Oscyloskopy są jednym z filarów laboratorium elektronicznego i są niezbędne dla każdego, kto projektuje elektronikę, rozwiązywanie problemów lub pracuje z szybką elektroniką. Oscyloskopy są jednym z nielicznych urządzeń elektronicznych, które pełnią wiele funkcji i mogą być używane zamiast innych urządzeń elektronicznych. Wiele rodzajów oscyloskopów jest dostępnych dla hobbystów i profesjonalistów.
Rodzaje oscyloskopów
Dostępnych jest kilka rodzajów oscyloskopów, zarówno analogowych, jak i cyfrowych, w bardzo szerokim zakresie cen, które mogą sprawić, że wybór odpowiedniego oscyloskopu stanie się wyzwaniem. Oscyloskopy analogowe są często używane jako kluczowe rozwiązania problemów, ponieważ cyfrowe oscyloskopy próbkują sygnału, mogą przeoczyć niektóre przejściowe sygnały, które mogą powodować błędne zachowanie, dlatego oscyloskopy analogowe są wciąż cenione za przejściowe aplikacje do rozwiązywania problemów, chociaż wysokiej klasy cyfrowe oscyloskopy fosforowe mogą zapewniać podobne możliwości .
Oscyloskopy analogowe
Oscyloskop analogowy wyświetla bezpośrednio sygnał odebrany przez sondę i zasadniczo prześledzi go na ekranie. Możliwości przechowywania umożliwiają wyświetlanie kształtu fali przez dłuższy czas, zamiast natychmiastowego rozpadu. Tam, gdzie oscyloskopy analogowe naprawdę wchodzą w grę, to radzenie sobie z sygnałami analogowymi i efektami przejściowymi. Praca audio i wideo analogowe doskonale pasuje do możliwości oscyloskopu analogowego, który może również obsługiwać cyfrowe sygnały o niskiej prędkości. Oscyloskopy analogowe oferują większy zakres dynamiki niż oscyloskopy cyfrowe i nie mają problemów z aliasingiem, które mogą powodować fałszywe odczyty na oscyloskopach cyfrowych. Oscyloskopy analogowe są zwykle tańsze niż oscyloskopy cyfrowe i często są niezbędne do dobrego rozwiązywania problemów i stanowią doskonałą opcję dla początkujących i hobbystów.
Oscyloskopy cyfrowe
Oscyloskopy cyfrowe są dostępne w różnych typach. Dwa kluczowe czynniki w osiąganiu oscyloskopów cyfrowych to częstotliwość ich próbkowania i przepustowość. Prędkość próbkowania oscyloskopu ograniczy jego zdolność do przechwytywania przejściowych, jednorazowych zdarzeń, a szerokość pasma oscyloskopu ogranicza częstotliwość powtarzających się sygnałów, które mogą być wyświetlane przez oscyloskop.
Oscyloskopy do cyfrowych pamięci masowych
Większość oscyloskopów cyfrowych to cyfrowe oscyloskopy do przechowywania danych. Cyfrowe oscyloskopy przechowują zdarzenia przejściowe i przechowują je do analizy, archiwizacji, drukowania lub innego przetwarzania. Mają trwałe miejsce na zapis sygnałów i można je wyładować na inne media w celu ich przechowywania i analizy na komputerze. Oscyloskop cyfrowy nie może wyświetlać poziomu natężenia sygnału czasu rzeczywistego, w przeciwieństwie do oscyloskopu analogowego. Zdarzenia pojedynczego strzału można przechwytywać za pomocą wyzwalaczy, które można ustawić ręcznie lub automatycznie w zależności od oscyloskopu. Cyfrowe oscyloskopy pamięciowe są końmi pociągowymi realnego cyfrowego projektu, w którym cztery lub więcej sygnałów analizowanych jest jednocześnie.
Cyfrowe oscyloskop fosforowy
Aby uzyskać szybsze przechwytywanie i analizę sygnałów cyfrowych, cyfrowe oscyloskopowe oscyloskopy są standardowymi oscyloskopami cyfrowymi. Cyfrowe oscyloskopy fosforowe wykorzystują rozwiązanie ADC do przetwarzania równoległego, które zapewnia znacznie wyższe częstotliwości próbkowania niż tradycyjne oscyloskopy do przechowywania danych cyfrowych. Ta częstotliwość próbkowania umożliwia osiągnięcie poziomu wizualizacji sygnału, który ma wygląd w czasie rzeczywistym.
Cyfrowe oscyloskopy fosforowe mają swoją nazwę od podobieństwa do oscyloskopów analogowych, wyświetlając intensywność sygnału. W oscyloskopach analogowych jest to spowodowane tym, że luminofory na monitorze CRT świecą się przez pewien okres czasu, zanim zapadają w ciemność, co umożliwia sygnałom o wysokiej prędkości budowanie intensywniejszego blasku w obszarach, w których są najbardziej i dla przejściowych, aby wyróżniać się jako dobrze. Cyfrowe oscyloskopy fosforowe powielają efekt fosforu, przechowując bazę danych wartości powtarzających się przebiegów i zwiększając intensywność na ekranie, na którym kształty fal pokrywają się. Podobnie jak w przypadku oscyloskopu analogowego, cyfrowy zasięg luminoforu może ujawniać transjenty, wyświetlając poziom intensywności, ale nadal może on ominąć transjenty, które występują poza oknem przechwytywania danych i jego szybkością aktualizacji.
Cyfrowe oscyloskopy fosforowe łączą cechy oscyloskopów cyfrowych i technologii oscyloskopów analogowych, dzięki czemu doskonale nadają się do projektowania ogólnego, cyfrowego pomiaru czasu, zaawansowanej analizy, testowania komunikacji i rozwiązywania problemów.
Oscyloskopy mieszane
Łącząc analizator widma częstotliwości radiowej, analizator logiczny i oscyloskop cyfrowy otrzymujesz mieszany oscyloskop domeny. Podczas projektowania lub pracy z systemami, które zawierają sygnały cyfrowe, logikę cyfrową i komunikację za pomocą fal radiowych, oscyloskop mieszany staje się niezbędnym narzędziem. Zasadniczą zaletą oscyloskopu mieszanego jest obserwacja sygnałów z każdej domeny, analogowej, RF i logicznej, czasu skorelowanego ze sobą. Umożliwia to rozwiązywanie problemów, debugowanie i testowanie projektu, dzięki czemu każdy sygnał może być skorelowany w czasie.
Oscyloskopy sygnałów mieszanych
Często możliwości oscyloskopu cyfrowego i analizatora logicznego są potrzebne razem, dlatego opracowano oscyloskop mieszany. Oscyloskop o mieszanym sygnale łączy cyfrowy oscyloskop (lub cyfrowy oscyloskop fosforowy) z wielokanałowym analizatorem logicznym. Cyfrowa zdolność wyzwalania oscyloskopu sygnałów mieszanych pomaga w analizie zdarzeń analogowych, które mogą wyzwalać cyfrowe przejścia logiczne. Zazwyczaj oscyloskopy sygnałów mieszanych mają tylko dwa lub cztery analogowe kanały wejściowe i około 16 cyfrowych kanałów wejściowych.
Oscyloskopy do cyfrowego pobierania próbek
Cyfrowe oscyloskopy próbkujące mają nieco inną technikę wprowadzania danych niż inne oscyloskopy i sprzedają znacznie wyższą przepustowość dla niższego zakresu dynamicznego. Wejście nie jest tłumione ani wzmacniane, więc oscyloskop musi być w stanie obsłużyć cały zakres sygnału wejściowego, który jest ogólnie ograniczony do około 1-woltowej wartości od szczytu do szczytu. Cyfrowe oscyloskopy próbkujące działają tylko na sygnałach powtarzalnych i nie pomagają w przechwytywaniu stanów nieustalonych poza ich normalną częstotliwość próbkowania. Z drugiej strony, oscyloskopy do cyfrowego próbkowania mogą przechwytywać sygnały o rząd wielkości dużo szybsze niż inne typy oscyloskopów o przepustowości przekraczającej 80 GHz.
Ręczne oscyloskopy
Małe ręczne oscyloskopy są dostępne w zastosowaniach polowych i testowych, w których duże oscyloskopy są nieporęczne lub trudno jest znaleźć moc. Zwykle są ograniczone do dwóch wejść i mają ograniczoną przepustowość i częstotliwość próbkowania.
Oscyloskopy komputerowe
Jednym z pojawiających się typów oscyloskopów jest oscyloskop komputerowy, zwykle urządzenie zewnętrzne podłączone do komputera przez USB. Tego typu oscyloskopy osiągnęły szybki postęp w zakresie możliwości, zwiększając częstotliwość próbkowania, przepustowość i ogólne możliwości. Niektóre systemy podchodzą do możliwości niskonakładowych oscyloskopów cyfrowych za zaledwie kilkaset dolarów i stanowią doskonałe opcje dla hobbystów poszukujących oscyloskopu.
