Какие типы осциллографов существуют. Чем отличаются аналоговые и цифровые осциллографы. Что такое осциллографы смешанных сигналов. Какие преимущества у разных типов осциллографов.
Основные типы осциллографов
Осциллографы делятся на несколько основных типов:
- Аналоговые осциллографы
- Цифровые осциллографы
- Осциллографы смешанных сигналов
- Цифровые люминофорные осциллографы
- Осциллографы смешанных доменов
- Цифровые стробоскопические осциллографы
Рассмотрим особенности и преимущества каждого типа более подробно.
Аналоговые осциллографы
Аналоговые осциллографы работают с непрерывно изменяющимся напряжением. Они используют электронно-лучевую трубку для отображения сигнала.
Основные особенности аналоговых осциллографов:
- Отображают сигнал в реальном времени без задержек
- Имеют высокую частоту обновления экрана
- Позволяют видеть мгновенные изменения сигнала
- Хорошо подходят для отладки аналоговых схем
Однако аналоговые осциллографы имеют ограниченные возможности по обработке и анализу сигнала по сравнению с цифровыми.
Цифровые осциллографы
Цифровые осциллографы преобразуют входной аналоговый сигнал в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Это позволяет выполнять более сложную обработку и анализ сигнала.
Ключевые преимущества цифровых осциллографов:
- Возможность сохранения и последующего анализа сигналов
- Широкие возможности по математической обработке сигналов
- Автоматические измерения параметров сигналов
- Цифровой запуск для захвата редких событий
- Возможность подключения к компьютеру для дальнейшего анализа
Цифровые осциллографы отлично подходят как для анализа аналоговых, так и цифровых сигналов.
Осциллографы смешанных сигналов (MSO)
Осциллографы смешанных сигналов (Mixed Signal Oscilloscopes, MSO) сочетают функции цифрового осциллографа и логического анализатора. Они имеют как аналоговые, так и цифровые каналы.
Основные возможности MSO:
- Одновременный анализ аналоговых и цифровых сигналов
- Большое количество цифровых каналов (обычно 16)
- Декодирование протоколов цифровых шин
- Запуск по условиям в цифровых сигналах
MSO идеально подходят для отладки встраиваемых систем, содержащих как аналоговые, так и цифровые узлы.
Цифровые люминофорные осциллографы (DPO)
Цифровые люминофорные осциллографы (Digital Phosphor Oscilloscopes, DPO) используют специальную архитектуру для быстрого захвата и отображения сигналов.
Ключевые особенности DPO:
- Очень высокая частота захвата сигналов
- Отображение интенсивности сигнала, как в аналоговых осциллографах
- Возможность обнаружения редких событий и аномалий в сигнале
- Визуализация изменений сигнала в реальном времени
DPO сочетают преимущества аналоговых и цифровых осциллографов, обеспечивая высокую частоту захвата и отображения.
Осциллографы смешанных доменов (MDO)
Осциллографы смешанных доменов (Mixed Domain Oscilloscopes, MDO) объединяют функции осциллографа и анализатора спектра.
Основные возможности MDO:
- Одновременный анализ сигналов во временной и частотной областях
- Коррелированный по времени анализ РЧ, аналоговых и цифровых сигналов
- Запуск по РЧ событиям
- Анализ модулированных РЧ сигналов
MDO незаменимы при разработке и отладке устройств беспроводной связи и РЧ систем.
Цифровые стробоскопические осциллографы
Цифровые стробоскопические осциллографы используют метод эквивалентной временной дискретизации для анализа высокочастотных периодических сигналов.
Особенности стробоскопических осциллографов:
- Очень широкая полоса пропускания (до 100 ГГц и выше)
- Высокое разрешение по вертикали
- Низкий уровень собственных шумов
- Подходят только для периодических сигналов
Стробоскопические осциллографы применяются для анализа высокоскоростных цифровых сигналов, СВЧ и оптических систем.
Как выбрать подходящий тип осциллографа?
При выборе типа осциллографа следует учитывать следующие факторы:
- Тип исследуемых сигналов (аналоговые, цифровые, смешанные)
- Требуемая полоса пропускания
- Необходимость анализа однократных или повторяющихся сигналов
- Потребность в математической обработке и автоматических измерениях
- Необходимость декодирования цифровых протоколов
- Бюджет на приобретение прибора
Правильный выбор типа осциллографа позволит эффективно решать поставленные измерительные задачи.
Заключение
Современные осциллографы предоставляют широкие возможности по анализу электрических сигналов. Каждый тип осциллографов имеет свои преимущества и области применения. Понимание особенностей различных типов осциллографов поможет выбрать оптимальный прибор для конкретных измерительных задач.
Цифровые осциллографы российского производства серии С8
Запоминающие осциллографы С8 представляют собой контрольно-измерительное оборудование начального уровня. Основным преимуществом, по сравнению с линейкой С1, является использование аналого-цифрового преобразователя и возможность подключения двух и более источников сигнала. Также нужно отметить расширенный частотный диапазон, который достигает 100 (С8-53) или даже 200 МГц (С8-54). Приборы изготавливаются как в настольном, так и в переносном форм-факторе. Поэтому Вы можете применять их и в лабораторных, и в полевых условиях.
Более дорогие модели осциллографов С8 комплектуются корпусом, защищенным от воздействия влаги и пыли. Это обеспечивает защиту внутренних компонентов и гарантирует точность полученных результатов даже в агрессивной климатической среде. Если Вам необходимо точное измерительное устройство, которое можно использовать при проведении научных исследований и разработке техники со сложной архитектурой, стоит обратить внимание на решения, внесенные в Госреестр СИ.
Более современные модели предлагают специалистам множество измерительных режимов, обеспечивающих ускоренную обработку накопленных данных. Например, выполнение математических функций, интегрированный цифровой вольтметр, широкие возможности синхронизации и автоматического запуска. Наличие встроенной памяти позволяет сохранять длительные последовательности сигналов, а поддержка USB интерфейса обуславливает быстрое сохранение результатов на съемный носитель. Также шина Universal Serial Bus позволяет пользователю самостоятельно обновлять системное программное обеспечение.
С8-54: Осциллограф цифровой
- Бренд: МНИПИ;
- Каналы: 2 канала;
- Полоса пропускания: 200 МГц;
- Тип: Цифровой;
- Форм-фактор: Настольный;
Цена зависит от комплектации
С8-47/1: Цифровой осциллограф
- Бренд: МНИПИ;
- Каналы: 2 канала;
- Полоса пропускания: 100 МГц;
- Тип: Цифровой;
- Форм-фактор: Настольный;
Цена зависит от комплектации
С8-39: Цифровой запоминающий осциллограф
- Бренд: МНИПИ;
- Каналы: 2 канала;
- Полоса пропускания: 50 МГц;
- Тип: Цифровой;
- Форм-фактор: Портативный;
Цена зависит от комплектации
С8-52: Осциллограф цифровой
- Бренд: МНИПИ;
- Каналы: 2 канала;
- Полоса пропускания: 120 МГц;
- Тип: Цифровой;
- Форм-фактор: Настольный;
Цена зависит от комплектации
С8-53: Цифровой осциллограф
- Бренд: МНИПИ;
- Каналы: 2 канала;
- Полоса пропускания: 100 МГц;
- Тип: Цифровой;
- Форм-фактор: Настольный;
Цена зависит от комплектации
С8-43: Цифровой запоминающий осциллограф
- Бренд: МНИПИ;
- Каналы: 2 канала;
- Полоса пропускания: 50 МГц;
- Тип: Цифровой;
- Форм-фактор: Настольный;
Цена зависит от комплектации
С8-53/1: Цифровой осциллограф
- Бренд: МНИПИ;
- Каналы: 2 канала;
- Полоса пропускания: 100 МГц;
- Тип: Цифровой;
- Форм-фактор: Настольный;
Цена зависит от комплектации
Новое поступление популярных моделей цифровых осциллографов и осциллографов-мультиметров Актаком!
Уважаемые клиенты!
Информируем о поступлении на наш склад:
ультракомпактных цифровых осциллографов Актаком с глубиной записи 10 миллионов точек на канал: ADS-2061M, ADS-2061MV, ADS-2071M (новинка!), ADS-2071MV (новинка!), ADS-2111M, ADS-2111MV, ADS-2121MV и ADS-2221MV
Кол. каналов |
2 канала + внешний запуск | |||||||||||
| Полоса пропускания | 60 МГц | 70 МГц | 100 МГц | 200 МГц | 300 МГц | |||||||
| Макс.частота дискретизации (реальное время) |
500 Мвыб/сек — один канал 250 Мвыб/сек — 2 канала |
1 Гвыб/сек — один канал 500 Мвыб/сек — 2 канала |
2 Гвыб/сек — один канал 1 Гвыб/сек — 2 канала |
2,5 Гвыб/сек — 1 канал 1,25 Гвыб/сек-2 канала |
3,2 Гвыб/сек — 1 канал 1,6 Гвыб/сек-2 канала |
|||||||
| Макс. глубина записи | 10 миллионов точек на один канал | |||||||||||
| Интерфейс | USB-упр., USB-сохр.  , RS-232 |
USB-упр., USB-сохр., VGA |
USB-упр., USB-сохр., RS-232 |
USB-упр., USB-сохр., |
USB-упр., USB-сохр., RS-232 |
USB-упр., USB-сохр., VGA |
USB-упр., USB-сохр., RS-232 |
USB-упр., USB-сохр., VGA |
USB-упр., USB-сохр., RS-232 |
USB-упр., USB-сохр., VGA |
USB-упр., USB-сохр., VGA |
USB-упр., USB-сохр., VGA |
| Дисплей | диагональ 8″, разрешение 800х600 | |||||||||||
цифровых осциллографов Актаком эконом-класса: ADS-2031 и ADS-2031V
Цифровые осциллографы Актаком эконом-класса ADS-2031 и ADS-2031V имеют полосу пропускания 30 МГц и максимальную частоту дискретизации в реальном времени до 250 Мвыб/сек
Очень многое из того, что имеется в популярнейшей серии осциллографов с глубиной записи 10 млн.
точек (ADS-2000M/MV), также реализовано и в новых моделях ADS-2031 и ADS-2031VV, а именно:
- ультратонкий корпус: толщина около 7 см
- большой цветной дисплей: TFT матрица, диагональ 20 см, разрешение 800х600 точек
- двухуровневая система меню с русскоязычным экранным интерфейсом
- возможность подключения через VGA интерфейс (для ADS-2031V) к внешнему монитору или телевизору, что может быть полезным в учебном процессе или при проведении презентаций и конференций
Напоминаем, что цифровые осциллографы Актаком ADS-2061M, ADS-2061MV, ADS-2111M, ADS-2111MV, ADS-2121M, ADS-2121MV, ADS-2221M, ADS-2221MV, ADS-2182 и ADS-2282 были включены в Государственный Реестр средств измерений и они могут использоваться в сфере метрологического контроля и надзора! Срок действия сертификата — до 18 мая 2017 года.
четырех моделей осциллографов-мультиметров Актаком: одноканальной — АСК-2018 и двухканальных АСК-2028, АСК-2068, АСК-2108.
Осциллографы-мультиметры Актаком — это уникальной сочетание функциональности, компактности и доступной цены.
Несмотря на свое название данные модели сочетают в одном корпусе фактически 4 прибора:
- Полнофункциональный осциллограф
- Универсальный мультиметр
- Анализатор спектра на основе БПФ
- Электронный частотомер
| АСК-2018 | 1 | 20 МГц | 6 К | 100 Мвыб/с | Фронт, видео | Нет | Нет | USB-управл. | 6 цифр, 2 Гц..20 МГц |
3 ¾ разряда Измерение ACV, DCV, ACI, DCI, R,C |
Цветной 3,5”, 320×240, 65535 цветов |
Нет | |
| АСК-2068 | 2 | 60 МГц | 6 К на канал | 250 Мвыб/с | Фронт, видео | Нет | +, – . ×, /БПФ нет |
USB-управл. | Нет | Цветной 3,8”, 640×480, 4096 цветов |
Да | ||
| АСК-2028 | 2 | 20 МГц | 6 К на канал | 100 Мвыб/с | Фронт, видео, поочередный | Нет | +, — . ×, / БПФ |
USB-управл., USB-flash |
Нет | Цветной 3,7”, 640×480, 65535 цветов |
Да | ||
| АСК-2108 | 2 | 100 МГц | 6 К на канал | 500 Мвыб/с | Фронт, видео, поочередный | 3000 кадров | +, — . ×, / БПФ |
USB-управл., USB-flash |
6 цифр, 2 Гц..100 МГц |
Цветной 3,7”, 640×480, 65535 цветов |
Нет |
осциллографов со встроенным 16-ти канальным логическим анализатором Актаком АСК-6022
Спешите! Приборы пользуются большим спросом!
типов осциллографов | Тектроникс
Электронное оборудование можно разделить на две категории: аналоговое и цифровое.
Аналоговое оборудование работает с непрерывно изменяющимся напряжением, а цифровое оборудование работает с дискретными двоичными числами, представляющими выборки напряжения. Обычный фонограф — это аналоговое устройство, а проигрыватель компакт-дисков — это цифровое устройство. Аналогично можно классифицировать осциллографы – на аналоговые и цифровые. В отличие от аналогового осциллографа, цифровой осциллограф использует аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования измеренного напряжения в цифровую информацию. Он получает сигнал в виде серии отсчетов и сохраняет эти отсчеты до тех пор, пока не накопится достаточное количество отсчетов для описания сигнала. Затем цифровой осциллограф повторно собирает сигнал для отображения на экране, как показано на рис. 11.
Рисунок 11 : Аналоговые осциллографы отслеживают сигналы, в то время как цифровые осциллографы осуществляют выборку сигналов и построение изображений.
Типы цифровых осциллографов
Цифровые осциллографы можно разделить на четыре типа:
- Цифровые запоминающие осциллографы (DSO)
- Осциллографы цифровые люминофорные (DPO)
- Осциллографы смешанных сигналов (MSO)
- Цифровые стробоскопические осциллографы
В этой главе подробно описаны эти типы цифровых осциллографов, чтобы помочь вам выбрать тот тип осциллографа, который подходит для ваших нужд.
Если вам нужно вернуться к основам осциллографа, ознакомьтесь с нашим постом под названием «Что такое осциллограф?»
Цифровые запоминающие осциллографы (DSO)
Обычный цифровой осциллограф известен как цифровой запоминающий осциллограф (DSO). Его дисплей обычно использует растровый экран, а не светящийся люминофор, который можно найти в старых аналоговых осциллографах.
DSO позволяют захватывать и просматривать события, которые могут произойти только один раз, известные как переходные процессы. Поскольку информация о форме сигнала существует в цифровом виде в виде ряда сохраненных двоичных значений, ее можно анализировать, архивировать, распечатывать и обрабатывать иным образом как в самом осциллографе, так и на внешнем компьютере.
Форма сигнала не обязательно должна быть непрерывной; он может отображаться даже при исчезновении сигнала. В отличие от аналоговых осциллографов, DSO обеспечивают постоянное хранение сигналов и обширную обработку сигналов. Однако DSO обычно не имеют оценки интенсивности в реальном времени.
Поэтому они не могут отображать различные уровни интенсивности живого сигнала.
Некоторые подсистемы DSO аналогичны подсистемам аналоговых осциллографов. Однако DSO содержат дополнительные подсистемы обработки данных, которые используются для сбора и отображения данных для всего сигнала. DSO использует архитектуру последовательной обработки для захвата и отображения сигнала на экране, как показано на рис. 12.9.0003
Рис. 12 : Архитектура последовательной обработки цифрового запоминающего осциллографа (DSO).
Архитектура последовательной обработки
Подобно аналоговому осциллографу, первый (входной) каскад DSO представляет собой вертикальный усилитель. Вертикальные элементы управления позволяют вам настроить амплитуду и диапазон положения на этом этапе. Затем аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в горизонтальной системе производит выборку сигнала в дискретные моменты времени и преобразует напряжение сигнала в этих точках в цифровые значения, называемые точками выборки.
Этот процесс называется оцифровкой сигнала.
Тактовая частота выборки горизонтальной системы определяет, как часто АЦП берет выборку. Эта частота называется частотой дискретизации и выражается в выборках в секунду (С/с).
Точки выборки из АЦП сохраняются в памяти сбора данных как точки осциллограммы. Несколько точек выборки могут составлять одну точку сигнала. Вместе точки осциллограммы составляют одну запись осциллограммы. Количество точек сигнала, используемых для создания записи сигнала, называется длиной записи. Система триггеров определяет начальную и конечную точки записи.
Тракт сигнала DSO включает микропроцессор, через который измеренный сигнал проходит на пути к дисплею. Этот микропроцессор обрабатывает сигнал, координирует работу дисплея, управляет элементами управления на передней панели и т. д. Затем сигнал проходит через память дисплея и отображается на экране осциллографа.
В зависимости от возможностей осциллографа может выполняться дополнительная обработка точек выборки, улучшающая отображение.
Также может быть доступен предварительный запуск, чтобы вы могли видеть события до точки запуска. Большинство цифровых осциллографов также обеспечивают выбор автоматических параметрических измерений, упрощая процесс измерения.
DSO обеспечивают высокую производительность в одноканальном многоканальном приборе (рис. 13). Они идеально подходят для низкочастотных или однократных, высокоскоростных, многоканальных приложений проектирования. В реальном мире цифрового проектирования инженер обычно исследует четыре или более сигналов одновременно, что делает DSO важным компаньоном.
Рис. 13 : Цифровой запоминающий осциллограф обеспечивает высокоскоростное однократное получение данных по нескольким каналам, повышая вероятность регистрации неуловимых сбоев и переходных процессов
Осциллографы с цифровым люминофором (DPO)
Осциллограф с цифровым люминофором (DPO) предлагает новый подход к архитектуре осциллографа. Эта архитектура обеспечивает уникальные возможности сбора данных и отображения для точного восстановления сигнала.
В то время как DSO использует архитектуру последовательной обработки для захвата, отображения и анализа сигналов, DPO использует архитектуру параллельной обработки для выполнения этих функций (рис. 14).
Рис. 14 : Архитектура параллельной обработки цифрового люминофорного осциллографа (DPO).
Архитектура DPO использует уникальное оборудование ASIC для получения изображений сигналов, обеспечивая высокую скорость захвата сигналов, что приводит к более высокому уровню визуализации сигнала. Эта производительность увеличивает вероятность обнаружения переходных процессов, происходящих в цифровых системах, таких как кратковременные импульсы, сбои и ошибки перехода, а также обеспечивает дополнительные возможности анализа.
Архитектура параллельной обработки
Первый (входной) каскад DPO подобен каскаду аналогового осциллографа — вертикальный усилитель, а его второй каскад подобен каскаду DSO — АЦП. Но DPO значительно отличается от своих предшественников после аналого-цифрового преобразования.
Для любого осциллографа — аналогового, DSO или DPO — всегда существует время задержки, в течение которого прибор обрабатывает последние полученные данные, сбрасывает систему и ожидает следующего события запуска. В это время осциллограф не видит никакой активности сигналов. Вероятность увидеть редкое или редко повторяющееся событие уменьшается по мере увеличения времени удержания.
Невозможно определить вероятность захвата, просто взглянув на частоту обновления дисплея. Если вы полагаетесь исключительно на частоту обновления, легко ошибиться, полагая, что осциллограф фиксирует всю необходимую информацию о форме сигнала, хотя на самом деле это не так.
DSO последовательно обрабатывает захваченные сигналы. Скорость его микропроцессора является узким местом в этом процессе, поскольку она ограничивает скорость захвата сигнала. DPO растеризует оцифрованные данные сигнала в базу данных цифрового люминофора. Каждую 1/30 секунды — примерно с той скоростью, с которой может воспринимать это человеческий глаз — моментальный снимок изображения сигнала, хранящегося в базе данных, передается непосредственно на дисплей.
Эта прямая растеризация данных сигнала и прямое копирование в память дисплея из базы данных устраняет узкое место в обработке данных, характерное для других архитектур. Результатом является улучшенное «живое» обновление дисплея «в реальном времени». Детали сигнала, периодические события и динамические характеристики сигнала фиксируются в режиме реального времени. Микропроцессор DPO работает параллельно с этой интегрированной системой сбора данных для управления дисплеем, автоматизации измерений и управления прибором, поэтому он не влияет на скорость сбора данных осциллографа.
DPO точно эмулирует лучшие атрибуты отображения аналогового осциллографа, отображая сигнал в трех измерениях: время, амплитуда и распределение амплитуды во времени. Все в режиме реального времени.
В отличие от аналогового осциллографа, использующего химический люминофор, DPO использует чисто электронный цифровой люминофор, который фактически представляет собой постоянно обновляемую базу данных. В этой базе данных есть отдельная «ячейка» информации для каждого отдельного пикселя на дисплее осциллографа.
Каждый раз, когда фиксируется форма волны, другими словами, каждый раз, когда запускается осциллограф, она отображается в ячейках базы данных цифровых люминофоров. Каждая ячейка, представляющая положение на экране и затронутая волновой формой, подкрепляется информацией об интенсивности, а другие ячейки — нет. Таким образом, информация об интенсивности накапливается в ячейках, где волна проходит чаще всего.
Когда цифровая база данных люминофора подается на дисплей осциллографа, на дисплее отображаются усиленные области сигнала, пропорциональные частоте появления сигнала в каждой точке, что очень похоже на характеристики градации интенсивности аналогового осциллографа. DPO также позволяет отображать информацию о различной частоте появления на дисплее контрастными цветами, в отличие от аналогового осциллографа. С DPO легко увидеть разницу между сигналом, который возникает почти при каждом запуске, и сигналом, который возникает, скажем, при каждом сотом запуске.
DPO разрушает барьер между аналоговыми и цифровыми технологиями осциллографов.
Они одинаково подходят для просмотра высоких и низких частот, повторяющихся сигналов, переходных процессов и изменений сигнала в режиме реального времени. Только DPO обеспечивает ось Z (интенсивность) в режиме реального времени, чего нет в обычных DSO.
DPO идеально подходит для тех, кому требуется наилучший универсальный инструмент проектирования и устранения неполадок для широкого спектра приложений (рис. 15). DPO является образцом для расширенного анализа, тестирования маски связи, цифровой отладки прерывистых сигналов, повторяющегося цифрового проектирования. и временные приложения.
Рисунок 15 : Некоторые DPO могут регистрировать миллионы сигналов всего за секунды, что значительно увеличивает вероятность захвата прерывистых и неуловимых событий и выявления динамического поведения сигнала.
Осциллографы смешанных доменов (MDO)
Осциллографы смешанных доменов (MDO) объединяют анализатор спектра ВЧ с MSO или DPO, чтобы обеспечить коррелированное представление сигналов из цифрового, аналогового и радиочастотного доменов.
Например, MDO позволяет вам просматривать коррелированные по времени отображения протоколов, логики состояния, аналоговых и радиочастотных сигналов во встроенном проекте. Это значительно сокращает как время получения информации, так и погрешность измерения между междоменными событиями.
Понимание временной задержки между командой микропроцессора и радиочастотным событием во встроенной радиочастотной конструкции упрощает настройку тестов и позволяет выполнять сложные измерения на стенде. Для встроенных радиомодулей, таких как конструкция Zigbee, показанная на рис. 16, вы можете запускать радиочастотное событие при включении и просматривать задержку командной строки декодированных управляющих линий SPI микропроцессорного контроллера, ток стока и напряжение во время включения. , и любые спектральные события, которые возникают в результате. На одном дисплее теперь у вас есть коррелированное по времени представление всех доменов радио: протокол (цифровой), аналоговый и радиочастотный.
Рисунок 16 : Коррелированное по времени отображение линий управления SPI (MOSI) и (MISO) микропроцессора радио Zigbee с измерениями тока стока и напряжения на ИС радио, а также спектра во время включения.
Осциллографы смешанных сигналов (MSO)
Осциллограф смешанных сигналов (MSO) сочетает в себе характеристики DPO с основными функциями 16-канального логического анализатора, включая декодирование и запуск протокола параллельной/последовательной шины.
Цифровые каналы MSO рассматривают цифровой сигнал либо как высокий логический уровень, либо как низкий логический уровень, точно так же, как цифровая схема рассматривает сигнал. Это означает, что до тех пор, пока звон, перерегулирование и дребезг земли не вызывают логических переходов, эти аналоговые характеристики не представляют интереса для MSO. Как и логический анализатор, MSO использует пороговое напряжение, чтобы определить, является ли сигнал высоким или низким логическим уровнем.
MSO — это предпочтительный инструмент для быстрой отладки цифровых цепей, использующий мощный цифровой запуск, возможность сбора данных с высоким разрешением и инструменты анализа. Первопричину многих цифровых проблем можно определить быстрее, проанализировав как аналоговое, так и цифровое представление сигнала, как показано на рис. 17, что делает MSO идеальным для проверки и отладки цифровых цепей.
Рисунок 17 : MSO предоставляет 16 встроенных цифровых каналов, что позволяет просматривать и анализировать аналоговые и цифровые сигналы с временной корреляцией.
Цифровые стробоскопические осциллографы
В отличие от архитектуры с цифровым запоминающим устройством и DPO, в архитектуре цифрового стробоскопического осциллографа положение аттенюатора/усилителя и моста выборки меняется на противоположное (рис. 18). Входной сигнал дискретизируется перед выполнением любого ослабления или усиления. Затем после моста дискретизации можно использовать усилитель с узкой полосой пропускания, поскольку сигнал уже был преобразован в более низкую частоту стробированием дискретизации, в результате чего инструмент имеет гораздо более широкую полосу пропускания.
Рис. 18 : Архитектура цифрового стробоскопического осциллографа
Однако компромиссом для такой широкой полосы пропускания является то, что динамический диапазон стробоскопического осциллографа ограничен. Поскольку перед стробом выборки нет аттенюатора/усилителя, нет возможности масштабировать вход. Мост выборки должен быть в состоянии обрабатывать полный динамический диапазон входного сигнала в любое время. Поэтому динамический диапазон большинства стробоскопических осциллографов ограничен примерно 1 В от пика до пика. С другой стороны, цифровые хранилища и DPO могут работать от 50 до 100 вольт.
Кроме того, защитные диоды нельзя размещать перед мостом выборки, так как это ограничивает полосу пропускания. Это снижает безопасное входное напряжение для стробоскопического осциллографа примерно до 3 В по сравнению с 500 В, доступным на других осциллографах.
При измерении высокочастотных сигналов DSO или DPO могут не собрать достаточное количество выборок за одну развертку.
Цифровой стробоскопический осциллограф — идеальный инструмент для точного захвата сигналов, частотные составляющие которых намного выше, чем частота дискретизации осциллографа (рис. 19).). Этот осциллограф способен измерять сигналы на порядок быстрее, чем любой другой осциллограф. Его полоса пропускания и высокая скорость синхронизации в десять раз выше, чем у других осциллографов для повторяющихся сигналов. Имеются осциллографы последовательной выборки эквивалентного времени с полосой пропускания до 80 ГГц.
Рис. 19 : Отображение рефлектометрии во временной области (TDR) на цифровом стробоскопическом осциллографе.
Что такое осциллограф? Типы осциллографов – Compocket
ВСЕ ОБ ОСЦИЛЛОСКОПЕ
Осциллограф — это измерительный прибор, который позволяет нам видеть изменения электрического напряжения, зависящие от времени. Можно сказать, что осциллограф — это, по сути, графическое устройство отображения.
Осциллографы являются важным инструментом в арсенале инженера-электронщика или тестировщика. На осциллографе отображается информация о интервале времени , времени нарастания и искажении формируемого сигнала.
Базовый осциллограф состоит из четырех различных систем:
- Вертикальная система
- Горизонтальная система
- Триггерная система
- Система визуализации
Все эти системы используются осциллографом, чтобы предоставить максимальную информацию о сигнале и позволить пользователю определить целостность, предсказуемость и надежность этих сигналов для любого количества приложений. История создания осциллографа с гальванометром. Медленно продвигаясь вокруг ротора, можно нарисовать на графической бумаге общую стоячую волну, записав градусы вращения и силу измерителя в каждом положении. Эти процессы были автоматизированы с помощью метода пошагового измерения сигналов Жюля Франсуа Жубера.
Этот процесс может дать только очень приблизительную форму сигнала. Но это был первый шаг в науке о формировании сигналов.
Первый цифровой запоминающий осциллограф был произведен компанией Madison Test Instrument Nicolet. Используется для вибрации и медицинского анализа с низкоскоростным аналого-цифровым преобразователем. После производства высокоскоростного цифрового осциллографа в Швейцарии Уолтер Лекрой в Соединенных Штатах Америки разработал высокоскоростной цифровой запоминающий осциллограф. Уолтер Лекрой — один из лучших разработчиков осциллографов в мире.
Цифровые осциллографы также привел к производству портативных цифровых осциллографов. Портативный осциллограф — это осциллограф реального времени, обычно использующий монохромный или цветной жидкокристаллический дисплей. С ростом распространенности компьютеров все большее распространение получают компьютерные осциллографы. ПК может быть частью осциллографа или может использоваться с осциллографом.
В осциллографах сигнал захватывается внешним оборудованием и передается на компьютер, где он обрабатывается и отображается.
Цифровые запоминающие осциллографы используют быстродействующий аналого-цифровой преобразователь для записи и отображения цифрового представления сигнала. Цифровой запоминающий осциллограф позволяет отображать предпусковые события и устранять неполадки электронных сбоев.
Используемые сегодня цифровые осциллографы появились в результате развития осциллографов, электронно-лучевых трубок, аналоговых осциллографов и цифровой электроники.
Цифровые осциллографы получили широкое распространение с 1980-е годы .
Типы осциллографов:- Цифровой осциллограф
- Аналоговый осциллограф
- USB-осциллограф
- Портативный осциллограф
Поясним эти варианты соответственно.
Цифровой осциллограф: Наиболее часто встречающиеся осциллографы являются цифровыми.
Они работают с быстрой схемой аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с высоким разрешением и микроконтроллером, который управляет функциями дисплея с помощью кнопки. Удобные функции, такие как автоматическое измерение, частотный анализ и БПФ, запоминание изображений, стали возможными благодаря цифровым осциллографам. Он может передавать полноэкранные изображения, видео или данные сигналов
с осциллографа на ПК.
Эти устройства, работающие по принципу отклонения электронного луча в электронно-лучевой трубке на экране под действием входного сигнала, подаваемого на вертикальную и горизонтальную дефлекторные катушки, образуют самый старый из известных типов осциллографов.
USB-осциллограф:Эти устройства, работающие по тому же принципу, что и цифровые осциллографы, не имеют экрана. Они используют программное обеспечение, работающее на нашем компьютере, для отображения сигнала.
Переносной осциллограф: Это устройства с ограниченными возможностями в плане небольшого размера и простоты транспортировки.
Осциллографы лабораторного типа с аккумулятором и зарядкой модели — это приборы, способные давать результаты с высокой точностью. Портативный осциллограф имеет дополнительный прочный защитный корпус , который специально используется для полевых приложений и обнаружения неисправностей.
Хотя следует отметить, что многие из этих карманных осциллографов вмещают массу функций в свои крошечные корпуса. Он обеспечивает качественную точность, множество функций и надежные возможности регистрации данных как для осциллографа, так и для встроенного цифрового мультиметра.
Будь вы профессионалом или студентом, вам нужен точный, удобный и портативный осциллограф.
Портативные осциллографы обычно используются для оценки, расчетов и проверки в технологии, машиностроении, телекоммуникациях, автоисследованиях и в тяжелой промышленности.
Где используется осциллограф?
Осциллограф можно использовать во многих процессах поиска и устранения неисправностей:
- Используется для определения частоты и амплитуды сигнала, который может быть критическим для входа, выхода или внутренних систем цепи.
Таким образом, вы можете определить, неисправен ли компонент в вашей цепи. - Используется для определения уровня шума в цепи.
- При определении формы волны — синусоидальной, квадратной, треугольной, комплексной и т.д.
- Используется для измерения разности фаз между двумя разными сигналами. Осциллографы
- можно найти в технических службах, научно-исследовательских и производственных отделах и лабораториях.
Таким образом, вы можете определить, неисправен ли компонент в вашей цепи.Осциллограф используется для многих измерений. Наиболее известные из них;
- Измерение напряжения
- Измерения времени и частоты
- Измерения ширины импульса и времени нарастания
- Измерения фазового сдвига
Осциллографы двух типов:
- Цифровые осциллографы
- Аналоговые осциллографы
Аналоговые осциллографы :
Хотя сегодня аналоговые осциллографы не пользуются популярностью, они работают так же, как старые ламповые телевизоры.
Они работают с техникой формирования изображения на люминофорном экране по принципу передачи поступающего сигнала на катушки, используемые для отклонения электронного пучка, формируемого в электронно-лучевой трубке.
Цифровые осциллографы:
В настоящее время типичных осциллографов высокого класса являются цифровыми устройствами. Они подключаются к персональным компьютерам и используют их дисплеи. Он может подключить осциллограф к ПК. Цифровые осциллографы, с другой стороны, работают по принципу дискретизации входного сигнала благодаря высокоскоростным микропроцессорам. Преимущество этого в том, что сигнал можно остановить в любой момент, запустить на нужном уровне, записать и создать снова. Кроме того, хотя для аналоговых осциллографов теоретических ограничений нет, частота дискретизации приобретаемого вами устройства будет определять максимальную частоту сигнала, которую вы можете измерить с помощью цифровых осциллографов.
Цифровые осциллографы можно классифицировать как:
- Цифровые запоминающие осциллографы (DSO)
- Осциллографы с цифровым люминофором (DPO)
- Осциллографы смешанных сигналов (MSO)
- Цифровые стробоскопические осциллографы
Вертикальная ось (y) изображения, формируемого на экране осциллографа, показывает амплитуду, то есть интенсивность измеряемого сигнала. Горизонтальная ось показывает время.
Кнопки и задачи
Вольт/дел: Определяет вертикальное разрешение сигнала, отображаемого на осциллографе. Вращая эту ручку, мы можем отрегулировать, сколько напряжений V соответствует каждому кадру, появляющемуся на экране, с шагом по вертикали. Как правило, у нас есть возможность изменять это разрешение с шагом от 1 мВ до 5 В.
Секунд/дел: Определяет горизонтальное разрешение сигнала на экране.
Ставим сколько секунд, миллисекунд или микросекунд будет представлять каждый горизонтальный кадр с помощью этой кнопки.
Связь переменного/постоянного тока:
- Переменный ток: Измеряет сигналы переменного тока.
- DC: измеряет сигналы постоянного тока.
Триггер: Этот параметр доступен только для цифровых осциллографов. Этой кнопкой мы устанавливаем, что осциллограф начнет измерение при достижении сигнала. Если изображение на экране прыгает вправо и вправо, эта настройка будет полезна.
Horizontal Pos: Этот параметр используется для настройки горизонтального положения сигнала на экране. Это очень полезная функция для сигналов, которые не помещаются на экране.
Vertial Pos: Этот параметр используется для настройки вертикального положения сигнала на экране. Особенно при одновременном исследовании двух разных сигналов может быть очень полезно найти два сигнала в разных положениях по вертикали, используя эту функцию.
