Осциллографы это: Вход осциллографический — что это такое?

принципы действия, отличия, сферы применения

Осциллографы предназначены для измерения параметров электрических и оптических сигналов — напряжения, частоты, сдвига фаз, отношения сигнала к шуму и других. Эти приборы незаменимы при проектировании, тестировании и ремонте интегральных схем, полупроводниковых и других устройств.

За десятилетия совершенствования осциллографов их характеристики существенно улучшились, а возможности применения — расширились. Производители разработали разные типы осциллографов. В наши дни широкое распространение получили цифровые приборы двух типов — стробоскопические и реального времени. Перед тем, как выбрать и купить осциллограф, нужно изучить сходства и различия устройств разных типов. В этом вам поможет настоящий обзор.

Содержание

• Немного истории
• Стробоскопические осциллографы
• Осциллографы реального времени
• Сравнение осциллографов разных типов
• Сферы применения осциллографов разных типов
• Тенденции совершенствования осциллографов
• Выводы

Немного истории

История осциллографов началась в далёком 1893 году, когда учёный Андре Блондель из Франции создал магнитоэлектрический прибор для регистрации характеристик сигналов. Этот первый осциллограф, крайне примитивный по сегодняшним меркам, выводил результаты измерений на движущуюся ленту с помощью маятника с чернилами. Большое количество трущихся деталей значительно снижало точность устройства. Полоса его пропускания также была небольшой — всего 10-19 кГц.

Блондель Андре-Эжен, физик, специалист в области электротехники, изобретатель электромеханического осциллографа

1897 год был ознаменован изобретением электронно-лучевой трубки — устройства, давшего осциллографам новую жизнь. Первую модель прибора, оснащённого ЭЛТ, в 1932 году продемонстрировала английская компания A. C. Cossor.

Вторая мировая война затормозила развитие измерительной техники. После её окончания началось стремительное распространение осциллографов во многих странах мира, в первую очередь — в Америке и Европе.

В 1946 году был изобретён первый в мире осциллограф с ждущей развёрткой — такой, которая срабатывает только тогда, когда присутствует исследуемый электрический сигнал.

Из года в год улучшались характеристики осциллографов — повышалась их точность, расширялась полоса пропускания. Тем не менее, всё это время неизменным оставалось одно — все измерительные приборы были аналоговыми. Революционным событием стало создание в 1985 году первых цифровых осциллографов, предназначенных для научного центра CERN. Их разработала компания LeCroy, которая в последующие годы получала огромное количество заказов на свои устройства.

Появлению и бурному развитию цифровых осциллографов поспособствовало создание таких устройств, как:

• гибридные аналого-цифровые преобразователи, позволяющие точно и быстро переводить электрические и оптические сигналы в цифровую форму;
• компактных, информативных и энергоэффективных дисплеев, на которые выводится информация о результатах измерений;
• запоминающих модулей, позволяющих фиксировать выборки сигнала в памяти.

Аналоговые осциллографы, оснащённые электронно-лучевыми трубками, ушли на второй план далеко не сразу — слишком сильны были привычки и предпочтения учёных и исследователей второй половины XX века. Такие приборы отображали сигнал в режиме реального времени, они не позволяли масштабировать его и сохранять данные в памяти, поэтому со временем закономерно уступили свои позиции. Цифровые осциллографы оказались гораздо более функциональными, поэтому именно они в итоге завоевали рынок измерительного оборудования.

Совершенствуя цифровые приборы, разработчики создали несколько типов осциллографов — в частности, стробоскопические и реального времени. Модели, входящие в каждую из этих групп, имеют разные, хоть и частично пересекающиеся, сферы применения (подробнее об этом будет рассказано далее).

Стробоскопические осциллографы и устройства, работающие в реальном времени, имеют сходство, и оно — в тракте дискретизации (оцифровки) исследуемого сигнала. Последний подаётся на входной интерфейс прибора и переводится в цифровую форму в цепи предварительной обработки. Трансформированный таким образом сигнал отображается на экране осциллографа и сохраняется в его памяти. На этом сходства приборов разных типов заканчиваются, и начинаются принципиальные различия.

Стробоскопические осциллографы

У этих приборов есть другое название — осциллографы DCA (Digital Communication Analyzer, цифровые коммуникационные анализаторы). Их используют для изучения временных и амплитудных характеристик периодических сигналов, визуализации их формы.

Стробоскопический осциллограф N1092D серии DCA-M обладает высочайшей чувствительностью
благодаря уровню собственных шумов менее 5 мкВт

Принцип действия осциллографов DCA основывается на стробоскопическом эффекте. Анализ сигналов с их помощью производится в несколько этапов:

• исследуемый сигнал подаётся на стробоскопический смеситель, в который входят запоминающий модуль и диодная ключевая схема;
• при первом выполнении условий старта прибор захватывает группу выборок, разнесённых по времени;
• далее осциллограф смещает точку запуска и захватывает очередной набор выборок, которые отображаются на экране совместно с первой группой. Смещение происходит с помощью коротких строб-импульсов, создаваемых специальной схемой. Последняя обеспечивает фиксированный шаг считывания, на который и происходит сдвиг точки захвата;
• процесс повторяется, в результате чего строится осциллограмма с бесконечным послесвечением, сформированная по данным многочисленных считываний исследуемого сигнала.

Описанный принцип действия стробоскопических осциллографов обеспечивает высокую чувствительность и широкую полосу пропускания этих приборов. В настоящее время они являются наиболее чувствительными широкополосными устройствами.

Ключевое значение для работы стробоскопического осциллографа имеет шаг сдвига точки захвата сигнала. Частота дискретизации несущественна, объём памяти также не имеет большого значения, поскольку прибору при каждом запуске приходится захватывать и обрабатывать лишь несколько выборок.

Исследуемый сигнал можно не только наблюдать на экране осциллографа, но и подавать на компьютер или двухкоординатный самописец — для этого предназначен специальный низкочастотный выход.

Осциллографы реального времени

У этих устройств есть альтернативные названия — цифровые осциллографы DSO или MSO (Digital Storage Oscilloscope, Mixed Signal Oscilloscope, то есть цифровые запоминающие или предназначенные для работы со смешанным сигналом осциллографы.

Осциллограф реального времени MXR608A серии Infiniium MXR от Keysight Technologies

Исследование сигнала с помощью цифрового осциллографа реального времени проходит в несколько этапов:

• дискретизированный сигнал подаётся на вход прибора;
• интегральная схема, отвечающая за запуск осциллографа, ожидает наступления предварительно заданного события — той или иной кодовой последовательности, перепада напряжения или другого. После его наступления ИС запускает прибор;
• осциллограф в режиме реального времени захватывает непрерывную последовательность выборок изучаемого сигнала и выводит собранные данные на экран вместе с выборками, захваченными до запуска. Кроме того, эта информация сохраняется в памяти устройства.

Осциллограф DSO можно использовать в одном из двух режимов:

• периодическом (непрерывном). Прибор с определённой периодичностью захватывает и выводит на экран исследуемый сигнал, если выполняются заданные условия запуска. Появляется возможность «живого» изучения входящего сигнала, весьма ценная для специалистов, и именно поэтому периодический режим используют чаще всего;
• режиме однократного захвата. При работе в нём цифровой осциллограф однократно захватывает группу последовательных выборок и отображает собранные данные на экране. Пользователь получает возможность детально изучить интересующее его событие, в том числе растягивая изображение, измерить длительность импульса или его фронта, выполнить быстрое преобразование Фурье или математический анализ.

Для цифровых осциллографов реального времени критичен такой параметр, как объём памяти. Чем он больше, тем более широкое окно захвата сигнала есть в распоряжении пользователя. Это, в свою очередь, позволяет выявлять события, происходящие сравнительно редко. Кроме того, большой объём памяти прибора даёт возможность повысить точность измерений и математических расчётов. Это достигается путём увеличения частоты дискретизации и одновременного замедления развёртки.

Сравнение осциллографов разных типов

Перед тем, как выбрать и купить осциллограф, примите во внимание различия между приборами разных типов.

Выбирая осциллограф обращайте внимание на уровень шумов,
способ восстановления тактовой частоты и амплитудно-частотную характеристику

Отношение сигнал/шум

Рассматривая этот критерий, нужно учесть разрядность аналого-цифровых преобразователей и связанный с ней динамический диапазон осциллографов. Модели, работающие в реальном времени, имеют 8-разрядный АЦП (фактическое разрешение при этом нередко составляет всего 6 разрядов). Это сужает динамический диапазон таких осциллографов, повышает уровень шума и заставляет использовать аттенюаторы, чтобы изучаемые сигналы отображались корректно.

Стробоскопические устройства превосходят осциллографы DSO тем, что имеют на борту 14-разрядные АЦП. Это расширяет динамический диапазон приборов и снижает уровень шума. Появляется возможность исследовать сигналы, амплитуда которых варьируется от милливольт до единиц вольт, причём без применения аттенюатора.

Низкий уровень шумов позволил стробоскопическим осциллографам завоевать титул «золотого стандарта» в сфере измерений. Устройства реального времени, однако, не намерены уступать — их характеристики с каждым годом улучшаются, а отставание от стробоскопических осциллографов по такому критерию, как уровень шума, сокращается.

Технология восстановления тактовой частоты

Чтобы измерять джиттер, декодировать 10-битное кодирование и строить так называемые глазковые диаграммы, осциллографы должны восстанавливать тактовую частоту, примешанную к исследуемому сигналу. Восстановленная тактовая частота, по сути, играет для осциллографа роль опорной, поэтому технология её восстановления имеет большое значение. В прошлом использовалось только аппаратное восстановление, и эта система не была застрахована от ошибок — вне зависимости от того, какая (внутренняя или внешняя) тактовая частота использовалась.

Сравнительно недавно разработчики реализовали программную технологию восстановления тактовой частоты. Пионером в этом направлении стала американская компания Agilent Technologies (Keysight Technologies). Внедрение программных методов стало важным шагом на пути развития измерительной техники — ошибки исчезли, а качество работы цифровых осциллографов значительно повысилось.

Нужно принимать во внимание не только технологию восстановления тактовой частоты, но и алгоритм, по которому она выполняется. Используются алгоритмы JTF и OJTF, причём первый чаще всего реализован в стробоскопических осциллографах, а второй — в моделях реального времени. Алгоритм OJTF в значительной степени подавляет низкочастотный джиттер, и это нужно учитывать при использовании измерительного оборудования.

Стробоскопические осциллографы и осциллографы реального времени
могут строить глазковые диаграммы, гистограммы и измерять джиттер

Амплитудно-частотная характеристика

Результаты исследования сигнала напрямую зависят от частотных характеристик осциллографа, с помощью которого оно выполняется. Способность корректировать амплитудно-частотную характеристику — ещё одна особенность, которой отличаются друг от друга приборы разных типов:

• стробоскопические осциллографы, как правило, не корректируют АЧХ, поэтому имеют медленно снижающуюся частотную характеристику, напоминающую гауссову кривую;
• во многих осциллографах реального времени реализована технология цифровой коррекции на основе DSP (Digital Signal Processor, цифрового сигнального процессора). В отдельных моделях предусмотрено несколько отличающихся параметрами частотных характеристик. Замечено, что плоская АЧХ при чрезмерных для прибора скоростях спада и нарастания импульса может при измерениях давать подобие звона. Гауссова АЧХ в некоторых случаях порождает межсимвольные помехи, также искажающие результаты измерений. Исследователь, использующий цифровой осциллограф DSO, должен учитывать эти особенности и в каждом случае выбирать оптимальную частотную характеристику.

Цена

При схожих технических характеристиках цена осциллографов разных типов может существенно отличаться. Так, модель реального времени, имеющая полосу пропускания 50 ГГц, может стоить 300-400 тыс. долларов, тогда как полнофункциональный стробоскопический осциллограф с аналогичной полосой пропускания вполне реально приобрести меньше, чем за 150 тыс. долларов. Ответьте на вопрос о том, нужна ли высокая гибкость осциллографов DSO в вашем случае, и вы избежите неоправданных расходов.

Расширяемость

И стробоскопические, и DSO осциллографы отличаются друг от друга возможностями расширения. Современные модели позволяют:

• добавлять специализированные функции измерения;
• работать с программным обеспечением сторонних производителей, установленным на компьютере;
• увеличивать объём памяти для того, чтобы создавать более длительные записи;
• использовать большую номенклатуру дополнительных модулей и пробников;
• применять вспомогательные приспособления — комплекты для установки осциллографа в стойку, аккумуляторные батареи для автономной работы прибора и другие.

Базовый блок N1000A DCA-X с прецизионным анализатором формы сигналов N1060A

Выбирая осциллограф по такому критерию, как степень расширяемости, учитывайте не только существующие потребности, но и те, которые могут возникнуть в будущем.

Лёгкость изучения

Это — ещё одно отличие разных моделей осциллографов (как стробоскопических, так и реального времени). Студенты и начинающие пользователи быстрее начинают эффективное использование измерительного прибора, если он:

• имеет интуитивно понятный интерфейс;
• комплектуется учебными материалами;
• позволяет использовать встроенные обучающие сигналы;
• даёт доступ к презентациям, лабораторным работам и другим материалам, разработанным фирмой-производителем.

Сферы применения осциллографов разных типов

Если исследуемый сигнал периодически повторяется, и его можно захватить в определённом интервале реального времени, оптимально подойдёт стробоскопический осциллограф. Важную роль в данном случае играют такие особенности прибора, как широкий динамический диапазон и незначительный джиттер. Не менее важны модульная конструкция осциллографов стробоскопического типа и их сравнительно небольшая стоимость. Эти высокочувствительные приборы позволяют:

• исследовать временные и амплитудные характеристики сигналов пико- и наносекундного диапазонов, которые периодически повторяются;
• работать с уровнями сигналов, варьирующимися от милливольт до единиц вольт;
• изучать параметры импульсных и интегральных схем;
• строить глазковые диаграммы;
• измерять джиттер;
• исследовать переходные процессы, происходящие в быстродействующих приборах;
• решать некоторые другие задачи.

Чтобы наблюдать за слабыми импульсами, длительность которых измеряется наносекундами, понадобились бы широкополосные трубки и усилители сигнала, работающие на высоких частотах. Стробоскопические осциллографы сделали ненужным комбинирование этих приборов, которые с трудом совмещаются друг с другом. Они позволили масштабировать время изучаемого импульса без изменения его формы — а значит, многократно увеличить эквивалентную полосу пропускания.

При выборе осциллографа реального времени обязательно обращайте внимание на объём памяти

Можно сделать вывод: стробоскопические осциллографы, как правило, лучше других отвечают требованиям, действующим при производственном тестировании.

Если пользователю, выполняющему отладку оборудования, нужно организовать запуск прибора по сложно обнаруживаемым событиям, ему подойдёт осциллограф DSO, работающий в реальном времени. Такие приборы отличаются гораздо более высокой гибкостью, чем стробоскопические модели. Они позволяют:

• декодировать сигналы, закодированные по многим протоколам;
• начинать анализ по этим сигналам;
• тестировать оборудование по многочисленным стандартам;
• исследовать джиттер в расширенном режиме, причём по единственному захвату;
• в итоге — быстро и эффективно выявлять и устранять возникшие неисправности оборудования.

В недалёком прошлом стробоскопические осциллографы на несколько порядков превосходили устройства реального времени по собственному джиттеру и полосе пропускания. За последнее десятилетие осциллографы DSO, однако, значительно сократили этот разрыв. Грань между приборами разных типов, таким образом, оказалась почти стёртой.

Современные осциллографы реального времени имеют широкую полосу пропускания,
могут проводить расширенный анализ джиттера и практически не уступают стробоскопическим осциллографам

Тенденции совершенствования осциллографов

Одна из главных тенденций совершенствования цифровых осциллографов — расширение их полосы пропускания и повышение их быстродействия. По первому критерию предел современных устройств составляет 6-7 ГГц, время нарастания при этом составляет порядка 50-70 пикосекунд.

Ещё одна тенденция — расширение ассортимента портативных (мобильных) осциллографов. Внешне такие устройства очень напоминают сотовые телефоны. Портативные осциллографы, как правило, уступают стационарным лабораторным моделям по характеристикам, но превосходят их по удобству транспортировки и использования в полевых условиях. Портативными осциллографами управляют с помощью компьютера, на нём же выполняется обработка сигнала. Результаты наблюдений отрисовываются на мониторе ПК. Кроме того, появляется возможность сохранить результаты исследований на жёстком диске, поделиться ими по электронной почте или распечатать на принтере.

Свои тенденции развития господствуют в сегменте цифровых осциллографов класса Hi-End. Они оснащаются аналого-цифровыми преобразователями, работающими с чрезвычайно высокой (достигающей 10 гигавыборок в секунду) скоростью. Такие устройства отличаются очень малым временем, проходящим между записью сегментов. Благодаря этому осциллографы класса Hi-End обеспечивают высокую скорость сбора данных и их фиксации в памяти.

Выводы

Итак, если вы изучаете периодически повторяющиеся сигналы в большом динамическом диапазоне, имеющие малый джиттер, вам подойдёт стробоскопический осциллограф. В будущем вы с большой вероятностью сможете расширять его функциональность, обновляя и дополняя модули прибора. Вас порадует цена этого устройства — она будет гораздо более доступной, чем цена цифрового осциллографа реального времени.

Если вам нужно выполнять высокочастотные измерения и регистрировать параметры однократных и повторяющихся сигналов, исследовать джиттер, запускать осциллограф по редким и сложно выявляемым событиям, ваш выбор — модель, работающая в реальном времени. При схожих характеристиках она будет дороже, чем стробоскопическое устройство, но обеспечит вам максимальную гибкость её эксплуатации.

Возникают сложности при выборе того или иного типа осциллографа? Воспользуйтесь профессиональной помощью специалистов компании «Диполь». Мы изучим ваши потребности и порекомендуем модели, которые оптимально подойдут именно вам.

Зачем нужен осциллограф | РОБОТОША

Часто, произнося это слово в присутствии человека, не связанного с радиоэлектроникой, мне начинало казаться, что я произнес какое-то очень завораживающее слово. В глазах собеседника сразу появлялось удивление и заинтересованность, и он начинал смотреть на меня как на какого-то мага или волшебника. Так что же это за прибор, который делает человека, занимающегося электроникой, фактически Гарри Поттером?

Основное предназначение осциллографа — изобразить форму измеряемого электрического сигнала (его напряжения), и он становится относительно простым в использовании прибором уже после первого с ним знакомства (хотя куча всяких ручек и кнопочек на нем может вогнать в ступор кого угодно). Фактически, осциллограф рисует нам двухмерный график зависимости напряжения от времени, где по горизонтальной оси X мы наблюдаем время, по вертикальной Y — напряжение. Или как еще говорят, осциллограф делает временную развертку сигнала. Интенсивность (или яркость) сигнала на дисплее можно представить в виде третьей оси Z.

Оси осциллографа

Итак, осциллограф — это измерительный прибор, который позволяет:

• Определить временные параметры и значения напряжения сигнала (его амплитуду)
• Замерив временные характеристики сигнала, можно вычислить его частоту
• Наблюдать сдвиг фаз, который происходит при прохождении различных участков цепи
• Наблюдать искажение сигнала, вносимые каким-то участком цепи
• Можно выяснить постоянную (DC) и переменную (AC) составляющие сигнала
• Можно выяснить соотношение сигнал/шум и является ли шум стационарным, или же он изменяется во времени

Еще раз повторюсь, что хотя мы и можем измерять некоторые из параметров исследуемого сигнала, его напряжение (амплитуду), частоту, сдвиг фаз, но именно форма сигнала зачастую позволяет понять процессы, происходящие в электрической цепи.

Рассмотрим пример осциллограммы электрического сигнала — это то, что показывает осциллограф.  Картинка идеализирована, работая с реальными приборами таких идеально ровных линий увидеть не получится (из-за чего это происходит я расскажу несколько позже).

Осциллограмма

В нашем случае мы наблюдаем периодический сигнал, у которого отсутствует постоянная составляющая (равна нулю), и мы имеем переменную составляющую в форме прямоугольных импульсов. Действующее (эффективное) значение напряжения (Vrms, среднеквадратичное значение) в данном частном случае совпало с амплитудой сигнала, хотя в общем случае, это не так (действующее значение будет меньше амплитудного). К слову, вольтметры измеряют именно действующее значение напряжения (простенький цифровой вольтметр показывает вообще некоторое средневыпрямленное значение, такое, что при измерении синусоидального сигнала оно равно действующему значению). Хотя есть вольтметры, измеряющие именно амплитудные (пиковые) значения сигналов, вне зависимости от формы сигнала (в них используются пиковые детекторы). К теме работы вольтметров, я обязательно еще вернусь в своих публикациях.

Глядя на полученную осциллограму, можно заметить, что мы имеем:

• периодический сигнал прямоугольной формы
• он принимает значения как положительной, так и отрицательной полярности (вольтметр просто показал бы какое-то число)
• сигнал изменяется в пределах от -6В до +6В (чувствительность по вертикали 2В/деление)
• длительность отрицательного полупериода равна длительности положительного полупериода

Не так уж и мало информации мы получили, глядя на экран осциллографа!

При помощи многоканального осциллографа можно одновременно наблюдать сигналы в различных точках схемы и смотреть, как они между собой соотносятся. Например, на входе и выходе усилителя. Мы можем посмотреть сигнал на входе и сигнал на выходе, выяснить какие искажения в форму сигнала вносит наш усилитель, как изменилась его амплитуда, какова временная задержа (сдвиг фаз). Как правило, увеличение количества входов осциллографа значительно сказывается на его стоимости. На практике, при разработке, отладке, настройке или ремонте цифровых и аналоговых устройств оптимальным, я считаю, наличие в своем арсенале двухканального осциллографа.

В ближайшее время я планирую рассказать о том, как выбрать подходящий для ваших задач осциллограф, на какие характеристики следует обращать внимание, как устроены различные типы осциллографов и покажу, как с этим чудо-прибором работать. Следите за новостями!

 

---

Еще по этой теме

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Принцип действия цифрового осциллографа — Осциллографы

Цифровой осциллограф — это конструктивное объединение аналогового осциллографа и электронно-вычислительной машины. С его помощью можно не только отображать характеристику напряжения в реальном времени, но и выполнять различные математические операции: складывать и вычитать сигналы в разных каналах, растягивать во времени фрагменты записанного в память сигнала, определять частотный спектр сигнала путём применения быстрого преобразования Фурье и прочее.

Входной сигнал u(t) проходит через масштабирующее устройство (усилитель и делитель напряжения) и попадает в аналогово-цифровой преобразователь. Задача этого звена – это заменить полученную зависимость дискретной последовательностью кодовых слов Ni (мгновенных значений ui этого напряжения). Полученное кодовое слово записывается оперативным запоминающим устройством, при этом, все предыдущие записанные отсчёты сдвигаются на одну ячейку (регистр сдвига), а самый первый N1 исчезает, как бы «выталкивается». Если ОЗУ состоит из М ячеек, то в нём, постоянно обновляясь, содержится М последних, «свежих», кодовых слов. Так продолжается до тех пор, пока не будет выполнено некое заданное условие, например, когда какое-либо ui впервые превысит заданный оператором уровень. После этого, содержимое некоторого количества ячеек ОЗУ переписывается в запоминающее устройство, где каждой ячейке соответствует точка на экране, отличающаяся от фона. Координата Х определяется номером ячейки, а координата Y кодовым словом Ni, которое находится в этой ячейке.

В отличие от аналоговых осциллографов, цифровые осциллографы, позволяют запоминать в оперативном запоминающем устройстве много кодовых слов, а потом «вытягивать» их порциями, соответствующими ширине экрана.

Также ещё одно принципиальное отличие от аналоговых осциллографов состоит в том, что на цифровом осциллографе можно видеть предысторию сигнала, до появления импульса запуска, это называют «предварительным запуском». Кодовые слова переписываются из оперативного запоминающего устройство в запоминающее устройство так, что в момент появления импульса запуска первой ячейкой запоминающего устройства будет та, что даёт точку на вертикальной линии, проходящей через центр экрана, последующие точки располагаются направо от неё, предыдущие – налево. Положение первой ячейки можно смещать влево или вправо от центра и тем самым соответственно уменьшать или увеличивать видимый интервал предыстории.

Частоту дискретизации (частоту «выборок») можно изменять в широких пределах, что соответствует изменению масштаба по горизонтали и аналогично изменению скорости развёртки в аналоговых осциллографах.

Для изменения масштаба по вертикали, как и в аналоговых осциллографах, можно изменять коэффициенты усиления или деления соответственно входного усилителя или делителя напряжения.

Благодаря выше изложенным преимуществам цифровые осциллографы заняли прочные позиции в производстве контрольно – измерительных приборов и почти вытеснили из рынка аналоговые осциллографы. По данным компании Frost & Sullivan, доля продаж цифровых осциллографов на мировом рынке в 2007 году составляла 87,4%, в то время как для аналоговых приборов названа цифра 2,8%. На сегодняшний день в мире существует немало фирм, которые занимаются разработкой цифровых осциллографов достаточно давно и предлагают хорошую, сертифицированную, многофункциональную продукцию. Но с потребительской точки зрения весомым недостатком этих проборов является достаточно высокая их стоимость. В этом ракурсе вопроса потенциальные покупатели обращают внимание на, возможно, менее известные бренды, которые, тем не менее, могут предложить хорошее качество. Например, не так давно на мировой рынок вышла китайская компания по производству контрольно-измерительных приборов RIGOL. Именно эта компания, благодаря размещению в мировой зоне с низкими затратами на производство и хорошим идеям по поводу решения конструкторских задач, предлагает потребителям бюджетные цифровые осциллографы с отличным соотношением цена-качество.

Например, бюджетная серия RIGOL DS1000 цифровых запоминающих осциллографов предоставляет исключительные возможности для наблюдения и измерений параметров формы сигнала. Приборы серии компактны и легки. Осциллографы этой серии идеально подходят для: испытаний продукции, исследований и разработки, любых проверок и выявления неисправностей в аналоговых/цифровых схемах, а также для процесса обучения и практики.

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.

Портативные осциллографы | Fluke

Портативные осциллографы ScopeMeter® можно использовать в условиях, где стандартные стендовые осциллографы с трудом выдерживают воздействие суровых, опасных и загрязненных промышленных сред. Эти портативные приборы сочетают в себе производительность стендового осциллографа, функции мультиметра и безбумажного регистратора, что обеспечивает установку, ввод в эксплуатацию и обслуживание промышленного и электронного оборудования в полевых условиях. В измерительных приборах ScopeMeter компании Fluke используется уникальный режим Connect-and-View ™ для автоматической и непрерывной настройки осциллографа, что упрощает их использование даже при сложных сигналах.

Измерительные приборы Fluke 190 ScopeMeter серии III
Измерительные приборы ScopeMeter 190 серии III — это высокопроизводительные портативные осциллографы, предназначенные для поиска и устранения неисправностей промышленных электрических или электронных систем. Серия работает в полосах пропускания 60, 100, 200 или 500 МГц.

Осциллограф Fluke серии 120B
Прибор ScopeMeter серии 120B с осциллографом с двойным входом и цифровым мультиметром идеально подходит для использования на промышленном электрическом или электромеханическом оборудовании, когда требуется прочный портативный осциллограф. В серию входят модели с полосой пропускания 20 или 40 МГц, приборы поддерживают систему Fluke Connect^™, для них существует специальное мобильное приложение, а также ПО FlukeView^™ и ScopeMeter, которое позволяет осуществлять расширенное сотрудничество, анализ данных и архивирование важной информации о проверках.

Анализаторы работы электроприводов Fluke серии MDA-500
Анализаторы работы электроприводов серии MDA-500 представляют собой идеальные портативные измерительные приборы для анализа работы электроприводов, выполняющие измерения с пошаговыми инструкциями, которые позволяют увидеть, где выполнять соединения, а также содержат предварительно заданные профили измерений, которые помогают получать необходимые важные данные: от входа к выходу, от шины постоянного тока и от самого электродвигателя. Приборы серии MDA-500 также оснащены всеми функциями осциллографа 500 МГц для выполнения измерений и регистрации данных, что позволяет выполнять полный спектр электрических и электронных измерений в промышленных системах.

В чем разница между осциллографами реального времени и стробоскопическими осциллографами?

Operational «How to» Guides

Summary

В чем разница между осциллографами реального времени и стробоскопическими осциллографами?

Description

Сейчас осциллографы реального времени часто обозначают DSO или MSO (цифровые запоминающие осциллографы или осциллографы смешанного сигнала). Большинство продаваемых сегодня осциллографов являются осциллографами реального времени. Полоса пропускания осциллографов реального времени составляет от нескольких МГц до десятков ГГц при стоимости прибора от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч долларов. Стробоскопические осциллографы, как правило, имеют обозначение DCA (цифровые коммуникационные анализаторы). Их полоса пропускания обычно превышает десятки ГГц, и применяются они в первую очередь для анализа высокоскоростных последовательных шин, оптических устройств и сигналов тактовой частоты. Тем не менее, с ростом полосы используемых сигналов, сферы применения стробоскопических осциллографов и осциллографов реального времени начали пересекаться.
 

Тракт дискретизации в обоих типах осциллографов практически одинаков. Входной сигнал проходит через цепь предварительной обработки входного интерфейса, дискретизируется, сохраняется в памяти, а затем отображается на экране. Тем не менее, используемые в них технологии в корне отличаются.

 

Осциллографы реального времени

Как работает осциллограф реального времени? Осциллограф реального времени содержит специализированную ИС управления запуском, которая позволяет указать интересующие события, такие как пороговый уровень перепада напряжения, нарушение условий установки и удержания или появление определенной кодовой последовательности. В обычном режиме регистрации, когда система запуска обнаруживает указанное событие, осциллограф захватывает и сохраняет непрерывную последовательность выборок сигнала до и после события запуска и выводит на экран захваченные данные. Осциллографы реального времени могут работать в режиме однократного или периодического запуска. В режиме однократного запуска осциллограф захватывает и отображает одну порцию последовательных выборок, определяемую доступным объемом памяти и выбранной частотой дискретизации. После однократного захвата осциллограммы пользователь может просматривать ее в режиме прокрутки и растягивать любой фрагмент с интересующим его событием. В непрерывном режиме осциллограф периодически захватывает и отображает сигнал при каждом появлении заданных условий запуска. Переменное или бесконечное послесвечение позволяет накладывать последовательные захваты сигнала друг на друга. Периодический режим используется чаще, поскольку он дает живое представление об исследуемом сигнале. Измерения таких параметров, как длительность фронта или импульса, математический анализ или быстрое преобразование Фурье (БПФ) могут выполняться и в однократном режиме, и в течение некоторого времени в периодическом режиме. Большинство осциллографов реального времени с полосой пропускания до 6 ГГц имеет два входа – 1 МОм и 50 Ом, к которым подключаются различные пробники и кабели.

 

Осциллографы реального времени характеризуются тремя ключевыми параметрами – полосой пропускания, частотой дискретизации и глубиной памяти. Конечно, существуют и другие важные параметры, которые надо учитывать при выборе осциллографа реального времени.

 

Осциллограф с большой глубиной памяти имеет три явных преимущества:

1. Большая глубина памяти позволяет захватывать сигнал в большем временном окне при той же частоте дискретизации. Глубина памяти определяет, сколько выборок можно сохранить за один захват и, следовательно, определяет длительность захвата. Чем больше выборок можно сохранить за один захват, тем больше вероятность обнаружения редко происходящих событий.
2. Большая глубина памяти позволяет использовать большую частоту дискретизации при меньших скоростях развертки, что повышает точность измерения. Например, при глубине памяти 10 млн. выборок, частоте дискретизации 10 Гвыб/с и скорости развертки 1 мкс/дел будет отображаться 1 млрд. точек данных (это абсолютный предел для большинства современных осциллографов). Если переключить развертку на 10 мкс/дел, осциллограф снизит частоту дискретизации в 10 раз, чтобы захватить тот же временной интервал. Однако осциллограф с глубиной памяти 100 млн. выборок сохранит ту же частоту дискретизации 10 Гвыб/с, захватывая при этом интервал длительностью 20 мкс.
3. Большая глубина памяти повышает точность статистических измерений и математических расчетов. Исследование большого числа фронтов, быстрое преобразование Фурье и измерения джиттера выигрывают от большой глубины памяти захвата.

 

Стробоскопические осциллографы

Как работает стробоскопический осциллограф? Стробоскопические осциллографы предназначены исключительно для захвата, отображения и анализа периодически повторяющихся сигналов. Система запуска таких осциллографов тоже ориентирована на работу с периодическими сигналами. При первом появлении условий запуска стробоскопический осциллограф захватывает группу разнесенных во времени выборок. Затем осциллограф сдвигает точку запуска, захватывает следующую группу выборок и выводит их на экран вместе с первой группой. Он повторяет этот процесс, создавая осциллограмму в режиме с бесконечным послесвечением, используя данные многих последовательных захватов. Ключевым компонентом этой технологии является интерполяция запуска, которая контролирует интервалы времени между запусками для повышения точности измерений. Глубина памяти при этом не критична, поскольку используется только для захвата и обработки нескольких выборок при каждом запуске. Частота дискретизации тоже не важна. Определяющую роль играет точность задержки от первого запуска до следующего.

 

Сравнение стробоскопических осциллографов с осциллографами реального времени

Как уже говорилось, полоса пропускания современных осциллографов реального времени может превышать 60 ГГц, тогда как полоса стробоскопических осциллографов может достигать значения 90 ГГц и выше. В результате для большинства цифровых приложений полоса пропускания уже не является однозначным критерием выбора осциллографа. С другой стороны, важным параметром является цена. Полнофункциональные стробоскопические осциллографы с полосой пропускания 50 ГГц будут стоить менее 150 000 долларов, тогда как цена осциллографа реального времени с такой же полосой приближается к 400 000 долларов. Разработчик должен решить, стоит ли повышенная гибкость осциллографа реального времени таких денег.

 

Шум и отношение сигнал/шум

Существуют и более существенные различия между стробоскопическими осциллографами и осциллографами реального времени. Стробоскопический осциллограф имеет 14-разрядный АЦП и в результате обладает очень большим динамическим диапазоном, что позволяет рассматривать сигналы амплитудой от нескольких милливольт до единиц вольт без применения аттенюаторов. В результате стробоскопический осциллограф имеет очень малый уровень шума при разных значениях входной чувствительности. Динамический диапазон осциллографа реального времени ограничен 8 разрядами, но эффективное разрешение зачастую равно примерно 6 разрядам. В связи с ограниченным отношением сигнал/шум необходимо применять аттенюаторы для корректного отображения сигналов в диапазоне от нескольких милливольт до нескольких вольт. В конечном итоге это значит, что осциллографы реального времени обладают большим уровнем шумов, чем стробоскопические осциллографы. Благодаря малым шумам, стробоскопические осциллографы принято считать “золотым эталоном” измерений. Тем не менее, осциллографы реального времени постоянно улучшаются, и разрыв в качестве сигнала со стробоскопическими осциллографами постоянно сокращается.

 

Амплитудно-частотная характеристика

Еще одним параметром, который надо учитывать при выборе между осциллографом реального времени и стробоскопическим осциллографом, является их амплитудно-частотная характеристика. Обычно стробоскопический осциллограф не использует цифровую коррекцию (с применением цифрового сигнального процессора) и поэтому обладает медленно спадающей частотной характеристикой, определяемой используемым оборудованием и близкой по форме к гауссовой кривой. Осциллографы реального времени могут использовать ЦСП и тем самым корректировать амплитудно-частотную характеристику. Например, осциллографы Agilent DSOX93304Q обладают равномерной АЧХ во всей полосе пропускания, то есть их коэффициент усиления меняется не более чем на 1 дБ во всем частотном диапазоне осциллографа.

 

Частотные характеристики осциллографов реального времени могут варьироваться. Некоторые производители осциллографов предлагают до пяти частотных характеристик с разными параметрами. Непосредственное сравнение плоской и гауссовой АЧХ может показать, что результаты одного и того же измерения будут выглядеть совершенно по-разному. Например, гауссова АЧХ может повлиять на результаты измерения и добавить межсимвольные помехи. Плоская АЧХ с крутым спадом может порождать нечто вроде звона, если скорость нарастания и спада сигнала настолько высока, что не укладывается в полосу пропускания осциллографа. В любом случае нужно знать, как оборудование может влиять на результаты измерений.

Разные способы восстановления тактовой частоты

Ключевой процедурой осциллографических измерений является восстановление тактовой частоты. Восстановление тактовой частоты позволяет строить глазковую диаграмму реального времени, выполнять тестирование по маске и выделять джиттер. В сущности, восстановленная тактовая частота представляет собой опорную тактовую частоту, используемую для сравнения измерений. До недавнего времени стробоскопические осциллографы выполняли только аппаратное восстановление тактовой частоты. В результате независимо от того, использовалась ли внешняя тактовая частота или внутренняя тактовая частота 10 МГц самого стробоскопического осциллографа, система восстановления была подвержена ошибкам. Сейчас эта проблема устранена, поскольку стробоскопические осциллографы Agilent используют программную систему восстановления тактовой частоты, которая идеально справляется с этой задачей. Осциллографы реального времени почти всегда использовали программное восстановление тактовой частоты, однако они имели и дополнительную возможность использования внешней тактовой частоты. В этом случае также преимущество программного восстановления тактовой частоты заключается в том, что оно не подвержено аппаратным ошибкам, но оно сдает свои позиции, когда тактовая частота не должна зависеть от скорости передачи данных.

 

Кроме разницы между аппаратным и программным восстановлением тактовой частоты нужно учитывать и алгоритм восстановления. Обычно стробоскопические осциллографы используют передаточную функцию джиттера (JTF) (рис. 1), тогда как осциллографы реального времени используют функцию OJTF (рис.2). OJTF в большей степени подавляет низкочастотный джиттер, чем JTF. В результате вы увидите значительно меньше низкочастотных составляющих джиттера на осциллографе реального времени, чем на стробоскопическом осциллографе. Эти значения можно уравнять, просто переключив оба осциллографа на одну передаточную функцию. Это стало возможным благодаря недавним достижениям в развитии стробоскопических осциллографов, и значительно облегчает сравнение джиттера.

Когда использовать стробоскопический осциллограф, и когда осциллограф реального времени

Исторически сложилось так, что стробоскопические осциллографы на порядок превосходят осциллографы реального времени по полосе пропускания и собственному джиттеру. Однако в последнее десятилетие осциллографы реального времени существенно сократили этот разрыв, предложив пользователям, занимающимся тестированием трансиверов, выбор между осциллографами реального времени и стробоскопическими осциллографами. Стробоскопические осциллографы по-прежнему обладают меньшим джиттером и значительно более широким динамическим диапазоном, что делает их идеальными для измерения характеристик в определенных условиях. Если ваш сигнал периодически повторяется и может захватываться в реальном временном интервале, стробоскопический осциллограф даст верное представление такого сигнала.

 

Осциллографы реального времени привлекают своей гибкостью. Если пользователь занят отладкой и хочет настроить запуск по трудно обнаруживаемым событиям, ему идеально подойдет осциллограф реального времени. Пользователям осциллографов реального времени доступно множество приложений для тестирования на соответствие стандартам, декодирования сигналов различных протоколов, запуска по этим сигналам и анализа. Кроме того, осциллографы реального времени могут измерять джиттер по одному захвату, что облегчает анализ причин неисправностей. Многие методы измерений, рекомендуемые в стандартах, используют для тестирования приемников осциллографы реального времени. Это значит, что пользователь должен использовать осциллограф реального времени, чтобы гарантировать соответствие своих устройств требованиям стандарта.
 

Рис. 1. Стробоскопические осциллографы, как и осциллографы реального времени, могут строить глазковые диаграммы, гистограммы и измерять джиттер. Благодаря широкой полосе пропускания, модульной конструкции и небольшой стоимости, стробоскопические осциллографы обычно лучше отвечают требованиям производственного тестирования, чем осциллографы реального времени.

Рис. 2. Современные осциллографы реального времени имеют полосу пропускания до 63 ГГц и могут выполнять расширенный анализ джиттера, стирая грань между осциллографами реального времени и стробоскопическими осциллографами в научных исследованиях и разработке.

Заключение

Осциллографы реального времени идеально отвечают требованиям большинства приложений. Эти осциллографы выпускаются с разными значениями полосы пропускания, позволяют захватывать однократные и периодически повторяющиеся сигналы и все чаще применяются для выполнении высокочастотных измерений, таких как измерения джиттера и параметров передатчиков. Если ваше приложение использует периодически повторяющиеся сигналы, характеризующиеся малым джиттером и широким динамическим диапазоном, то хорошим выбором может оказаться стробоскопический осциллограф. Кроме того, стробоскопические осциллографы обладают меньшей начальной стоимостью и поддерживают модульное обновление, что делает их пригодными для производственного тестирования электрических и оптических параметров. Если вы работаете с частотами выше 20 ГГц и не знаете, какой тип осциллографа выбрать, обратитесь к производителю осциллографов, который выпускает и стробоскопические осциллографы, и осциллографы реального времени. Такой производитель больше заинтересован в том, чтобы выбранный вами осциллограф точно соответствовал вашим потребностям, чем производитель, впускающий только осциллографы реального времени, или предлагающий ограниченный выбор стробоскопических осциллографов.

Устройство и принципы измерений. Часть 10. Окончание

Работа с осциллографом

 

Настройка

 

В этом разделе кратко описывается, как настроить и начать использовать осциллограф, в частности, как заземлить осциллограф, откалибровать осциллограф и выполнить компенсацию пробника.

Правильное заземление — важный шаг при настройке для проведения измерений или работы в цепи. Правильное заземление осциллографа защищает вас от опасного поражения электрическим током, а собственное заземление защищает ваши схемы от повреждений.

Заземление осциллографа

 

Заземлить осциллограф означает подключить его к электрически нейтральной контрольной точке, например, к заземлению. Заземлите осциллограф, вставив трехконтактный шнур питания в розетку, заземленную на землю.

 

Заземление осциллографа необходимо для безопасности. Если высокое напряжение контактирует с корпусом незаземленного осциллографа — любой частью корпуса, включая ручки, которые кажутся изолированными, — это может вызвать электрошок. Однако с правильно заземленным осциллографом ток проходит через заземляющий путь к земле, а не через вас к земле.

 

Заземление также необходимо для точных измерений с помощью осциллографа. Осциллограф должен иметь то же заземление, что и все цепи, которые вы тестируете.

 

Некоторые осциллографы не требуют отдельного заземления. Эти осциллографы имеют изолированные корпуса и элементы управления, что защищает пользователя от любой возможной опасности поражения электрическим током. 

Заземление себя

 

Если вы работаете с интегральными схемами (ИС), вам также необходимо заземлить себя. Интегральные схемы имеют крошечные пути проводимости, которые могут быть повреждены статическим электричеством, которое накапливается на вашем теле. Вы можете испортить дорогую ИС, просто пройдя по ковру или сняв свитер, а затем прикоснувшись к выводам ИС. Чтобы решить эту проблему, наденьте заземляющий браслет, как показано на Рис. 64. Этот браслет безопасно передает статические заряды на вашем теле на землю.

 

Настройка органов управления

 

После подключения осциллографа взгляните на переднюю панель. Как описано ранее, передняя панель обычно делится на три основные секции: вертикальной развёртки, горизонтальной развёртки и триггерную. В вашем осциллографе могут быть и другие секции, в зависимости от модели и типа прибора, будь то аналоговый или цифровой.
 
Обратите внимание на входные разъемы на вашем осциллографе — именно сюда вы подключаете пробники. Большинство осциллографов имеют как минимум два входных канала, и каждый канал может отображать сигнал на экране. 

Для сравнения сигналов полезно использовать несколько каналов.

 

Некоторые осциллографы имеют кнопки АВТОУСТАНОВКА и / или ПО УМОЛЧАНИЮ, с помощью которых можно настроить элементы управления за один шаг для согласования сигнала. Если ваш осциллограф не имеет такой функции, то перед выполнением измерений полезно установить элементы управления в стандартные положения.

 

Общие инструкции по установке осциллографа в стандартные положения следующие:

 

Настройка осциллографа на отображение канала 1

 

• Установите вертикальную шкалу вольт / деления и элементы управления положением в среднее положение.

• Отключите переменную вольт / деление

• Отключить все настройки увеличения

• Установите входную связь канала 1 на постоянный ток.

• Установите режим триггера на автоматический

• Установите источник триггера на канал 1

• Установите удержание триггера на минимум или выключите

• Установите регулятор интенсивности на номинальный уровень просмотра, если он доступен.

• Отрегулируйте фокусировку для получения четкого изображения, если доступно

• Установите элементы управления временем / делением и положением по горизонтали на средние значения

• Настройте канал 1 вольт / деление так, чтобы тестируемый сигнал занимал как можно больше из 10 вертикальных делений без ограничения или искажения этого сигнала.

 

Калибрование показаний прибора

 

В дополнение к правильной настройке осциллографа для точных измерений рекомендуется периодическая самокалибровка прибора.

 

Калибровка необходима, если температура окружающей среды изменилась более чем на 5 ° C (9 ° F) с момента последней самокалибровки или один раз в неделю. В меню осциллографа это можно запустить как «Компенсация пути прохождения сигнала».

 

Более подробные инструкции см. В руководстве, прилагаемом к осциллографу. В разделе «Системы и элементы управления осциллографа» данного учебного пособия более подробно описаны элементы управления осциллографом.

 

Задействование пробников

 

Теперь вы готовы подключить пробник к осциллографу. Пробник, если он хорошо согласован с осциллографом, позволит вам получить доступ ко всей мощности и производительности осциллографа и обеспечит целостность измеряемого сигнала.

 

Для получения дополнительной информации см. «Полная система измерения» раздела «Системы и элементы управления осциллографом» или «Азбука датчиков» Tektronix.

 

Подключение заземляющего зажима

 

Для измерения сигнала требуется два соединения: соединение наконечника пробника и соединение заземления. Фиксаторы (датчики) пробника поставляются с зажимом типа «крокодил» для заземления датчика в проверяемой цепи. На практике вы прикрепляете зажим заземления к известной точке заземления в цепи, например, к металлическому шасси ремонтируемой стереосистемы, и касаетесь наконечником щупа контрольной точки в цепи тестирования. 

 

 

Рис 65. Последствия неправильной компенсации пробника

 

Компенсация пробника

 

Пробники напряжения с пассивным затуханием должны быть скомпенсированы относительно осциллографа. Перед использованием пассивного пробника необходимо его скомпенсировать — сбалансировать его электрические свойства с конкретным осциллографом.

 

Вы должны выработать привычку компенсировать пробник каждый раз при настройке осциллографа. Плохо отрегулированный зонд может снизить точность ваших измерений. На рисунке 65 показано влияние тестового сигнала 1 МГц при использовании пробника, который не скомпенсирован должным образом.

Большинство осциллографов имеют опорный сигнал прямоугольной формы, поступающий на вывод на передней панели, используемый для компенсации пробника. 

 

Общие инструкции по компенсации пробника следующие: 

 

•    ✓ Присоедините щуп к вертикальному каналу

•    ✓ Подключите наконечник пробника к датчику компенсации, т. е. к прямоугольному опорному сигналу.

•    ✓ Присоедините заземляющий зажим зонда к земле

•    ✓ Убедитесь в наличии квадратичного опорного сигнала

•    ✓ Отрегулируйте пробник так, чтобы углы прямоугольной волны были именно что прямоугольными.

 

Когда вы компенсируете пробники, при этом последовательно прикрепляете какие-либо дополнительные необходимые для тестов наконечники, то всё равно всегда подсоединяйте пробник к вертикальному каналу, который вы собираетесь задействовать. Это гарантирует, что осциллограф будет иметь те же электрические свойства, что и измеряемые контура и объекты. 

 

Осциллографические методы измерений

 

В этом разделе рассматриваются основные методы измерения. Два основных измерения, которые вы можете сделать, являются измерения напряжения и времени. Практически любое другое измерение основано на одном из этих двух фундаментальных методов.

 

В этом разделе обсуждаются методы выполнения визуальных измерений с помощью экрана осциллографа. Это распространенный метод с аналоговыми приборами, который также может быть полезен для «быстрой» интерпретации дисплеев DSO и DPO.

 

Обратите внимание, что большинство цифровых осциллографов включают в себя инструменты автоматизированного измерения. Знание того, как производить измерения вручную, как описано здесь, поможет вам понять и проверить автоматические измерения DSO и DPO. Автоматические измерения объясняются далее в этом разделе.

Измерения напряжения 

 

Напряжение — это величина электрического потенциала, выраженная в вольтах, между двумя точками в цепи. Обычно одна из этих точек заземление (ноль вольт), но не всегда. Напряжения также можно измерять от пика до пика — от точки максимума сигнала до точки его минимума. Необходимо точно указывать, какое напряжение имеется в виду.

 

Осциллограф — это прежде всего прибор для измерения напряжения. После того, как вы измерили напряжение, другие величины можно будет просто вычислить. Например, закон Ома гласит, что напряжение между двумя точками в цепи равно току, умноженному на сопротивление. Из любых двух из этих величин вы можете вычислить третье по следующей формуле:

 

Напряжение = Ток x Сопротивление

Ток = Напряжение/ Сопротивление   
 

Сопротивление  =  Напряжение/ Ток

Закон мощности:  Мощность = Напряжение x Ток

 

Еще одна удобная формула — это степенной закон: мощность сигнала постоянного тока равна напряжению, умноженному на ток. Для сигналов переменного тока вычисления более сложны, но суть в том, что измерение напряжения — это первый шаг к вычислению других величин. На рис. 66 показано напряжение одного пика (Vp) и размах напряжения (Vp – p).

 

Самый простой метод измерения напряжения — это подсчет количества делений, на которое проходит осциллограмма по вертикальной шкале осциллографа. Настройка сигнала для покрытия большей части экрана по вертикали обеспечивает наилучшие измерения напряжения (см. рис. 67).Чем больше вы задействуете площади экрана, тем точнее будут результаты измерений. 

 

Многие осциллографы имеют экранные линейные курсоры, которые позволяют автоматически выполнять измерения формы сигнала на экране без необходимости подсчитывать отметки на сетке. Курсор — это просто линия, которую вы можете перемещать по экрану. Две горизонтальные линии курсора можно перемещать вверх и вниз, чтобы ограничить амплитуду формы волны для измерения напряжения, а две вертикальные линии перемещаются вправо и влево для измерения времени. Показания фиксируют напряжение или время в их положениях.

 

Измерения времени и частоты

 

Вы можете производить измерения времени, используя горизонтальную шкалу осциллографа. Измерения времени включают измерение периода и ширины импульсов. Частота является обратной величиной периода, поэтому, если вы знаете период, частота делится на единицу, деленную на период. Как и измерения напряжения, измерения времени становятся более точными, если вы настраиваете часть измеряемого сигнала, чтобы покрыть большую площадь экрана, как показано на рис. 68. 

 

Измерения ширины импульса и времени нарастания

 

Во многих приложениях важны детали формы импульса. Импульсы могут искажаться и вызывать сбои в работе цифровой схемы, а синхронизация импульсов в последовательности импульсов часто бывает значительной.

 

Стандартные измерения импульсов — это ширина и время нарастания импульса. Время нарастания — это время, необходимое импульсу для перехода от низкого напряжения к высокому. Обычно время нарастания измеряется от 10% до 90% полного напряжения импульса. Это устраняет любые неровности на переходных углах импульса. Ширина импульса — это время, которое требуется импульсу для перехода от низкого уровня к высокому и снова к низкому. Обычно ширина импульса измеряется при 50% от полного напряжения. На рисунке 69 показаны эти точки измерения.

 

Измерения импульсов часто требуют точной настройки запуска. Чтобы стать экспертом в захвате импульсов, вы должны узнать, как использовать задержку запуска и как настроить цифровой осциллограф на захват данных до запуска, как описано в разделе «Системы и элементы управления осциллографом». Горизонтальное увеличение — еще одна полезная функция для измерения импульсов, поскольку она позволяет видеть мелкие детали быстрого импульса. 

 

 Рис.70 Паттерны Лиссажу

 

Измерения фазового сдвига 

 

Один из методов измерения фазового сдвига — разницы во времени между двумя в остальном идентичными периодическими сигналами — заключается в использовании режима XY. Этот метод измерения включает в себя ввод одного сигнала в вертикальную систему, как обычно, а затем другого сигнала в горизонтальную систему — это называется измерением XY, поскольку оси X и Y отслеживают напряжения.

 

Форма волны, возникающая в результате такой компоновки, называется паттерном Лиссажу (назван в честь французского физика Жюля Антуана Лиссажу и произносится как LEE – sa – zhoo). По форме паттерна Лиссажу можно определить разность фаз между двумя сигналами. Вы также можете определить их соотношение частот. На рис. 70 показаны паттерны Лиссажу для различных соотношений частот и фазовых сдвигов.

Методика измерения XY возникла в аналоговых осциллографах. У DSO могут возникнуть трудности с созданием дисплеев XY в реальном времени. Некоторые DSO создают изображение XY, накапливая сработавшие точки данных с течением времени, а затем отображают два канала как отображение XY. 

 

DPO, с другой стороны, могут получать и отображать подлинное изображение в режиме XY в реальном времени, используя непрерывный поток оцифрованных данных. DPO также могут отображать изображение XYZ с усиленными участками. В отличие от дисплеев XY на DSO и DPO, эти дисплеи на аналоговых осциллографах обычно ограничены полосой пропускания в несколько мегагерц.

 

Другие методы измерения

 

В этом разделе рассмотрены основные методы измерений. Другие методы измерений включают настройку осциллографа для проверки электрических компонентов на сборочной линии, улавливание неуловимых переходных сигналов и многие другие. Методы измерения, которые вы будете использовать, будут зависеть от вашего приложения, но вы уже узнали вполне достаточно, чтобы начать работу. Самостоятельно попрактикуйтесь в использовании осциллографа и узнайте о нем больше. 

 

Скоро его работа станет для вас второй натурой!

 

По материалам компании Gtest (ООО «Контентус»)

 

 

Типы осциллографов и их назначение

Осциллографы — это тип основного оборудования, используемого в электронных лабораториях для устранения неполадок печатных плат. Узнайте больше о том, для чего используется осциллограф, и о различных типах осциллографов.

ВЛАДИМИР БУЛГАР / Getty Images

Типы осциллографов

Доступны несколько типов осциллографов, как аналоговых, так и цифровых, по разным ценам. Поскольку цифровые осциллографы могут пропускать некоторые переходные сигналы, аналоговые осциллографы по-прежнему ценятся для приложений по поиску и устранению неполадок с переходными процессами.Тем не менее, высококачественные осциллографы с цифровым люминофором могут обеспечить аналогичные возможности.

Аналоговые осциллографы

Аналоговый осциллограф отображает сигнал, полученный пробником, и отслеживает его на экране. Возможности хранения позволяют отображать сигнал в течение продолжительных периодов времени, а не сразу затухать.

Где аналоговые осциллографы проявляют себя, так это в работе с аналоговыми сигналами и переходными эффектами. В аналоговых осциллографах люминофоры на ЭЛТ-мониторе светятся в течение определенного периода времени, прежде чем погаснуть, позволяя высокоскоростным сигналам создавать более интенсивное свечение.Этот процесс также позволяет выделять переходные процессы.

Аналоговые осциллографы предлагают лучший динамический диапазон, чем цифровые осциллографы. Они не страдают от проблем с наложением имен, которые могут привести к ложным показаниям. Аналоговые осциллографы, как правило, более доступны по цене, чем цифровые, и являются отличным вариантом для начинающих и любителей. Аналоговые осциллографы, которые также могут обрабатывать низкоскоростные цифровые сигналы, особенно идеальны для работы со звуком и аналоговым видео.

Цифровые осциллографы

Цифровые осциллографы доступны во многих типах.Два ключевых фактора определяют производительность цифрового осциллографа: частота дискретизации и полоса пропускания. Частота дискретизации осциллографа ограничивает его способность фиксировать переходные однократные события. Полоса пропускания осциллографа ограничивает частоту повторяющихся сигналов, которые могут отображаться.

Цифровые запоминающие осциллографы

Большинство цифровых осциллографов являются цифровыми запоминающими осциллографами. Цифровые запоминающие осциллографы могут фиксировать переходные процессы и сохранять эти события для анализа, архивирования, печати или другой обработки.Они имеют постоянное хранилище для записи сигналов и могут быть перенесены на другие носители для хранения и анализа.

Цифровые запоминающие осциллографы — это рабочие лошадки реального цифрового проектирования, в которых одновременно анализируются четыре или более сигналов. Однако, в отличие от аналогового осциллографа, цифровые запоминающие осциллографы не могут отображать уровень интенсивности сигнала в реальном времени. Однократные события могут быть захвачены с помощью триггеров, которые могут быть установлены вручную или автоматически в зависимости от устройства.

Осциллографы с цифровым люминофором

Осциллографы с цифровым люминофором позволяют быстрее захватывать и анализировать сигналы, чем стандартные осциллографы с цифровым запоминающим устройством. В осциллографах с цифровым люминофором используется решение АЦП с параллельной обработкой данных, обеспечивающее более высокую частоту дискретизации, что обеспечивает уровень производительности визуализации сигнала, приближенный к реальному времени.

Осциллографы с цифровым люминофором аналогичны аналоговым осциллографам в отображении интенсивности сигнала.Эти осциллографы дублируют эффект фосфора, сохраняя базу данных значений повторяющихся сигналов и увеличивая яркость на дисплее в местах перекрытия сигналов.

Подобно аналоговому осциллографу, цифровой люминофор может обнаруживать переходные процессы, отображая уровень интенсивности. Однако он может пропустить переходные процессы, которые происходят за пределами окна захвата данных и скорости его обновления.

Осциллографы с цифровым люминофором сочетают в себе функции цифровых запоминающих осциллографов и технологию аналоговых осциллографов.Эти качества отлично подходят для проектирования общего назначения, цифровой синхронизации, расширенного анализа, тестирования связи и устранения неполадок.

Осциллографы смешанного домена

Осциллограф смешанного домена сочетает в себе функции цифрового осциллографа, анализатора спектра ВЧ и логического анализатора в одном устройстве. При проектировании или работе с системами, включающими цифровые сигналы, цифровую логику и радиочастотную связь, осциллографы смешанного домена являются важным инструментом.

Основное преимущество осциллографа смешанного домена заключается в том, что сигналы из каждого домена коррелируются друг с другом по времени, что помогает при устранении неполадок, отладке и тестировании конструкции.

Осциллографы смешанных сигналов

Инженеры часто используют цифровые осциллографы и логические анализаторы вместе, поэтому был разработан осциллограф смешанных сигналов. Эти устройства сочетают в себе возможности цифрового запоминающего осциллографа (или осциллографа с цифровым люминофором) с многоканальным логическим анализатором.

Возможность цифрового запуска осциллографа смешанных сигналов помогает анализировать аналоговые события, которые могут запускать цифровые логические переходы. Обычно осциллографы смешанных сигналов имеют два или четыре аналоговых входных канала и около 16 цифровых входных каналов.

Цифровые стробоскопические осциллографы

Цифровые стробоскопические осциллографы имеют несколько иную технику ввода, в которой более широкая полоса пропускания заменяется меньшим динамическим диапазоном. Входной сигнал не ослабляется и не усиливается, поэтому осциллограф должен обрабатывать весь диапазон входного сигнала, который обычно ограничен примерно 1 вольтом от пика до пика.

Цифровые стробоскопические осциллографы работают только с повторяющимися сигналами и не помогут зафиксировать переходные процессы, превышающие нормальную частоту дискретизации. С другой стороны, цифровые стробоскопические осциллографы могут захватывать сигналы, которые на порядок быстрее, чем осциллографы других типов с полосой пропускания, превышающей 80 ГГц.

Портативные осциллографы

Небольшие портативные осциллографы доступны для полевых и тестовых приложений, где более громоздкие осциллографы громоздки или недоступны розетки питания.Обычно они содержат два входа и имеют ограниченную частоту дискретизации и полосу пропускания.

Компьютерные осциллографы

Компьютерные осциллографы — это небольшие внешние устройства, которые подключаются к компьютеру через USB. В этих типах осциллографов за последние годы значительно улучшились частота дискретизации и полоса пропускания.

Некоторые компьютерные осциллографы имеют те же возможности, что и недорогие цифровые запоминающие осциллографы, всего за несколько сотен долларов.Это отличный вариант для любителей, которым нужен осциллограф.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите нам, почему!

Другой Недостаточно подробностей Сложно понять

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
• Пусковая 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 осциллографа

Самый старый способ создания изображения формы волны заключался в измерении напряжения или тока вращающегося ротора в определенных точках вокруг оси ротора и записи измерений, сделанных с помощью гальванометра. 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 быстрый 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-х годов .

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.

Аналоговый осциллограф:

Эти устройства, работающие по принципу отклонения электронного луча в электронно-лучевой трубке на экране под действием входного сигнала, подаваемого на вертикальную и горизонтальную катушки дефлектора, образуют осциллографы самого старого типа из известных.

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.

Портативный осциллограф:

Это устройства с ограниченными функциональными возможностями с точки зрения небольшого размера и удобства транспортировки. Осциллографы лабораторного типа с аккумулятором и зарядным устройством модели являются приборами, способными 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 , как правило, 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:

• Он 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.

Что измеряют осциллографы?

Осциллограф используется для многих измерений. Наиболее известные из них;

• Измерение напряжения
• Измерения времени и частоты
• Измерение ширины импульса и времени нарастания
• Измерения фазового сдвига

Как работает осциллограф?

Осциллографы бывают двух типов:

• Цифровые осциллографы
• Аналоговые осциллографы

Аналоговые осциллографы:

Хотя сегодня аналоговым осциллографам не отдается предпочтение, 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, образующегося в электронно-лучевой трубке.

Цифровые осциллографы:

В наши дни 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 заключается в том, что сигнал может быть остановлен в любое время, запущен на желаемом уровне, записан и создан 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

Использование осциллографа — Как пользоваться осциллографом?

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.Мы устанавливаем , сколько секунд, миллисекунд или микросекунд будет представлять каждый горизонтальный кадр с помощью этой кнопки.

Муфта переменного/постоянного тока:

• AC: 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 регулировки 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.

Авто: Эта кнопка доступна только на цифровых осциллографах.Мы можем легко настроить вертикальное и горизонтальное разрешение измеряемого сигнала наиболее подходящим образом для экрана, нажав эту кнопку.

Стоп: Эта кнопка, предназначенная только для цифровых осциллографов, позволяет сделать снимок текущего состояния сигнала и изучить его более подробно.

 

 Вам также может понравиться:  Что такое пробники осциллографа?

 

 

 

Осциллограф — База знаний Бела

Просматривайте свои сигналы в режиме реального времени

Осциллограф — чрезвычайно полезный инструмент при работе с электроникой.Осциллографы позволяют визуализировать, исследовать и понимать электронные сигналы, меняющиеся во времени. Bela IDE включает встроенный в браузер осциллограф, который можно использовать для отображения сигналов в режиме реального времени прямо в браузере — никаких внешних инструментов не требуется.

В этой статье объясняется, как пользоваться осциллографом Bela.

Содержание

1. Визуализация изменяющихся во времени сигналов
2. Основные принципы области применения
3. Запуск прицела Бела
4. Базовые элементы управления
   1. Ось X
   2. Настройки канала
   3. Запуск
   4. Различные элементы управления
5. Время против частотной области
6. Отправка сигналов в прицел

Визуализация изменяющихся во времени сигналов

Осциллографы — это устройства, отображающие изменение электрического сигнала во времени.Помимо непрерывного отображения сигналов, осциллографы также могут фиксировать и отображать события, которые происходят слишком быстро, чтобы их можно было увидеть по мере их развития, чтобы наблюдать и понимать их не в реальном времени. Осциллографы являются важным инструментом для каждого инженера-электронщика, и каждый производитель может извлечь выгоду из понимания того, как их использовать.

Основные принципы области применения

Основной принцип работы осциллографа заключается в том, что вы можете просматривать (масштабировать) изменения (осцилло) электрического сигнала во времени.Аналоговые осциллографы используют ЭЛТ-дисплей и имеют характерный зеленоватый луч, который абсолютно очарователен, но цифровые осциллографы в наши дни используются гораздо чаще и имеют довольно высокую цену.

На дисплее осциллографа вы обычно видите график электронного сигнала, где ось x представляет время, а ось y представляет напряжение. Обычно элементы управления осциллографом позволяют изменять масштаб сигнала, а также обновлять график сигнала только после того, как он преодолеет определенный порог (известный как запуск), чтобы вы могли получить четкое изображение сигнала, который также может двигаться быстро, чтобы увидеть, что на самом деле происходит.

Запуск прицела Бела

Осциллограф можно запустить, нажав кнопку Scope на главной панели инструментов. Это запустит область на новой вкладке в вашем браузере, где вы увидите визуализацию сигналов, которые вы отправляете. Если вы впервые работаете с осциллографом, мы рекомендуем запустить пример Fundamentals/scope , чтобы увидеть его в действии.

Область будет по умолчанию показывать сигнал, который варьируется от 1,0 до -1,0 в вашей программе, хотя масштабирование можно легко настроить.

Основные элементы управления

После запуска осциллографа вы должны увидеть сигнал, отображаемый в окне, в данном случае три синусоиды, не совпадающие по фазе друг с другом.

Нажмите кнопку Toggle elements в верхнем левом углу, чтобы открыть окно настроек.

Ось X

Здесь вы можете увеличивать и уменьшать масштаб во времени, устанавливая количество миллисекунд, которые отображаются на деление экрана ( мс/дел ). Вы также можете отрегулировать Смещение всей оси x и отрегулировать количество времени, в течение которого сигнал остается на экране перед обновлением, с помощью параметра Hold on .

Настройки канала

Количество каналов, которые вы видите здесь, будет зависеть от количества каналов, которые вы настроили в своем коде. Не существует верхнего предела количества каналов, которые вы можете охватывать одновременно (обратите внимание, что вы ограничены 4 каналами в Pure Data). Для каждого канала можно настроить общий масштаб , смещение , вес линии и цвет .

Запуск

По умолчанию осциллограф находится в режиме запуска Auto , что означает, что он автоматически обновляет экран и продолжает отображать сигнал с течением времени.Мы также можем установить область действия, чтобы заморозить изображение на основе определенного условия запуска.

При установке на Нормальный осциллограф остановит свое изображение, когда сигнал на выбранном Канале превысит установленный порог Уровень либо в положительном, либо в отрицательном Направлении . Это очень полезно для замораживания изображения прицела, когда показания датчика становятся высокими: например, если вы просматриваете события запуска, основанные на сигнале от пьезодиска или резистора, чувствительного к силе.

Когда режим триггера установлен на Пользовательский , вы можете отправить сообщение из своего кода, чтобы заморозить изображения прицела в любой произвольный момент времени. Это чрезвычайно полезно для отладки оборудования, требующего точной синхронизации, или просто для визуализации различных состояний вашего программного обеспечения. Помните, что вы можете визуализировать любой сигнал в своей программе, а не только аудиосигналы и сигналы датчиков.

Различные элементы управления

Также можно вручную приостановить прорисовку прицела кнопкой Пауза прорисовки .

Вы можете экспортировать данные, собранные в область видимости, несколькими способами: Экспорт данных CSV дает вам данные для дальнейшего анализа; Экспорт изображения области создаст изображение .png текущего графика.

Время против частотной области

Помимо просмотра сигналов во временной области, вы также можете переключить осциллограф в частотную область с помощью кнопки FFT в верхней левой части. Рассмотрение сигнала в частотной области означает, что мы сможем увидеть, как различные частоты, присутствующие в сигнале, изменяются во времени.

В режиме FFT мы также получим некоторые новые настройки. FFT Length — это параметр импорта, с которым можно поэкспериментировать. Если вы установите более низкое значение, вы получите лучшее временное разрешение, но худшее определение частоты. Напротив, если вы установите длину FFT на более высокое значение, вы получите лучшее определение частоты и худшее временное определение.

Вы также можете изменить, будет ли ось Y отображаться как нормализованная или децибел масштаб лучше для просмотра громкости аудиосигналов.Точно так же вы можете переключить масштабирование по оси X с Линейный на Логарифмический , что лучше для просмотра отношений музыкального тона.

Отправка сигналов в прицел

Чтобы понять, как отправлять сигналы на осциллограф, лучше всего посмотреть пример для конкретного используемого языка программирования.

---

Чтобы быть в курсе последних новостей и эксклюзивных скидок Bela, подпишитесь на информационный бюллетень Bela.

Мы только что запустили эту базу знаний! Мы хотели бы услышать ваши комментарии и предложения.

Весь контент, созданный Bela.io, 2016-2021

Что такое осциллограф » Electronics Notes

Осциллограф является одним из самых полезных контрольно-измерительных приборов, используемых для проектирования электронных схем, производства электроники, тестирования, обслуживания и ремонта.

---

Учебное пособие по осциллографу Включает:
Основы работы с осциллографом Типы осциллографов Характеристики Как пользоваться осциллографом Запуск области действия Щупы осциллографа Технические характеристики пробника осциллографа

Типы прицелов включают: Аналоговый прицел Объем аналоговой памяти Цифровой люминофор Цифровая сфера Объем USB/ПК Осциллограф смешанных сигналов MSO

---

Осциллографы или области видимости — важный инструмент в арсенале инженера-электронщика или тестировщика.Осциллограф — это элемент оборудования для тестирования электроники, который позволяет видеть формы сигналов и, таким образом, значительно упрощает обнаружение любых проблем, возникающих в электронной схеме.

Ввиду преимуществ, которыми они обладают, осциллографы являются важной частью испытательного оборудования электроники в любой лаборатории электроники или области, тестирующей электронное оборудование, будь то в области проектирования радиочастот, общего проектирования электронных схем, производства электроники, обслуживания, ремонта или везде, где электронные схемы и сигналы на них должны быть исследованы.

Название «осциллограф» связано с тем, что он позволяет наблюдать за колебаниями. Иногда использовалось название электронно-лучевой осциллограф или КРО. Причина этого заключалась в том, что для отображения сигналов использовались электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). В настоящее время эти измерительные приборы обычно называют просто осциллографами или просто осциллографами.

Сегодня используются ЖК-дисплеи или плазменные дисплеи, поскольку они меньше по размеру и более удобны в использовании, особенно потому, что не требуют очень высокого напряжения старых ЭЛТ.

Функция осциллографа

Функцией осциллографа является возможность отображать сигналы на каком-либо дисплее. В обычном режиме работы время отображается по оси X (горизонтальная ось), а амплитуда отображается по оси Y (вертикальная ось). Таким образом, можно увидеть форму электронного сигнала на осциллографе, как это может быть предусмотрено. Форму волны можно сравнить с рябью на поверхности пруда, когда в него брошен камень.

Глядя на форму сигнала таким образом, можно увидеть, проанализировать работу схемы и выяснить, почему могут возникнуть какие-либо проблемы.

Основной экран осциллографа

Ключевые темы осциллографа

При взгляде на осциллограф можно выделить несколько ключевых тем и областей интереса:

• Типы осциллографов:   Существует несколько различных типов осциллографов, от аналоговых до цифровых и т. д. Первые типы осциллографов были аналоговыми, но с развитием цифровых технологий практически все новые измерительные приборы в наши дни управляются процессором и используют цифровую обработку сигналов для обеспечения превосходного отображения осциллограмм.

  В стандартных настольных коробках содержатся не только осциллографы, но и некоторые осциллографы, предназначенные для подключения к компьютерам с использованием их дисплея и обработки для помощи. Часто это USB-осциллографы, подключаемые через USB-соединения, но другие типы также доступны, подключаемые через другие шинные системы или для использования в стоечных системах, таких как PXI и более старые системы VXI.

  
  

• Характеристики осциллографа:   Технические характеристики осциллографов иногда могут сбивать с толку.Базовое понимание терминов и того, что они означают, очень полезно. Понимание основных характеристик осциллографа может дать представление об ограничениях любого данного измерительного прибора, а также помочь в выборе, когда его необходимо арендовать, купить или даже заказать в обычном магазине.

  Технические характеристики аналоговых и цифровых прицелов немного отличаются. Хотя основные понятия, такие как точность, диапазон временной развертки, верхние частоты и т.п., по существу одинаковы, цифровые осциллографы также имеют характеристики таких элементов, как количество битов ЦАП, объем памяти и т.п., характерные для цифровых осциллографов.

  
  

• Как пользоваться осциллографом:   Несмотря на то, что в наши дни осциллографы просты в использовании, полезно иметь представление о том, как работают эти элементы оборудования для тестирования электроники, какие существуют элементы управления и как они работают. На экране есть даже софт-клавиши, так что можно многое сделать.

  Обычно наиболее широко используемые элементы управления являются общими для всех прицелов любого производителя, поэтому переход от одного прицела к другому зачастую относительно прост.

  
  

• Запуск осциллографа:   Функция запуска — одна из наиболее важных функций осциллографа. Триггер осциллографа позволяет «запускать» временную развертку в одной и той же точке на каждом цикле сигнала, и это позволяет отображать ее так, чтобы она оставалась неподвижной на экране.

  Функция запуска осциллографа значительно усовершенствовалась с тех пор, как большинство осциллографов перешли на использование цифровых технологий. Доступная цифровая обработка сигналов позволяет триггеру обеспечивать большую гибкость и большую функциональность, чтобы можно было более тщательно исследовать сигналы для выявления проблем и проблем.

  
  

• Щупы осциллографа:  Для любого осциллографа потребуются щупы для подключения к тестируемому устройству. Производительность и использование этих осциллографов позволяет максимально эффективно использовать фактический измерительный прибор, поэтому знание того, какие датчики выбрать, как их настроить, а также ограничения необходимы для правильного понимания проводимых измерений.

  
  

Типовой осциллограф

Разработка осциллографа

Осциллограф разрабатывался в течение многих лет.Потребовалось большое количество новых открытий и изобретений, чтобы достичь того уровня сложности, который мы видим сегодня.

История осциллографа насчитывает более 100 лет, и каждый шаг является результатом инноваций, вдохновения и тяжелой работы.

Ключевые этапы развития и истории осциллографа
Дата	Открытие / Разработка
1897	Карл Фердинанд Браун изобрел первую электронно-лучевую трубку (ЭЛТ).Он мог отображать на экране грубые цифры, управляемые напряжением на пластинах трубки.
1899	Джонатан Зеннек усовершенствовал базовую электронно-лучевую трубку, включив пластины, формирующие луч, и используя магнитное поле для сканирования трассы.
1931	В. К. Зворыкин усовершенствовал электронно-лучевую трубку, когда подробно описал постоянно герметизированную высоковакуумную электронно-лучевую трубку с термоэлектронным излучателем. Это позволило General Radio изготовить осциллограф, который можно было использовать за пределами лаборатории.
Конец 1930-х	Британская компания AC Cossor изобрела двухлучевой осциллограф, который широко использовался во время Второй мировой войны для обслуживания электронного оборудования и, в частности, радарных систем.
1946	Осциллограф с синхронизируемой разверткой был изобретен Говардом Воллумом и Джеком Мердоком. Это значительно упростило использование осциллографа, поскольку сигналы можно было отображать устойчивым образом.
1946	Компания Tektronix была основана Говардом Воллумом и Джеком Мердоком.
1963	Компания Tektronix представила бистабильную трубку для хранения с прямым обзором (DVBST). Это позволило отображать формы одиночных импульсов, а не просто повторяющиеся формы сигналов.
	Цифровой запоминающий осциллограф DSO был изобретен Уолтером Лекроем после производства высокоскоростных дигитайзеров для исследовательского центра CERN в Швейцарии. Уолтер Лекрой позже основал LeCroy Corporation.

Внешний вид осциллографа

Осциллограф обычно имеет большое количество элементов на внешней стороне корпуса.

Высокопроизводительный осциллограф

На передней панели испытательного оборудования обычно имеется ряд элементов:

1. Дисплей   Первое, что бросается в глаза при использовании осциллографа, — это большой дисплей, который используется для отображения сигнала. Обычно это может занимать около четверти места на передней панели или даже немного больше. Часто полезно иметь достаточно большой дисплей, тогда на нем легче увидеть различные элементы осциллограммы.
2. Разъемы   На передней панели имеется множество различных разъемов. Обычно имеется вход для каждого отображаемого канала — часто осциллограф имеет более одного канала. Многие осциллографы являются двухканальными и поэтому могут одновременно отображать два сигнала, что позволяет сравнивать формы сигналов. Другие входы могут включать в себя вход триггера, который позволит запускать кривую на осциллографе в соответствии с этим сигналом.
3. Элементы управления   На осциллографе имеются различные элементы управления:
   
   • Усиление по вертикали / чувствительность входного сигнала: обычно калибруется в В/см, т. е. каждое деление шкалы по вертикали представляет заданное количество вольт.
   • Timebase: изменяет скорость, с которой кривая пересекает экран по горизонтали на осциллографе. Он откалиброван с точки зрения времени / деления, например. 1 мс/см, при условии, что деления расположены с интервалом в один сантиметр.
   • Триггер: элементы управления, связанные с триггером, позволяют запускать временную развёртку осциллографа различными способами. Это позволяет получить неподвижное или стабильное изображение на экране осциллографа.

Для правильной работы осциллографа необходимо подавать на входы правильные сигналы, а также правильно пользоваться элементами управления.

Осциллографы являются одним из наиболее широко используемых элементов испытательного оборудования для электроники.Они обеспечивают высокий уровень понимания работы схемы и являются ключом к обнаружению многих проблем и их решению, будь то в общем проектировании электронных схем, ВЧ-проектировании, производственных испытаниях электроники, обслуживании, ремонте и даже обслуживании в полевых условиях.

Другие тестовые темы:
Анализатор сетей передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра LCR-метр Измеритель наклона, ГДО Логический анализатор ВЧ измеритель мощности Генератор радиочастотных сигналов Логический пробник PAT-тестирование и тестеры Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI ГПИБ Граничное сканирование / JTAG Получение данных
    Вернуться в меню «Тест».. .

Осциллографы Архив — RS Components Vietnam

Осциллограф, также известный как O-scope, представляет собой сложный электронный лабораторный прибор, обычно используемый для захвата, обработки, отображения и анализа формы волны и ширины полосы электронных сигналов. Устройство рисует график зависимости мгновенного напряжения сигнала от времени. O-scopes — это анализатор сигнала, поступающего от генератора сигналов. Цифровые осциллографы часто называют цифровыми запоминающими осциллографами (DSO) или цифровыми дискретными осциллографами (DSO).Различные типы осциллографов Осциллографы делятся на различные категории. Самое большое различие заключается в том, являются ли они цифровыми или аналоговыми осциллографами. В области цифровых осциллографов существует несколько различных типов. Цифровые осциллографы: основной тип используемого осциллографа. Имеет несколько возможностей от обработки базовой формы сигнала до расширенного запуска. Запоминающий осциллограф (DSO): имеет память для записи сигналов и их отображения в течение определенного периода времени. Люминесцентные осциллографы (DPO): используют архитектуру параллельной обработки, позволяющую захватывать и отображать сигналы.Цифровые стробоскопические осциллографы: используются для анализа высокочастотных сигналов, например, до 50 ГГц. Осциллограф смешанного домена, MDO: может работать более чем в одном домене, т. е. по времени для отображения форм сигналов и по частоте для отображения спектров сигналов. Осциллограф смешанных сигналов, MSO: объединяет функцию осциллографа с функцией логического анализатора. Как работает цифровой осциллограф? Осциллограф — это прибор для отображения графиков. Он рисует график электрического сигнала. В большинстве приложений график показывает, как сигналы изменяются во времени, вертикальная ось (Y) представляет напряжение, а горизонтальная ось (X) представляет время.Некоторые осциллографы оснащены дополнительными удобными элементами, такими как порты USB для загрузки данных измерений. В своей простейшей форме цифровой осциллограф состоит из шести элементов: Усилители аналогового вертикального входа Аналого-цифровой преобразователь и цифровая память сигнала База времени с функцией запуска и синхронизации Схемы для отображения и реконструкции сигнала Светодиодный или ЖК-дисплей Источник питания Инструкции выбрать лучшие осциллографы? Осциллографы широко используются в промышленности и используются все чаще, поскольку теперь они предлагают более высокие уровни производительности, чем когда-либо прежде.Существует множество различных типов осциллографов, каждый из которых имеет свои особенности. Например, небольшие и легкие портативные цифровые осциллографы идеально подходят для использования техническими специалистами, работающими в сфере обслуживания, обслуживания и установки. Это означает, что разные типы осциллографов применимы для разных приложений, и выбор правильного типа позволяет ему работать наилучшим образом и, следовательно, получать максимальную отдачу от него.

 

3 отличных осциллографа для любой лаборатории электроники (2022)

Одним из наиболее распространенных элементов испытательного оборудования в любой лаборатории электроники являются осциллографы.Осциллографы, или сокращенно о-скопы, представляют собой универсальные элементы испытательного оборудования, которые можно использовать во множестве различных важных измерений. Хотя осциллографы входят в стандартную комплектацию почти каждой лаборатории электроники, они бывают разных форм, размеров и ценовых категорий.

При выборе наилучшего осциллографа для лаборатории электроники важно понимать, какие функции больше всего влияют на стоимость осциллографа. Например, одним из основных факторов, влияющих на стоимость осциллографов, является полоса пропускания устройства.Оскоп с узкой полосой пропускания 200 МГц может стоить несколько сотен долларов; однако первоклассный осциллограф с полосой пропускания 1 ГГц может стоить почти 30 000 долларов!

Мы провели все исследования и прочитали все обзоры о большем количестве осциллографов, чем мы хотели бы признать. Мы сделали всю эту работу ногами, так что вам не придется. Итак, без лишних слов, вот наш список 3 лучших цифровых осциллографов для любого бюджета.

Вы обновляете всю свою лабораторию электроники? Прочтите наш недавний пост о 5 основных элементах испытательного оборудования, необходимого в любой лаборатории электроники!

**Раскрытие информации: этот пост содержит партнерские ссылки без каких-либо дополнительных затрат для вас.

3 лучших цифровых осциллографа для инженерно-конструкторской лаборатории

1. Цифровой осциллограф Siglent Technologies SDS1202X-E, 200 МГц, 2 канала

Siglent относительно новый и быстрорастущий продукт на рынке испытательного оборудования. Их продукты многофункциональны, а их цены значительно ниже, чем у таких проверенных брендов, как Keysight или Agilent. Siglent SDS1202X-E 200 МГц не является исключением. Этот цифровой осциллограф предлагает полосу измерения 200 МГц, дискретизацию в реальном времени с частотой 1 Гвыб/с и может хранить 14 миллионов точек измерения.SDS1202X-E включает в себя все стандартные интерфейсы, которые вы ожидаете: стандартная последовательная шина, запуск и декодирование, поддержка IIC, SPI, UART, RS232, CAN и LIN.

SDS-1202X-E имеет интуитивно понятный интерфейс, что делает его чрезвычайно простым в использовании. Измерения, которые выполняются чаще всего, легко доступны через интерфейс сенсорного экрана. В отличие от многих других производителей тестового оборудования, Siglent раскрывает все возможности встроенного ПО при первоначальной поставке. Некоторые из бизнес-моделей конкурентов Siglent заключаются в том, что прошивка отключает многие функции устройств до тех пор, пока за их включение не будет внесена дополнительная плата.В целом, этот о-скоп имеет последовательное декодирование, БПФ, включение полной полосы пропускания и сертификат калибровки (среди прочего). Все это включено в цену и будет стоить более 250 долларов США в «Опциях» от конкурентов, что ставит его на первое место в нашем списке лучших осциллографов начального уровня.

2. Tektronix TBS1102C, 100 МГц, 2-канальный цифровой запоминающий осциллограф

Двухканальный цифровой запоминающий осциллограф Tektronix TBS1102C с полосой пропускания 100 МГц предлагает доступную производительность в компактном корпусе.Он разработан для удовлетворения потребностей современных образовательных учреждений, инженеров-проектировщиков встраиваемых систем и сообщества разработчиков. Прибор оснащен 7-дюймовым цветным дисплеем WVGA с частотой дискретизации до 1 Гвыб/с, полосой пропускания 100 МГц и пятилетней гарантией. Осциллограф поставляется с инновационной системой учебных курсов для студентов, которая объединяет лабораторные упражнения с пошаговыми инструкциями. Система HelpEverywhere предоставляет полезные советы и подсказки по всему пользовательскому интерфейсу, что делает инструмент более доступным для нового пользователя.

Ключевые особенности:

• Полоса пропускания 100 МГц
• 2 аналоговых канала
• Частота дискретизации 1 Гвыб/с на всех каналах
• Длина записи 20 тыс. точек на всех каналах
• Расширенные триггеры включают импульсные, рантовые и линейные триггеры

3. RIGOL MSO5104 Осциллограф смешанных сигналов, 100 МГц

Посмотрите на эту красоту осциллографа! Осциллографы Rigol серии MSO5000 сочетают в себе лучшую в своем классе выборку и глубину памяти с современным гибким пользовательским интерфейсом, обеспечиваемым новой архитектурой UltraVision II и инновационным чипсетом Phoenix.С моделями от 70 до 350 МГц, каждая с 2 или 4 аналоговыми каналами, серия MSO5000 обеспечивает инновационную гибкость и возможности на рабочем столе инженера. Анализируйте важные сигналы с помощью запуска по зонам, 7 инструментов в 1, улучшенных БПФ, цветокоррекции и гистограмм, поддерживаемых высокой частотой дискретизации, большой памятью и измерениями с полной памятью.

---

БОНУС:

Вы находитесь в процессе проектирования RF? Не забудьте потратить достаточно времени на рецензирование вашего дизайна. Экспертная оценка — это эффективный способ выявления дефектов на ранних стадиях процесса проектирования, прежде чем их исправление станет трудным и дорогостоящим! Вы можете узнать больше о проведении эффективных обзоров дизайна в этом популярном посте!

**Полное раскрытие информации: некоторые из приведенных выше ссылок являются партнерскими ссылками, что означает, что без каких-либо дополнительных затрат для вас мы будем получать небольшую комиссию за переход по ссылке и совершение покупки.

Как пользоваться осциллографом, учебник для начинающих

Давайте сделаем что-нибудь вместе

Привет, я Питер.

Я онлайн-преподаватель и Maker, автор Maker Education Revolution, KiCad Like a Pro и основатель Tech Explorations.

Я создаю весь контент на веб-сайте Tech Explorations.

Почему? Потому что, как я уже говорил, я педагог и Создатель, и у меня есть Миссия.

Моя миссия — помогать людям изучать электронику, программирование, проектирование печатных плат и многое другое.Самое главное, я хочу помочь как можно большему количеству людей насладиться приключениями в области технологического образования.

Проработав 15 лет преподавателем в университете, я снова решил стать создателем. Как и большинству из нас, в детстве мне было любопытно, и я узнавал, как устроены вещи, экспериментируя с ними (обычно это означало, что я разбирал их на части и надеялся не раскрутить ни одного винта, когда собирал вещи обратно).

Повзрослев, я стал инженером только для того, чтобы отказаться от детской любознательности во имя карьеры.

Я снова стал ребенком, как только получил свой первый Arduino. С ним я начал создавать вещи, возиться с компонентами, тестировать идеи. Несмотря на то, что я был «профессиональным педагогом», только сейчас я понял, насколько ошибочными были мои последние 15 лет образования. Отчасти я был ответственен за уничтожение творческих способностей тысяч учеников, точно так же, как мой был уничтожен во имя того, чтобы быть «настоящим взрослым».

Моя работа в Tech Explorations — учиться и создавать. Я узнаю то, что мне интересно, и создаю образовательный контент.Это содержание является записью моего обучения.

Я создаю этот контент не для обучения «студентов». Я создаю его, чтобы помочь учащимся узнать то, что они хотят узнать.

В конце концов, все мы учимся и учимся друг у друга.

Я искренне надеюсь, что контент, который я создаю в Tech Explorations, вдохновит как можно больше людей разжечь детское любопытство, учиться и создавать удивительные вещи.

Обучение является социальным

Интернет произвел революцию в издательском деле и обучении.Это самое большое хранилище знаний, которое когда-либо существовало, и оно становится экспоненциально больше. Для всего, что вы хотите узнать, есть большая вероятность, что кто-то написал сообщение в блоге или создал видео об этом.

Отлично! Ну, не совсем так. Несмотря на то, что существует много отличного контента, большая часть того, что доступно в Интернете, не имеет качества и, что наиболее важно, не имеет человеческого отношения.

Лучшее обучение — это общение. Когда вы общаетесь с другими людьми, которые были там, где вы сейчас находитесь, вы учитесь быстрее и лучше.Вам есть с кем отступить, когда вам понадобится помощь, или обсудить идею, когда вы застряли.

В Tech Explorations мы поддерживаем наших студентов с помощью наших инструментов сообщества, потому что мы знаем, что это лучший способ учиться и преподавать.

Помощь является частью обучения

Изучение новых навыков и технологий — это путешествие на неизведанную территорию. Гораздо лучше, если у вас есть карта, а еще лучше, если вы можете обратиться за помощью по радио.

В Tech Explorations мы вложили большие средства в наши инструменты коммуникации, чтобы гарантировать, что ни один студент не останется без внимания.У нас есть три уровня поддержки: форумы сообщества для обсуждения каждого курса, инструмент вопросов и ответов на уровне лекций и служба поддержки.

Наш контент постоянно обновляется и контролируется нашей командой, поэтому мы можем быстро отвечать на вопросы учащихся. Скорость важна, потому что препятствия в обучении могут иметь разрушительные последствия в нашем учебном процессе, поэтому мы делаем все возможное, чтобы помочь нашим ученикам преодолеть их.

Сохраняйте спокойствие и продолжайте учиться

Мир и Интернет очень шумные места.Многие «бесплатные» ресурсы для заработка больше похожи на шумные базары под открытым небом, с надоедливыми отвлекающими факторами, которые направлены на то, чтобы помешать вам делать то, что вы хотите (узнать что-то новое), чтобы вы могли нажать на следующее видео (часто о коте). делает забавный трюк).

Одна только потеря концентрации накапливается во многих сотнях часов потерянной продуктивности обучения на одного учащегося в год.

Сможете ли вы научиться программировать Arduino в фуд-корте торгового центра? В некотором смысле, это то, что многие из нас делают.

В Tech Exploration мы создали спокойную обстановку, подходящую для иммерсивного обучения. Сконцентрируйтесь, выключите мобильный телефон, включите видеолекцию и продолжайте эксперимент.

Вот и все. Ничто другое не должно конкурировать за ваше внимание.

Путь вперед

На этой странице мы предоставили вам множество бесплатных и качественных учебных материалов, возможности для практических экспериментов и даже более крупные проекты, которые вы можете использовать для закрепления своего обучения.Все это в спокойной, дружественной к учащимся обстановке.

Мне часто задают вопрос: «Что мне делать дальше?»

Люди, которые только что освоили новый навык, например, как заставить мигать светодиод или крутить мотор, часто перегружены. Они только что поняли что-то новое, но им трудно понять, что будет дальше.

Это вполне понятно, я сам там был. На самом деле, я чувствую себя так каждый раз, когда узнаю что-то новое, изолированное от его возможностей.

Подумайте об этом: вы только что научились крутить мотор.Как из этого можно построить робота? Как происходит процесс перехода от одного работающего компонента к системе, объединяющей множество компонентов, в работающий гаджет?

Лучший ответ, который я могу дать на этот вопрос, — это простой процесс плюс много настойчивости (она понадобится вам, когда вы решите заняться чем-то важным):

1. Вам нужен интересный проект. Этот проект дает вам цель и даже путь (хотя путь не ясен в начале).Подумайте о том, о чем проект, и особенно о том, что он должен делать. Это («что он должен делать») и определяет цель вашего проекта. Вам понадобится это для шага 5 этого процесса.
2. Вам необходимо проанализировать свой проект и разбить его на составляющие. Робот состоит из двигателей, контроллеров двигателей и микроконтроллеров, датчиков, программного обеспечения и рамы, которая скрепляет все вместе. Выясните, каковы основные компоненты вашего проекта.
3. Основываясь на вашем анализе, определите свой уровень знаний в отношении компонентов проекта .Вы можете хорошо разбираться в двигателях, но не иметь сенсора.
4. Спланируйте процесс создания прототипа. Эта часть процесса имеет решающее значение, потому что вам нужно принять несколько решений, которые включают аппаратное обеспечение, программное обеспечение и сборку гаджета, а также обучение, которое вы должны пройти, чтобы сделать это возможным. Вам не нужно знать все, прежде чем начать, но вам нужно выбрать место для начала. Например, если вам нужно построить колесного робота, вы можете начать с узла колеса и двигателя, чтобы ваш робот мог двигаться, а датчики оставить на потом.Почему? Потому что теперь ты знаешь, как пользоваться моторами. Вы можете научиться использовать датчики позже. Как и многое другое в жизни, начало — это половина всего, что вы делаете. Первая итерация даст вам импульс и уверенность, необходимые для второй, третьей и вплоть до последней итерации.
5. Повторяйте, пока проект не будет завершен. Вам поможет итеративный процесс прототипирования. Каждая итерация решает проблемы и создает новые. Новые проблемы обычно требуют, чтобы вы узнали что-то новое.Продолжайте, изучите его и вернитесь, чтобы продолжить текущую итерацию. Проект завершен, когда вы достигли цели, поставленной на шаге 1. Но вот в чем загвоздка: в прототипировании, как и в жизни, все подвижно. Ваша первоначальная цель была основана на ранних предположениях о том, чего вы хотите достичь, до того, как вы действительно проделали какую-либо работу для достижения этой цели. В процессе работы над своей целью цель меняется! Помните об этом и знайте, что это нормально. Наслаждайтесь процессом и достижением результата.