Pokud si plánujete koupit digitální osciloskop, jistě dobře víte, co to je a jak se používá. Jsou však lidé, kteří se s tímto typem přístroje setkávají poprvé, a proto jsme pro ně připravili malé kompendium znalostí, které vysvětluje, k čemu digitální osciloskop slouží, k čemu se používá a jak může pomoci.
Obsah článku
Osciloskop – co to je?
Osciloskop je měřicí přístroj, který slouží k pozorování elektrických signálů přiváděných na vstupní zásuvky ve formě tzv. průběhů. Tyto přístroje dynamicky vykreslují časově proměnné elektrické signály v kartézských souřadnicích. Na svislé ose „Y“ osciloskopu se zobrazuje napětí, zatímco na vodorovné ose „X“ čas. Výsledný graf závislosti napětí na čase zobrazuje obraz vstupního signálu a obvykle se označuje, jak jsme uvedli výše, jako „průběh“.
Osciloskop je jedním z nejdůležitějších měřicích přístrojů, které elektronici používají v laboratořích k testování a ověřování navržených zařízení. V servisech elektronických zařízení jsou nezbytným nástrojem pro vyhledávání vadných součástek. Na vysokých a středních odborných školách umožňují vizualizaci jevů, což studentům usnadňuje jejich pochopení.
Osciloskopy se dělí na analogové (dříve používané) a digitální. U analogových osciloskopů se měřené napěťové signály přivádějí do zesilovače a směřují na vertikální vychylovací cívky. Vychylující cívky vychylují proud elektronů, který při dopadu na luminofor na obrazovce osciloskopické trubice způsobí rozzáření bodu. Současně je signál z vnitřního generátoru přiváděn do horizontálních vychylovacích cívek, což způsobuje horizontální vychýlení elektronového paprsku, a tím kreslení obrazu, který je pozorovaným průběhem.
Analogový osciloskop obvykle neměl možnost ukládat průběh, takže pro jeho kontinuální zobrazení na obrazovce osciloskopu musel být cyklicky přiváděn. To se změnilo se zavedením digitálních osciloskopů, které si mohou „zapamatovat“ průběh signálu a reprodukovat jej na obrazovce i po jeho odeznění. To je možné díky použití analogově-digitálních převodníků a paměťových čipů.
Základní parametry osciloskopu
Nejdůležitější parametry osciloskopu jsou:
Šířka pásma
Šířka pásma je velmi důležitý prvek, který určuje frekvenci, při níž se amplitudové charakteristiky zpracovatelské cesty osciloskopu sníží o 3 dB. Doporučuje se, aby šířka pásma pro digitální signály byla alespoň pětinásobkem nejvyššího hodinového kmitočtu testovaného obvodu, zatímco pro analogové signály stačí, aby šířka pásma osciloskopu byla trojnásobkem kmitočtu testovaného signálu. Ve specifikacích přístroje je tento parametr uveden v jednotkách: MHz (megahertz).
Frekvence vzorkování
Vzorkovací frekvence je maximální frekvence sběru vzorků (vzorkovací frekvence). Aby se zabránilo aliasingu (zkreslení digitálního signálu v důsledku sběru vzorků), je třeba zajistit, aby byl vzorkovaný signál omezen na Nyquistovu frekvenci, tj. na polovinu vzorkovací frekvence. Ve specifikaci přístroje je tento parametr uveden jako vzorkovací frekvence v jednotkách: GS/s nebo MS/s (giga vzorků za sekundu, mega vzorků za sekundu).
Velikost paměti
Paměť je mimořádně důležitým parametrem digitálního osciloskopu (hloubka paměti). Pokud je jediným účelem osciloskopu záznam krátkých nebo velmi rychlých signálů, stačí, aby měl osciloskop vysokou vzorkovací frekvenci a dostatečně širokou šířku pásma. Na druhou stranu, pokud je třeba signál sledovat v dlouhém časovém intervalu a pokud se navíc v signálu vyskytují krátkodobé poruchy v podobě špiček nebo poklesů napětí, které jsou předmětem zájmu, pak je naprosto nezbytné mít k dispozici velkou paměť pro sběr dat. Tento parametr je ve specifikaci přístroje uveden jako hloubka paměti v jednotkách: kpts nebo Mpts (kilopoints/second, megapoints/second) a může být přepínán uživatelem nebo automaticky v závislosti na zvolené časové základně.
Rychlost aktualizace tvaru vlny
Aby se zvýšila pravděpodobnost zachycení velmi krátkých událostí, jako je rušení signálu, je třeba častěji aktualizovat průběhy. Proto je ve fázi výběru osciloskopu stejně důležitým parametrem jako výše uvedené parametry rychlost aktualizace křivky. Čím vyšší je rychlost, tím kvalitnější jsou zobrazené průběhy, v nichž je vidět více detailů. Ve specifikacích přístroje je tento parametr uveden jako rychlost aktualizace křivky v jednotkách: wfms/s (počet snímků, snímků za sekundu).
Kolik stojí kvalitní osciloskop? Porovnání cen a funkcí
Vzhledem ke své složitosti patří osciloskopy mezi nejdražší měřicí přístroje. Pokud však vezmeme v úvahu možnosti těchto přístrojů, jsou jejich ceny přijatelné.
