране он отображается в виде вертикальной оси. Цель усиления – обеспечение работы отклоняющей системы лучевой трубки. Также это требуется для функционирования преобразователя сигнала из «аналога» в «цифру». Путем усиления сигнала удается менять (повышать или понижать) масштаб колебаний на экране.

Типы цифровых осциллографов

Цифровые аппараты популярнее, чем аналоговые. Это объясняется более высокой точностью измерений в цифровых осциллографах. Конструкция последних включает аналого-цифровой преобразователь. Его наличие позволяет превращать «аналог» в «цифру». У электронного прибора есть память для сохранения захваченной выборки

Люминофорные (DPO)

Работают по принципу имитации изменения процессов.

Выводят изменения модулированных сигналов на экран, подобно аналоговым моделям. Все получаемые ими сигналы анализируются и записываются в память.

Стробоскопические

Принцип работы – метод последовательного стробирования сигнала. За счет повторяющегося сигнала происходит выборка мгновенного значения в новой точке. Плюсы аппаратов – большая полоса пропускания. С их помощью проводятся процедуры по исследованию коротких периодических сигналов.

Цифровые USB осциллографы

У них масса плюсов:

• легкое подключение к ПК;
• сохранение информации на жесткий диск, работа с ней в текстовом виде;
• быстрая конвертация данных в цифровой текстовый формат;
• удобство использования по причине компактности;
• наличие в одном приборе нескольких: осциллографа, анализатора, генератора сигналов, генератора последовательностей.

Но у устройств отмечены недостатки. Среди них погрешности. Кроме того, хуже характеристики, чем у стационарного оборудования. У многих USB-приборов нет гальванической развязки. Если не соблюдать меры предосторожности, можно вывести из строя ПК.

Цифровые портативные осциллографы

Представлены модифицированными компактными приборами небольшого размера и веса. Потребляют минимум энергии. Используются для проведения научных исследований в сфере промышленности. Подходят для поиска неисправностей машин, а также электрооборудования.

Цифровые запоминающие

Оснащены носителем, способным хранить большие объемы данных. В приборах реализована система считывания информации на высоких скоростях. Они могут воспроизводить имеющиеся события в сигнале в замедленном темпе.

Схема цифрового осциллографа

У прибора есть лучевая трубка, которая обладает чувствительностью к электрическим импульсам. Уровень чувствительности зависит от частоты импульсов – чем выше, тем чувствительнее становится трубка. В ней содержится от 1 до 16 каналов ( зависит от модели). Каждый канал способен принимать электрические импульсы. Чем больше каналов, тем больше графиков одновременно может выводиться на экран.

Особенность прибора цифрового типа — наличие экрана и преобразователя, способного конвертировать аналоговый сигнал в цифровой. Преобразователь имеет память для сохранения данных о колебаниях в виде графиков. Часть информации подвергается анализу автоматически, а затем в обработанном виде отображается на экране.

Развертка – траектория движения луча. Он выполняет функцию улавливателя колебаний, которые выводятся на экран. Развертка может принимать эллиптическую или круговую форму. Регулируется в горизонтальной оси.

Получает энергию устройство от блока питания, подключаемого к бытовой сети 220 Вольт. Есть модели на аккумуляторах – функционируют в автономном режиме.

Измерения в цифровых осциллографах

Любой аппарат рассчитан на измерение электрического напряжения, из которого затем формируется амплитудный график электрических колебаний. Отображение последних производится на экране. Сам экран изготовлен в двухмерной системе координат. На нем есть две оси – вертикальная (для напряжения) и горизонтальная (для времени). Имеется также третий компонент – яркость (интенсивность сигнала).

Если на устройство не поступают входные импульсы, на экране видна лишь горизонтальная линия. Ее еще называют «нулевой». Это свидетельствует об отсутствии напряжения. При подаче на 1 или 2 канала цифрового осциллографа (каналов может быть больше) напряжения, на экране появятся графики (их число зависит от количества каналов).

Форма графиков электрических колебаний:

• синусоида;
• затухающую синусоида;
• прямоугольник;
• меандр;
• треугольник;
• «пила»;
• импульс;
• перепад;
• комплексный сигнал.

Чтобы обеспечить стабильность графика колебаний, внутрь прибора поместили блок синхронизации. Для получения цикличного отображения колебаний следует выставить значения синхронизации. Это значение будет считаться «стартовым» — отправной точкой графика.

Каналы цифрового осциллографа — для чего нужны

Как уже отмечалось, каналы – это измерители. Если их несколько, то можно одновременно анализировать несколько поступающих сигналов. Прием сигналов производится входными аналоговыми каналами, которые затем все оцифровывают. Внутри прибора находится анализатор. Его функция – исследование коррелированных цифровых и аналоговых каналов. Работает с множеством контрольных точек. Метод упрощает операции по декодированию многоразрядных параллельных шин.

Многоканальный прибор не всегда качественно диагностирует. Рассмотрим, для решения каких задач подходит один или несколько каналов:

• Цифровой осциллограф на 4 канала или на 6 хорошо справляется с измерениями и сравнениями временных характеристик сигналов, которые поступают от аналоговых устройств.
• С помощью 8 или 16 каналов удастся произвести отладку цифровой системы, работающей по принципу параллельного экспорта данных.
• Высокочастотные измерения проводятся с помощью комбинированных устройств, у которых есть дополнительные каналы и РЧ вход.
• Работа с гальванической развязкой оптимальна с помощью изолированных каналов.
• 20 каналов – решение для синхронизации регистрации, просмотра сигналов по времени.

Как пользоваться цифровым осциллографом

Если устройство новое и им еще ни разу не пользовались, необходимо его откалибровать. Для этого используют генератор прямоугольных импульсов, который находится на корпусе. Операция выполняется путем подключения щупа к калибровочному выходу. После этого на экране появляется линия в виде зигзагов, напоминающая зубья пилы. В таком состоянии рекомендуется проверка работы всех функций.

На экране осциллографа видны небольшие клетки – это деления. Величина квадратов зависит от типа прибора. Есть устройства с делениями, равными 5 единиц. Некоторые оснащаются ручками. С их помощью меняется масштаб графика. Это обеспечивает удобство использования, позволяет проводить измерения точнее.

Перед началом применения необходимо подсоединить осциллограф к бытовой электрической сети 220 Вольт. Подключение щупа производится на один из свободных каналов (если их более 1) или генератор импульсов (в случае его наличия). После этого на дисплее появятся изображения сигналов.

Если на экране сигнал обрывистого характера, значит следует проверить надежность подключения щупа. Для стабильности соединения в приборах предусмотрены миниатюрные ванты. В некотором оборудовании также предусмотрена функция автоматического позиционирования, которая решает проблему обрывистого сигнала.

Как измерять ток

Перед измерением тока цифровым каналом осциллографа необходимо определить вид тока, который будет наблюдаться. Аппараты рассчитаны на работу в двух режимах:

• Direct Current («DC») – для наблюдения за постоянным;
• Alternating Current («АС») – для наблюдения за переменным.

Для измерения постоянного тока необходимо активировать режим «DC». Затем нужно подключить щупы к линиям питания, учитывая полярность. Черный зажим подсоединяется к минусу, а красный – к плюсу. После этого экран прибора покажет прямую линию. Значение тока — это значение вертикальной оси. Сила тока вычисляется по закону Ома. Для этого потребуется разделить напряжение на сопротивление.

Переменный ток отобразится на экране в виде синусоиды. Измерение его значения возможно лишь в определенный отрезок времени. Сила вычисляется по тому же закону Ома.

Как измерить напряжение

При процедуре измерения напряжения не обойтись без вертикальной оси координат. Необходимо анализировать высоту осциллограммы. Перед этой операцией предстоит выполнить настройку дисплея, чтобы обеспечить удобство измерения. После этого перевести прибор в режим DC. Затем подсоединить щупы к контактам цепи. На дисплее отобразится прямая линия. Ее значение – есть напряжение.

Как измерить частоту

Для начала разберем, что такое период и как он связан с частотой электрического сигнала. Под одним периодом подразумевается наименьший промежуток времени, после прохождения которого происходит повтор амплитуды.

Чтобы облегчить наблюдение за периодом, можно воспользоваться горизонтальной осью. Она отвечает за координаты времени. Достаточно увидеть, спустя какое время линейному графику свойственно повторяться. За начало периода нужно брать точки, в которых происходит соприкосновение с размещенной горизонтально осью. Концом периода будет повторение этой же координаты. Для удобства измерения периода сигнала лучше уменьшить скорость развертки. Тогда погрешность измерения сводится к минимуму.

Частотой называют значение, которое обратно пропорционально анализируемому периоду. Если проще, то для измерения значения необходимо 1 секунду поделить на число периодов, проходящих за это время. Таким образом получается частота, измеряемая в Герцах.

Как измерить сдвиг фаз

Взаимное расположение 2-х колебательных процессов во времени называют сдвигом фазы. Измерение параметра проводится в долях периода сигнала. Делается это с целью получения общего значения одинаковых сдвигов фаз.

Перед процедурой нужно выяснить, у какого сигнала есть отставание от другого. После этого выяснить значение знака параметра. В случае движения тока впереди, сдвиг угла получится с отрицательным параметром. Если напряжение уйдет назад, знак значения станет положительным.

Для выполнения операции предстоит:

• умножить 360-и градусов на количество клеток, которые располагаются между началами периодов;
• полученную цифру поделить на количество делений, которое занимает один период сигнала;
• выполнить подбор отрицательного или положительного знака.

Проводить процедуры на аналоговом осциллографе некомфортно. Связано это с отображением на дисплее графиков одинакового цвета. Масштаб самих графиков тоже одинаковый. Цифровое устройство для таких операций – выход. Если взять осциллограф с двумя цифровыми каналами (для чего нужен такой прибор мы уже рассмотрели), то сделать это станет проще благодаря размещению амплитуд на отдельные каналы.

Различия между цифровым и аналоговым осциллографом

Цифровой прибор отличается от аналогового тем, что способен отображать на дисплее сигналы разной яркости. Аналоговым свойственно выполнение развертки сигнала. Они могут работать с физическими величинами, которым свойственно изменяться (напряжением и др.).

Цифровые работают по принципу выборки характеристик сигналов. Понимают дискретные двоичные числа, представляющие значение напряжения. В основе концепции системы запуска – мониторинг событий, происходящих в исследуемых процессах.

В основе аналоговой системы запуска – функционирование на усилителях. Усилители — источники линейных и нелинейных погрешностей. Это может быть задержка и колебания амплитуды. Их проявление отображается на дисплее. Вид — сдвиги положения запуска.

В основе цифровой системы запуска – функционирование без искажений. Может напрямую работать с отчетами АЦП, а также отображать на экране получаемый сигнал практически без изменений (полностью идентичный).

Особенности цифровых устройств:

• работа с полосой пропускания от 70 ГГц и больше;
• функционирование в режиме эквивалентного и реального времени;
• регистрация поступающих сигналов за счет модулей;
• пониженный уровень шума;
• повторяющийся характер работы (так обеспечиваются идеальные условия для мониторинга за параметрами сигналов).

Цифровое оборудование выдает информацию на экран в виде текста. Эти данные – точнее, чем графики, которые выводит на дисплей аналоговое оборудование. Обработка сигналов выполняется по методу Фурье. Вся поступающая информация сохраняется в памяти и может быть распечатана в любое время.

Обзор цифровых осциллографов

Tektronix TBS2000B

Цифровой запоминающий осциллограф TBS2000B позволяет решать основные задачи – отражать и измерять параметры сигналов. Оснащен увеличенным дисплеем, диагональ которого составляет 9 дюймов. Сам экран поделен на 15 делений по горизонтали. Длина записи в величине 5 миллионов точек – это способ захвата больших временных окон, более тщательный анализ.

Благодаря курсорам с ручным управлением и 32 автоматическим измерениям производительность повышается. Имеет порт 100-BaseT Ethernet и модуль Wi-Fi для соединения с сетью. Так можно добиться высокой скорости обмена данными. Цена аппарата невысока. Подходит для решения задач разной сложности.

TBS2000B отличается удобством и простой применения. За счет новой конструкции входов с высокой частотой дискретизации (2 Гвыб/с) увеличивается точность измерений. При измерениях прибор обеспечивает снижение уровня шумов, увеличение эффективной разрядности.

Наличие 32 автоматических измерений свидетельствует о быстроте, а также высокой точности измерений распространенных параметров. Анализ сигналов может проводиться с помощью экранных надписей новых курсоров, которые привязаны к сигналу.

Keysight U1600

При помощи осциллографа производятся операции по измерению формы и параметров сигналов. Модель рассчитана на работу в неблагоприятных условиях (на промышленных производствах). Это устройство — полноценный осциллограф. Подходит для применения в качестве цифрового-среднеквадратического мультиметра. Максимально отображаемое значение – 6000. Благодаря мультиметру возможны замеры постоянного и переменного напряжения, сопротивления по 2-проводной схеме, силы тока, температуры.

Kesight U1600 – прибор ручного типа. Имеет цветной жидкокристаллический дисплей на 4,5 дюймов. Способен отображать осциллограммы по двум каналам.

Серия U1600 представлена несколькими моделями:

• U1602A/U1602B – с полосой пропускания 20 МГц;
• U1604A/U1604B – с полосой пропускания 40 МГц.

Оборудование позволяет делать выборку данных в реальном времени. Работает на частоте до 200 Мвыб/с. В моделях U1604A и U1604B есть функция математической обработка 2-х каналов и БПФ. Благодаря этому удается быстро анализировать сигналы в области частоты и времени.

У каждого прибора есть цифровой истинно-среднеквадратический мультиметр. Выдает значения до 6000. У него также есть функция автоматического выбора диапазона. За счет этого выполняется гибкое и точное измерение напряжения, а также прочих параметров. Наличие функции регистрации данных позволяет анализировать значения в любое время.

Как подобрать цифровой осциллограф

На радиорынке представлены различные приборы. Среди них не последнее место занимают модели из Китая. При разработке и создании китайцы придерживаются одного правила – устройства должны быть универсальными. Речь идет об осциллографах, у которых имеется генератор сигналов.

Важно понимать, что покупка китайского оборудования связана с рисками. К примеру, частая проблема – шумность. Особенно это касается 1-го канала. Шумы бывают разных спектров — от инфранизких до мегагерцовых. Иногда в цепи питания не ставится развязка.

Другой недостаток осциллографа низкого качества – неприемлемая работа генератора, которому свойственно выдавать «свалку» частот. Это создает трудности при обнаружении основной частоты.

Чтобы выбрать хороший прибор, необходимо обращать внимание на достоверность снимаемых данных. От этого зависит успех поставленных задач. При выборе оборудования нужно руководствоваться:

• стоимостью;
• производителем;
• функциональностью;
• рабочими характеристиками.

Полоса пропускания цифрового осциллографа

От системной полосы пропускания зависит способность прибора измерять сигнал аналогового типа в определенном диапазоне. От величины последнего зависит точность измерений.

На что обратить внимание:

1. У устройств начального уровня, максимальная полоса пропускания составляет не более 100 МГц. Они способны показывать амплитуду синусоидальных сигналов частотой до 20 МГц.
2. Чтобы захватить цифровой сигнал, прибору необходимо захватывать основную, третью и пятую гармоники. В противном случае осциллограмма лишится важных деталей. Важно помнить правило пятикратного превышения. Достижение погрешности в пределах ±2 % можно добиться, если полоса пропускания с учетом пробника не менее чем в 5 раз превысит максимальную полосу сигнала.
3. Только так получится добиться точности в измерениях амплитуды.
4. Если планируется работать с высокоскоростными цифровыми сигналами, а также видеосигналами, лучше приобрести осциллограф, у которого полоса пропускания будет выше 500 МГц.

Питание

Прибор работает от аккумулятора, что очень удобно. Такие модели позволяют проводить операции вдали от источников питания. Мастер может совершать выезды на места, где происходит проверка оборудования. Если выезды редкие, лучше брать оборудование, которое работает от бытовой сети. Его преимущества – стабильность работы, а также надежность.

Частота дискретизации

От этого параметра зависят измерения однократных и переходных процессов. Большая величина частоты дискретизации дает более точное изображение на экран.

Осциллограф DSO — что это такое?

На сегодняшний день рынок измерительного оборудования насчитывает сотни категорий и тысячи единиц техники. И с каждым годом обычному человеку становится все труднее разобраться в представленном многообразии. Сегодня мы постараемся дать ответ на вопрос, который часто задают наши клиенты — что же такое осциллограф DSO? Аббревиатура расшифровывается как digital storage oscilloscope, что в переводе на русский язык означает цифровой запоминающий осциллограф.

Цифровой — это принцип, на котором основывается преобразование информации для ее визуального отображения. При подключении источника к одному из входных каналов, производится обработка при помощи аналого-цифрового преобразователя. Скорость и качество обработки напрямую зависят от его характеристик, в первую очередь от разрядности. Современные устройства все чаще оснащаются 10-битными АЦП, которые в несколько раз превосходят по производительности более дорогие решения, но с процессором 8 бит. В совокупности с прецизионной частотой дискретизации, подобные устройства демонстрируют непревзойденное качество изображения и гарантируют обнаружение даже единичных аномалий.

Запоминающий — этот термин говорит о том, что прибор оснащен встроенной памятью. Благодаря этому, у вас появляется возможность наблюдать сигнал в реальном времени, и сохранять результаты для последующего анализа. Суммарный объем варьируется в зависимости от конкретной модели, но даже дешевые анализаторы позволяют сохранять осциллограммы длительностью до нескольких дней. При наличии дополнительных опций, Вы сможете увеличить объем до необходимого значения. Если память переполнена, поддержка популярных интерфейсов передачи данных позволит перенести накопленную информацию на персональный компьютер или съемный носитель, используя USB или Ethernet.

Осциллограф — один из наиболее распространенных типов контрольно-измерительного оборудования. Ни одно промышленное предприятие или исследовательская лаборатория, занимающееся разработкой и ремонтом сложной техники, не может обойтись без подобного прибора. Подробное исследование показателей электрического сигнала обуславливает быстрый поиск проблемных участков электрической схемы и позволяет устранить неисправность в самые сжатые сроки. Высокая точность, минимальная погрешность, богатый набор режимов, а также интегрированные функции другой аппаратуры (вольтметра, генератора, частотомера) — все это характеризует современные DSO изделия.

RTB2002: Цифровой осциллограф

Популярные осциллографы Rohde

• Бренд: Rohde & Schwarz;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 70 МГц;
• Частота дискретизации: 2,50 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

RTC1002: Цифровой осциллограф

В наличии

Популярные осциллографы Rohde

• Бренд: Rohde & Schwarz;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 50 МГц;
• Частота дискретизации: 2 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

RTh2002: Портативный цифровой осциллограф

В наличии

Популярные осциллографы Rohde

• Бренд: Rohde & Schwarz;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 60 МГц;
• Частота дискретизации: 5 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Портативный;

Цена зависит от комплектации

RTB2004: Цифровой осциллограф

Популярные осциллографы Rohde

• Бренд: Rohde & Schwarz;
• Каналы: 4 канала;
• Полоса пропускания: 70 МГц;
• Частота дискретизации: 2,50 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

RTh2004: Портативный цифровой осциллограф

Популярные осциллографы Rohde

• Бренд: Rohde & Schwarz;
• Каналы: 4 канала;
• Полоса пропускания: 60 МГц;
• Частота дискретизации: 5 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Портативный;

Цена зависит от комплектации

RTM3002: Цифровой осциллограф

Популярные осциллографы Rohde

• Бренд: Rohde & Schwarz;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 100 МГц;
• Частота дискретизации: 5 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

TBS1052B: Цифровой лабораторный осциллограф

Популярные осциллографы Tektronix

• Бренд: Tektronix;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 50 МГц;
• Частота дискретизации: 1 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

RTP044: Цифровой осциллограф высшего класса

Популярные осциллографы Rohde

• Бренд: Rohde & Schwarz;
• Каналы: 4 канала;
• Полоса пропускания: 4 ГГц;
• Частота дискретизации: 20 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

RTA4004: Цифровой осциллограф

Популярные осциллографы Rohde

• Бренд: Rohde & Schwarz;
• Каналы: 4 канала;
• Полоса пропускания: 200 МГц;
• Частота дискретизации: 5 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

TBS2104: Прецизионный цифровой запоминающий осциллограф

Популярные осциллографы Tektronix

• Бренд: Tektronix;
• Каналы: 4 канала;
• Полоса пропускания: 100 МГц;
• Частота дискретизации: 1 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

TBS1032B: Бюджетный цифровой осциллограф

Популярные осциллографы Tektronix

• Бренд: Tektronix;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 30 МГц;
• Частота дискретизации: 1 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

TBS2102: Высокоточный цифровой осциллограф

Популярные осциллографы Tektronix

• Бренд: Tektronix;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 100 МГц;
• Частота дискретизации: 1 ГВыб/с;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Настольный;

Цена зависит от комплектации

Fluke 123: Портативный осциллограф

Популярные осциллографы Fluke

• Бренд: Fluke;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 20 МГц;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Портативный;

Цена зависит от комплектации

Fluke 124: Портативный осциллограф

Популярные осциллографы Fluke

• Бренд: Fluke;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 40 МГц;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Портативный;

Цена зависит от комплектации

Fluke 190-062: Портативный осциллограф

Популярные осциллографы Fluke

• Бренд: Fluke;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 60 МГц;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Портативный;

Цена зависит от комплектации

Fluke 125: Портативный осциллограф

Популярные осциллографы Fluke

• Бренд: Fluke;
• Каналы: 2 канала;
• Полоса пропускания: 40 МГц;
• Тип: Цифровой;
• Форм-фактор: Портативный;

Цена зависит от комплектации

Что такое осциллограф? Введение для начинающих

Осциллографы для занятых людей, серия руководств

В этой вводной статье я объясню, что такое осциллограф, для чего мы используем осциллографы и какие виды осциллографов существуют.

Осциллограф — это контрольно-измерительный прибор, отображающий кривую напряжения по мере его изменения во времени.

После мультиметра это, вероятно, инструмент, который приобретает большинство людей, работающих с электронными схемами, в одной из его различных форм.

В этом разделе я расскажу о различных аспектах осциллографа, таких как наиболее важные функции, функции и элементы управления.

Но в этой вводной статье я объясню, что такое осциллограф, для чего мы используем осциллографы и какие бывают виды осциллографов.

Осциллограф и мультиметр.

В то время как мультиметр дает возможность измерять такие параметры, как напряжение, ток, сопротивление и емкость в определенный момент времени, осциллограф позволяет получать информацию о напряжении и его изменении во времени.

Возьмем пример на изображении (выше).

Я подключил мультиметр (слева) для измерения напряжения на выводах конденсатора.

Я также подключил осциллограф для измерения того же напряжения.

Когда я нажму зеленую кнопку для зарядки конденсатора, мультиметр покажет мне текущее напряжение на конденсаторе. Поскольку конденсатор заряжается относительно быстро (по крайней мере, с точки зрения человека), мультиметр покажет мне быстрый скачок от напряжения, близкого к нулю, до входного напряжения 5 В, которое обеспечивает мой источник питания.

Если бы у меня был только мультиметр для работы, переход от 0 В к 5 В, кажется, произошел мгновенно.

Однако с осциллографом, измеряющим то же самое, этот эксперимент преподает нам другой урок. Поскольку осциллограф измеряет и записывает напряжение на конденсаторе с течением времени, он может построить график.

Вы можете увидеть график на дисплее осциллографа на этой фотографии. Он ясно показывает, что напряжение близко к нулю, когда конденсатор разряжен. Он показывает, когда именно я нажал зеленую кнопку и что произошло сразу после этого.

Показывает, как напряжение увеличивалось, приближаясь с течением времени к напряжению питания.

Теперь, когда я зафиксировал этот сигнал, я могу провести очень точные измерения, чтобы узнать точное время нарастания, среди прочего.

Это то, что я действительно нахожу удивительным в осциллографе. Это помогает мне понять электронику, потому что я могу буквально видеть ее в действии, а не через серию снимков «до» и «после».

Это действительно разница между фото- и видеосъемкой. У каждого есть свое предназначение, но видеосъемка позволяет вам рассказать историю так, как не может фотография.

Осциллограф может показать изменение напряжения во времени.

Осциллограф хранит много данных о сигнале. Например, мой осциллограф нижнего среднего диапазона может хранить 2 миллиона отсчетов и регистрировать до 2 миллиардов отсчетов в секунду. И это на каждый канал.

Там много данных, которые осциллограф и пользователь могут использовать для анализа сигнала.

Большинство современных осциллографов могут выполнять автоматические измерения и декодирование информации, закодированной в сигнале.

Подробнее об обеих возможностях я расскажу позже в этом разделе и во время экспериментов в этом курсе.

Измерение и декодирование — вот причина, по которой вы хотели бы использовать осциллограф, и опять же, и то, и другое зависит от способности осциллографа собирать большое количество данных о сигнале и о том, как он изменяется во времени.

На фотографии этого слайда вы видите тот же сигнал, который я зафиксировал, когда конденсатор в моей тестовой схеме заряжен. Я попросил осциллограф дать мне измерения времени нарастания, максимального и минимального напряжения и размаха напряжения, и он сделал это. Измерения с дополнительной статистикой отображаются под диаграммой.

Когда я говорю «Я спросил», я имею в виду, что нажал несколько кнопок, чтобы вызвать эти измерения. Но эти интервенции с каждым разом становятся все умнее, так что скоро я смогу разговаривать со своим осциллографом, как со своим телефоном.

Как это было бы здорово?

На этом этапе давайте подытожим:

Мы используем осциллограф для захвата напряжения сигнала во времени, а затем мы используем данные о сигнале для анализа сигнала и получения информации о нем. Мы можем измерить множество характеристик сигнала, а также извлечь любую информацию, которая может быть закодирована в сигнале. Последняя возможность называется «декодирование».

Неудивительно, что осциллографы бывают нескольких типов. Существует много способов создания категорий вещей, но для простоты я разделил их здесь на основе их базовой технологии и форм-фактора.

Форм-фактор определяет большинство других аспектов работы осциллографа, так что это кажется разумным выбором.

Пример аналогового осциллографа (устаревший). Автор Elborgo — собственная работа, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2841283

Первые осциллографы были аналоговыми. Отсутствие оцифровки означало, что они могли выполнять только самый базовый анализ сигналов. Большинство измерений производилось вручную с помощью курсоров и делений дисплея. Вот как выглядели осциллографы, когда я начал использовать их в инженерной школе. Для всех практических целей они устарели.

Современный цифровой настольный осциллограф.

Сегодня осциллографы цифровые. Выпускаются в различных форм-факторах. На среднем фото вы видите мой настольный осциллограф. Это полноразмерный прибор с приличным размером экрана и полным набором кнопок. Он также содержит мощный микропроцессор, память и сигнальный процессор. Все это в совокупности делает работу с этим осциллографом быстрой и приятной. Это важный фактор, когда вы решаете, какой инструмент приобрести. Он должен хорошо работать, чтобы помочь вам выполнить свою работу. Это не датчик, чтобы получить инструмент, который задерживает вас или просто работает не так, как нужно.

Современный ПК/USB-осциллограф.

Справа вы видите еще один современный цифровой осциллограф. У этого нет пользовательского интерфейса, кроме разъемов. Это ПК или USB-осциллограф, и ему нужен компьютер. USB-осциллограф использует компьютер для отображения и пользовательского интерфейса. Более дешевые USB-осциллографы также используют компьютер для большей части или всей обработки. Их основная функция заключается в сборе данных из источника, а затем в передаче данных на компьютер для отображения и анализа. Большим преимуществом USB-осциллографа по сравнению с другими типами является цена и размер. Они могут стоить намного меньше 50 долларов и предоставляют базовые возможности осциллографа. За ненамного больше можно даже получить расшифровку. В этом курсе я покажу вам, как использовать недорогой USB-осциллограф вместе с моим настольным осциллографом.

Портативный осциллограф Owon HDS1021M

Я также хочу упомянуть, что существуют осциллографы небольшого размера (например, USB-осциллограф), но для них не требуется компьютер. То, что вы видите здесь, является примером портативного осциллографа. У него есть экран для отображения сигналов, он может выполнять измерения и даже декодирование, и у него даже есть несколько аппаратных кнопок, так что вы можете быть довольно продуктивными.

Люди обычно используют портативный осциллограф в качестве дополнения к настольному прибору, например, в поездках.

Зарегистрируйтесь в

Осциллографы для занятых людей

Раскройте тайну осциллографа и узнайте, как использовать его в своих проектах.

Этот курс идеально подходит для людей, которые никогда не пользовались осциллографом.

С помощью серии проектов этот курс научит вас, как использовать осциллограф для измерения и декодирования сигналов в вашей электронике.

Просто нажмите на большую красную кнопку, чтобы узнать больше.

Просмотрите эту статью

Готовы к серьезному обучению?

Перейти к другой статье

Включите JavaScript, чтобы просматривать комментарии с помощью Disqus.

Осциллограф: что это такое, для чего он используется, как измеряет, типы

1. Ferrovial
2. ШТОК

Термин осциллограф — это название электронного измерительного прибора для отображения электрических сигналов в определенное время. Эти сигналы показаны на графиках, где электронный луч проходит через координатную ось на люминофорном экране. Амплитуда показана на вертикальной оси, а время показано на горизонтальной оси . Изображение, полученное в результате измерения, известно как осциллограмма .

Каковы критерии измерения осциллографа?

Каждый осциллограф имеет коммутаторов , упрощающих настройку напряжения и временного диапазона . Он также имеет три элемента управления входным сигналом для его измерения и отображения на экране оборудования:

1. Регулятор оси X: горизонтальная ось для измерения времени в микросекундах, миллисекундах или секундах.
2. Управление регулировкой оси Y: вертикальная ось для измерения напряжения входного сигнала в вольтах, милливольтах, микровольтах и ​​т. д.
3. Управление регулировкой триггера: для синхронизации периодически повторяющихся волн.

Какие типы осциллографов существуют?

Хотя их принцип работы схож, между двумя типами осциллографов есть различия. В зависимости от их визуальных дисплеев они классифицируются как:

1. Аналог: они имеют дисплей с электронно-лучевой трубкой, несколько вертикальных каналов, один горизонтальный канал, базу для хронометража и систему запуска. Напряжение, которое он измеряет, генерируется через схему, частоту которой можно регулировать в широком диапазоне значений, что позволяет адаптировать ее к частоте измеряемого сигнала.
   В то время как аналоговые осциллографы имеют ЭЛТ-дисплей (электронно-лучевая трубка), цифровые типы включают гораздо более четкие и мощные светодиодные дисплеи.
   Они без труда справляются с простыми задачами, но этот тип осциллографов имеет меньшую полосу пропускания. Вот почему это все более устаревший инструмент, который вытесняется цифровыми.
2. Цифровой: этот тип отличается простотой использования; он может отображать, декодировать и сохранять входной сигнал в цифровом виде.