Czym różni się oscyloskop cyfrowy od analogowego?

Czym różni się oscyloskop cyfrowy od analogowego?

3 cze 2019

Jak działa oscyloskop?

Oscyloskop jest elektronicznym przyrządem pomiarowym służącym do wizualnego przedstawiania jednego lub kilku napięć w funkcji czasu oraz przedstawienia na ekranie. Graficznie mają one formę wykresu przebiegu w dwuwymiarowym układzie współrzędnych. Zwykle oś X (pozioma) jest osią czasu, a (pionowa) oś Y (rzędnych) prezentuje wskazywane napięcia. Powstający w ten sposób obraz nazywa się oscylogramem.

Oscyloskopy występują zarówno w formie analogowej, jak i cyfrowej. Jednakże obecnie analogowe urządzenia zostały prawie całkowicie wyparte z rynku przez modele cyfrowe. Wraz z miernikami uniwersalnymi, oscyloskopy zaliczane są do najważniejszych narzędzi pomiarowych i diagnostycznych w elektronice.

Oscyloskopy analogowe i cyfrowe

W przypadku oscyloskopów analogowych napięcie poddawane pomiarowi przepływa przez nastawny wzmacniacz i następnie jest przedstawiane graficznie na ekranie lampy oscyloskopowej, a tzw. wiązka elektronów jest kierowana przez napięcie wejściowe w kierunku Y. Wiązka elektronów porusza się z lewej strony do prawej (w tym czasie rysowany jest obraz) i następnie powraca do punktu wyjściowego.

Analogowe oscyloskopy odgrywają dziś tylko podrzędną rolę. Powody są głownie natury technicznej i praktycznej, jak ograniczone możliwości, rozmiar lampy oscyloskopowej oraz coraz tańsze urządzenia cyfrowe. Proste, analogowe oscyloskopy są wykorzystywane obecnie praktycznie tylko w szkołach technicznych i w zakresie prywatnym.

Obecnie stosuje się oscyloskopy cyfrowe (DSO: Digital Sampling Oscilloscope). Wykonują one konwersję analogowo-cyfrową i są zasadniczo oscyloskopami pamięciowymi. Udostępniają one dane również po zakończeniu pomiaru, potrafią je zapisywać na nośnikach danych oraz przenosić je do komputera PC.

Funkcje oscyloskopów cyfrowych

Wymienione wcześniej właściwości analogowych oscyloskopów dotyczą oczywiście także modeli cyfrowych. Jednak te drugie wyróżniają się licznymi dodatkowymi funkcjami:

  • Wyzwalanie poprzedzające: za pomocą tej funkcji można czekać na wydarzenie (np. na szczyt napięcia), a dzięki funkcji zapisu obserwować przebieg sygnału przed wydarzeniem.
  • Obliczanie średniej wartości na przestrzeni kilku okresów wskazywania.
  • Możliwość stosowania oprogramowania do analizy np. czasu narastania, szerokości impulsu, amplitudy, częstotliwości itp.
  • Automatyczne nastawianie na nieznany sygnał
  • Sumowanie i odejmowanie pomiędzy kanałami itp.
  • Widma, histogramy, statystyki

Napięcie wejściowe jest digitalizowane za pomocą konwertera analogowo-cyfrowego. Do konwersji sygnałów wysokiej częstotliwości stosuje się równoległe konwertery analogowo-cyfrowe. Oprócz przemieszczeń w kierunku Y (napięcie) ważnym parametrem jest także przebieg w danym odcinku czasu. Jest on określany przez analogową szerokość pasma oscyloskopu i przez szybkość próbkowania. Im wyższa szybkość próbkowania, tym wyższe możliwe wywołanie. Kolejnym ważnym parametrem jest pojemność pamięci, czyli liczba wartości pomiarowych, jakie można zapisać. Dzieli się ona na liczbę kanałów wykorzystywanych do pomiaru.

Czym różni się oscyloskop cyfrowy od analogowego?

  • Wyświetlacz może być większy, a nawet kolorowy; rozpoznawanie szczytów.
  • Możliwość obserwowania przebiegu sygnału przed punktem wyzwolenia.
  • Kompleksowe funkcje wyzwalania.
  • Funkcje autoset oraz autorange umożliwiają automatyczne, optymalne ustawienie w zależności od sygnałów wejściowych.
  • Przewijanie i powiększanie zapisanych wykresów.
  • Zapisywanie procesów przebiegających bardzo wolno (np. przebieg napięcia z całego dnia).
  • W pamięci oscyloskopu można zapisywać zamiast wartości liczbowych także graficzne wykresy, które można w każdej chwili oglądać na ekranie.
  • Możliwość automatyzacji i sterowania zdalnego za pomocą standardowych interfejsów (interfejs szeregowy, port USB itp.).
  • Możliwość zapisywania plików danych lub obrazów oraz wykorzystywania ich w innych aplikacjach.
  • Podawanie numerycznych wartości pomiarowych, jak wartość skuteczna lub szczytowa przebiegu pomiaru.
  • Funkcje kursora do dokładnego mierzenia odstępów na przedstawionym oscylogramie.
  • Tworzenie pochodnych kanałów pomiarowych, tzw. „kanałów matematycznych”. Za pomocą tej funkcji można np. tworzyć i wyświetlać w czasie rzeczywistym spektrum sygnału za pomocą przekształcenia Fouriera.
  • Wybrane ustawienia oscyloskopu można zapisywać i później wywoływać.

Powiązane tematy:

Polecane produkty:

Polecane akcesoria:

Jeśli uważasz, że możemy poprawić ten artykuł dzięki Tobie, prosimy o kontakt pod adresem: [email protected]. Dziękujemy - Zespół Conrad.