Ev aletlerinin onarımı için osiloskop: bağlantı (şema), seçim. Ucuz USB osiloskop ISDS205A

Kendiniz bir bilim insanıysanız veya yalnızca meraklı biriyseniz ve bilim veya teknoloji alanındaki en son haberleri sıklıkla izliyor veya okuyorsanız. Yeni bilimsel keşifler, başarılar ve teknoloji alanındaki en son dünya haberlerini kapsayan böyle bir bölümü sizler için oluşturduk. Yalnızca en son olaylar ve yalnızca doğrulanmış kaynaklar.

İçinde bulunduğumuz çağda bilim çok hızlı ilerlemektedir ve bu nedenle onlara yetişmek her zaman mümkün olmamaktadır. Bazı eski dogmalar çöküyor, bazı yenileri öne sürülüyor. İnsanlık yerinde durmaz ve durmamalıdır, insanlığın motoru da bilim adamları ve bilimsel şahsiyetlerdir. Ve her an, yalnızca dünyadaki tüm nüfusun zihnini şaşırtmakla kalmayıp, aynı zamanda hayatlarımızı da kökten değiştirebilecek bir keşif gerçekleşebilir.

İnsan ne yazık ki ölümsüz olmadığı, kırılgan olduğu ve her türlü hastalığa karşı çok savunmasız olduğu için tıp bilimde özel bir rol oynamaktadır. Pek çok kişi, Orta Çağ'da insanların ortalama 30 yıl, şimdi ise 60-80 yıl yaşadığını biliyor. Yani yaşam beklentisi en az iki katına çıktı. Bu elbette bir dizi faktörün etkisi altındaydı, ancak tıp önemli bir rol oynadı. Ve elbette 60-80 yıl bir insanın ortalama ömrünün sınırı değil. Bir gün insanların 100 yıllık sınırı aşması oldukça olası. Dünyanın her yerinden bilim insanları bunun için mücadele ediyor.

Diğer bilimler alanında da sürekli gelişmeler yaşanıyor. Her yıl dünyanın her yerinden bilim insanları küçük keşifler yaparak insanlığı yavaş yavaş ileriye taşıyor ve yaşamlarımızı iyileştiriyor. İnsanoğlunun el değmediği yerler, elbette öncelikle kendi gezegenimizde keşfediliyor. Ancak uzayda sürekli çalışmalar yapılıyor.

Teknoloji arasında özellikle robotik öne çıkıyor. İdeal bir akıllı robotun yaratılması devam ediyor. Bir zamanlar robotlar bilim kurgunun bir unsuruydu, başka bir şey değildi. Ancak şu anda bazı şirketlerin kadrosunda, çeşitli işlevleri yerine getiren ve emeği optimize etmeye, kaynakları korumaya ve insanlar için tehlikeli faaliyetler gerçekleştirmeye yardımcı olan gerçek robotlar var.

Ayrıca, 50 yıl önce çok fazla yer kaplayan, yavaş olan ve bakımları için tam bir çalışan ekibi gerektiren elektronik bilgisayarlara da özellikle dikkat çekmek isterim. Ve şimdi hemen hemen her evde böyle bir makine var, buna zaten daha basit ve kısaca deniyor - bilgisayar. Artık sadece kompakt değiller, aynı zamanda öncekilerden kat kat daha hızlılar ve bunu herkes anlayabilir. Bilgisayarın ortaya çıkışıyla birlikte insanlık, pek çok kişinin “teknolojik” ya da “bilgi” olarak adlandırdığı yeni bir çağ açtı.

Bilgisayarı hatırlayarak İnternet'in yaratılışını da unutmamalıyız. Bu aynı zamanda insanlık adına da çok büyük bir sonuç verdi. Bu, artık neredeyse herkesin erişebileceği tükenmez bir bilgi kaynağıdır. Farklı kıtalardan insanları birbirine bağlıyor ve bilgileri ışık hızında aktarıyor; bu, 100 yıl önce hayal edilmesi bile imkansız olan bir şey.

Bu bölümde kesinlikle kendiniz için ilginç, heyecan verici ve eğitici bir şeyler bulacaksınız. Belki bir gün sadece dünyayı değiştirmekle kalmayıp bilincinizi de değiştirecek bir keşfi ilk öğrenenlerden biri olabilirsiniz.

Yeni bir osiloskop alırken öncelikle kendi kendinize cevaplamanız gereken sorularla başlamalısınız:

Cihaz nerede kullanılacak?
Hangi amaçlarla buna ihtiyacınız var?
Sinyalleri aynı anda birden fazla noktada ölçmeniz mi gerekiyor?
Ölçtüğünüz sinyallerin genliği (dijital açıdan) nedir?
Ölçtüğünüz sinyallerin frekansı nedir?
Tekrarlanan sinyalleri mi yoksa tekli sinyalleri mi ölçüyorsunuz?
Frekans alanında sinyal araştırması mı yapıyorsunuz?

Asıl soru: Analog mu Dijital mi?

Analog osiloskopun ana avantajı ADC gürültüsünün olmamasıdır.

Hala analog enstrümanların hayranı olabilirsiniz, ancak modern dijital dünya kendi koşullarını belirliyor ve analog enstrümanların yetenekleri dijital depolama osiloskoplarıyla karşılaştırılamaz.

Gözlemlerinizde ve araştırmalarınızda incelediğiniz sinyalin şeklinin iletilmesinin doğruluğu sizin için bir öncelik değilse o zaman güvenle dijitali tercih edebilirsiniz.

USB osiloskop, dijital osiloskop sınıfının bir temsilcisidir. Ve analog olanlarla karşılaştırıldığında bir takım avantajlara sahiptirler.

Yani:

Küçük ve nispeten hafif
Geniş Bant Genişliği
Tek sinyal ölçülebilir
Kullanıcı dostu arayüz
Renkli ekran
Verileri kaydetme ve yazdırma yeteneği
Dijital sinyal işleme imkanı (hızlı Fourier dönüşümü, toplama, çıkarma, entegrasyon vb.)
Dijital filtreleme kullanma imkanı

Çoğu zaman dijital osiloskoplar aynı muhafazaya ek cihazlar içerebilir:

Mantık analizörü (örneğin I2C, USB, CAN, SPI ve diğerleri aracılığıyla iletilen veri paketlerini analiz etmenizi sağlar)
Fonksiyon (rastgele dalga biçimi) oluşturucu
Dijital sıra üreteci

Osiloskop taşınabilir bir cihaz şeklinde yapılmışsa, genellikle bir multimetre ile birleştirilir, bunlara skopmetreler de denir (bazen çok iyi özelliklere sahiptir).

Bu cihazların yadsınamaz avantajları çok yönlülük, özerklik ve küçük boyuttur.

Piyasada çok sayıda üretici ve model bulunması nedeniyle yeni bir osiloskop seçmek oldukça zor bir iştir.

Eski bir osiloskopu değiştirmeye veya iş için gerekli bir cihazı satın almaya karar verirseniz ve pek iştahınız yoksa, USB osiloskop sizin için en iyi seçim olabilir. Tek yapmanız gereken özellikleri incelemek ve belirli bir üretici ve modele karar vermek.

Öncelikle lütfen üreticiye dikkat edin. Çeşitli modelleri inceleyerek, platformu değiştirmeden ürünlerinin yazılımını sürekli geliştiren ve yeni özellikler ekleyen bir üreticiye dikkat etmeniz gerektiğini göreceksiniz.

Bugün bu tür üreticilere dikkat edeceğiz. Hantek, Instrustar, SainSmart.

SainSmart – daha çok bir distribütör olmasına rağmen

Modelleri değerlendirirken 40-60 MHz bantlı cihazlara odaklanmakta fayda var. Her ne kadar en yeni ekipman modelleri, özellikle de yeni LCD TV'ler yakında 100-120 MHz gerektirebilir.

Yine de yabancı platformlardaki forumları ziyaret ederek, bunlara yansıyan görüşlerin pratikte gerçek durum olduğuna ikna olacaksınız. Rusça sitelerde ve video incelemelerinde bulunan incelemelere gelince, bunlar çoğunlukla "paketten çıkaralım" ve "nihayet anladık" ve bonus olarak: "hadi sürücüleri yükleyelim" ve "bir sondayla dürtelim" ifadelerinden oluşuyor. Ve tamamlanmanın nasıl sevinç olduğunu ve "işe yaradığını".

Ancak bu okuma ve incelemeden sonra nerede duracağınıza dair teknik açıdan sağlam bir sonuca varmanız pek mümkün değildir.

Yabancı forumlardaki değerlendirmelere dönelim.

SainSmart (listedeki üçüncü) birkaç saatlik çalışmadan sonra ortadan kayboldu - ürün fena değildi, ancak yazılımda bir sorun vardı. Güncelleme yok, ancak mevcut olan hatalarla çalışıyor. Yazılımın büyük fark yarattığını ilk elden biliyoruz.

Sonraki – (listede ilk sırada),

Saygın bir şirket, bütçe seçenekleri de dahil olmak üzere etkileyici bir model yelpazesi üretiyor. Ancak hem bütçe hem de daha sonraki bazı modeller, oldukça mütevazı olmasına rağmen aynı yazılıma sahiptir. İşlevsellik: normal iki ışınlı osiloskop + basit bir araç seti. Analiz programları vb. içeren ek yazılım şeklinde bonuslar yoktur. HAYIR. Bu üzücü.

Çıktı gördüğünüz gibi: - temel minimalizmin bir örneği, ancak yazılımın yardımıyla önemli miktarda ek işlevsellik ve yetenek uygulamak mümkün olabilir.

(Rusça) incelemelerimiz, 20,40,60 MHz model serisinin neredeyse tamamının küçük dönüşümlerle tek bir karta dayandığını ve geri kalan her şeyin yazılım tarafından yapıldığını iddia ediyor.

Prensip olarak, Çin'in olağan hamlesi, tek parça donanım yapmak ve yazılımla alt modellerin potansiyelini sınırlamaktır. Ama hayır. Farklı model serileri farklı yongalarda çalışır ve içinde farklı yazılımlar bulunur. Ve bu çekici.

Örneğin Instrustar ISDS220B 60 MHz modelini artı 20 MHz'e kadar DDS jeneratörünü seçebilirsiniz. Yazılımı demo modunda bile indirip yüklerseniz, gerçekten memnun kalacaksınız. Arayüzün rengi ve arka planından başlayarak bir spektrum analizörüne, frekans tepkisi analizörüne ve demo modunda bile başa çıkmanız gereken çeşitli püf noktalarına kadar birçok ayar bulacaksınız.

Ve genel olarak, üretilen modelin yaşına rağmen yazılım yenidir. Sonuç olarak üretici yazılımın kontrolünü elinde tutuyor, hataları düzeltiyor ve yeni işlevler ekliyor. Ve bu çok büyük bir artı.

Örnek olarak:

Profesyonel moddaki pencere dört form açtı.

Yukarıdakilerin hepsinden çıkan sonuç kendini gösteriyor:

Zaman ayırın, analiz edin, araştırın ve akıllıca alışveriş yapın. Bunu kullanmak size kalmış! En iyi modellerin bir sonraki incelemesine kadar.

Bir arkadaşımıza osiloskop götürmeye karar verdik. Uzun zamandır düşündük... Bir Sovyet Tseshka'ya 5-10 bin harcayın ya da şu anda indirimde olan normal bir dolma için para biriktirin

Bazı nedenlerden dolayı Avita'daki Sovyet osiloskopları hala çok pahalıdır ve dijital osiloskop daha da pahalıdır. Sonra şöyle düşündük: "Neden Aliexpress'ten bir USB osiloskop almıyoruz?" Fiyatı birkaç kuruş, işlevsellik neredeyse dijital osiloskopla aynı ve boyutları küçük. Bir USB osiloskop aslında aynı zamanda bir dijital osiloskoptur, ancak tek bir farkla kendi ekranına sahip değildir.

Kafamızı kaşıdık, düşündük... Kriz uzun sürecek. Dolar ucuzlamayacak. En iyi yatırımlar ekipman ve eğitime yapılan yatırımlardır. Peki dedi ve bitti. Bir aydan uzun bir süre sonra bu USB osiloskop geldi:

Ayrıca 2 prob, bir USB kablosu, sarf malzemeleri, bir yazılım diski ve probları ayarlamak için bir tornavida ile birlikte geldi.

Osiloskopun bir tarafında probları bağlamak için iki BNC konektörü görüyoruz ve sağ tarafta iki pin görüyoruz. Bu pinler osiloskop problarını kalibre etmek için bir test sinyali üretecidir. Bunlardan biri toprak, diğeri sinyaldir.

Fotoğrafta gördüğümüz gibi BNC konnektörlerine sağlayabileceğimiz maksimum voltaj 30 Volt'tur ve bu da acemi bir elektronik mühendisi için oldukça yeterlidir. Test sinyali üreteci bize 1 Kilohertz frekansı ve 2 Volt salınımı olan kare dalga sinyali verir.

Diğer tarafta osiloskopun çalışmasını gösteren bir sinyal LED'i ve diğer ucunda PC'ye bağlanan bir USB kablosu girişi görebilirsiniz.

Çalışma düzeninde her şey şuna benzer:

Osiloskop işlemi

Disk üzerinde gelen yazılımı yükledikten sonra osiloskopumuzu bağlıyoruz. Sürücü kurulumu başlar. Daha sonra programı başlatıyoruz. Programın arayüzü buharda pişirilmiş şalgamdan daha basittir:

Solda çalışma alanının kendisi, sağda ise birinci ve ikinci kanallar için yatay ve dikey tarama bulunmaktadır. Ayrıca ekranda bize hazır bir sinyal veren sihirli bir “AUTO” düğmesi de var.

Daha sonra, ilk kanal konektörüne bağladığım için “ilk kanal” anlamına gelen “CH1”e tıklayın. Probu test pinlerine takıyoruz ve osiloskopu çalışmaya hazırlıyoruz. Probun üzerindeki vidayı çeviriyoruz ve test sinyalinin osilogramının kesinlikle dikdörtgen olmasını sağlıyoruz

Bunun gibi bir şeye benzemeli:

Bu, tüm dijital osiloskoplarda aynı şekilde yapılır. Bunu nasıl yapacağınızı okuyabilirsiniz.

Ayrıca osiloskobun monitörde anında göstereceği parametreleri de görüntüleyebilirsiniz. Bunlar frekans, periyot, ortalama, rms, tepeden tepeye voltaj vb.'dir. Bu makalede bu parametreler hakkında bilgi edinebilirsiniz.

Örnekleme frekansı

Örnekleme frekansı– kabaca konuşursak, osiloskopun sinyali hangi frekansta kaydettiğidir. Bildiğiniz gibi osilogram bir eğri veya düz bir çizgidir. Çoğu zaman bir eğri. Cebirde y=x 2 parabol grafiğini nasıl çizdiğinizi hatırlıyor musunuz? 3-4 puan alırsak, grafiğimiz kıvrımlarla (kırmızı daireler içinde) ortaya çıktı

Ve eğer daha fazla puan alsaydık, grafik aslında daha doğru ve güzel olurdu:

Burada her şey aynı! Yalnızca X ile zamanı ve Y - voltajıyla gösteriyoruz.

Bu nedenle sinyalin ekranda olabildiğince doğru görüntülenmesi için bu noktalardan mümkün olduğu kadar çok sayıda olması gerekir. Ve ne kadar çok nokta olursa, sinyal şekli o kadar iyi ve doğru görüntülenir. Bu bakımdan mutlak bir zafer kazanırlar.

Mümkün olduğu kadar çok noktaya sahip olabilmek için örnekleme frekansının mümkün olduğu kadar yüksek olması gerekir. Ayrıca örnekleme frekansına çoğunlukla denir örnekleme oranı. Örnek İngilizceden– örnekleme. Her dijital osiloskopun gövdesinde bu örnekleme oranı işaretlenmiştir. Bir milyon örnek anlamına gelen MegaSamples cinsinden belirtilir. Bu USB osiloskopun maksimum örnekleme hızı saniyede 48 MegaSamples'tır (48MSa/s).Bu, sinyalin 1 saniyede 48 milyon noktadan çekildiği (oluşur) anlamına gelir. Şimdi söyle bana, hangi osiloskop en doğru sinyali alacak? 500 MSa/s örnekleme frekansına sahip misiniz, yoksa makalenin kahramanı 48MSa/s'ye mi sahip? Aynı şey)

Bant genişliği

Bant genişliği– bu, osiloskopun sinyal bozulması göstermeye başladığı maksimum frekanstır. Bu USB osiloskopta beyan edilen bant genişliği 20 Megahertz'dir. Eğer sinyalleri 20 Megahertz'in üzerinde ölçersek, sinyallerimizin genliği bozulacaktır. Gerçekte bu USB osiloskop bozulma olmadan maksimum 3 Megahertz üretiyor. Bu yeterli değil.

Bir osiloskobun artıları

Uygun fiyat ve işlevsellik. Harika dijital osiloskoplardan birkaç kat daha ucuzdur
Yazılımın kurulumu ve kurulumu yaklaşık 10-15 dakika sürer
Kullanıcı dostu arayüz
Küçük boy
Hem doğru hem de alternatif akımla işlem yapabilir
İki kanal yani iki sinyali aynı anda ölçebilir ve ekranda görüntüleyebilirsiniz

Bir osiloskopun eksileri

Düşük örnekleme oranı. Küçük bir lirik ara söz...
PC gerekli
Düşük bant genişliği
Bellek derinliği de hayır

Çözüm

OWONa dijital osiloskoptan sonra, bu USB osiloskop göz alıcı bir pislik gibi geliyor. Genel olarak kötü olduğunu ve satın almamanın daha iyi olduğunu söylemek istemiyorum. Çok yakışıklı ve belirtilen özelliklere göre 20 Megahertz'e kadar bir osilogram üretebiliyor, ancak gerçekte bu birkaç kat daha az. Bize 4.000 rubleden biraz daha azına mal oldu. Yaklaşık 1000-2000 rubleye mal olsaydı, o zaman paraya değerdi. Prensip olarak acemi elektronik mühendisleri için bu osiloskop az çok normal bir çözüm olacaktır. Orta ve profesyonel elektronik mühendisleri için hemen şunu söyleyeceğim: "Paranızı normal bir dijital osiloskopa ayırın!"

Burada ayrıca Havya'dan kısa bir video incelemesi var:

Osiloskopun nasıl seçileceği ve hangi parametrelere dikkat etmeniz gerektiği hakkında daha fazla bilgi için okuyun Bu madde.

Günümüzde en son radyo elektroniği teknolojilerini takip etmek zordur. Artık çeşitli elektronik cihazlar zevkinize uyacak şekilde birinden diğerine değiştirilebiliyor. Arzu ve yetenek olurdu. Eski bir elektronik saatten bile, tabletler ve bilgisayarların yanı sıra birçok elektrik devresi parçası için basit bir test cihazı yapabilirsiniz. Pek çok radyo amatörü ve profesyoneli sıklıkla hassas elektronik aletler kullanmak zorunda kalır; bunlar arasında osiloskop çok popülerdir. Böyle iyi bir cihaz ucuz değil. Her ne kadar tablet ve Android kullanarak bunu kendiniz yapmak bir radyo amatör için bile zor olmayacaktır.

Osiloskop nedir ve görevleri

Bir osiloskopun çalışmasına ve görsel görünümlerine özellikle aşina olmayanlar için açıklayacağım. Bu, ölçüm yapan ve izleyen bir cihazdır (eski versiyonda mini TV gibi, yeni versiyonda - tablet tasarımı vb.). frekans dalgalanmaları elektrik şebekesinde. Uygulamada birçok uzman laboratuvar ve profesyonel radyo ve televizyon teknisyeni tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Birçok elektrikli cihazın hassas ayarları yalnızca onun yardımıyla yapıldığı için.

Elektronik veya kağıt formundaki okumaları sinüzoidal dalga formlarını görmenizi sağlar. Bu sinyalin frekansı ve yoğunluğu, arızayı belirlemek veya elektrik devresinin yanlış montajı. Bugün bir akıllı telefonun, tabletin ve ilgili yazılımın mevcut devrelerine dayanarak kendi ellerinizle monte edebileceğiniz iki kanallı bir osiloskopa bakacağız.

Android tabanlı bir cep osiloskopunun montajı

Ölçülen frekans insan kulağı tarafından duyulabilir olmalı ve sinyal seviyesi standart mikrofon sesini aşmamalıdır. Bu durumda, Android tabanlı bir osiloskopu ek modüller olmadan kendi ellerinizle monte edebilirsiniz. Kulaklığın sökülmesi, üzerinde bir mikrofon var. Eğer bu kulaklığa sahip değilseniz dört pinli 3,5 mm ses fişi satın almanız gerekecektir. Probları gadget'ınızın konektörlerine göre lehimleyin.

Mikrofon girişinin frekansını ölçecek yazılımı Market'ten indirin ve grafik çiz bu sinyale dayanarak. Sunulan seçenekler en iyisini seçmek için yeterli olacaktır. Uygulamayı kalibre ettikten sonra osiloskop kullanıma hazır olacaktır.

“Android” yapısının artıları ve eksileri:

Bir tabletten osiloskopun montajı

Sinyali dengelemek ve giriş voltajı aralığını genişletmek için tablet için bir osiloskop devresi kullanabilirsiniz. Bilgisayara yönelik aygıtların montajında uzun süredir ve başarıyla kullanılmaktadır.

Bu amaçla 10 ve 100 kOhm dirençli KS 119 A zener diyotlar kullanılmaktadır. İlk direnç ve zener diyotları paralel olarak bağlanır. İkinci ve daha güçlü direnç elektrik devresinin girişine bağlanır. Bu, maksimum voltaj aralığını genişletir. Sonuçta ek girişim ortadan kalkar ve voltaj 12 volta çıkar.

Tablet osiloskopunun özel bir özelliği, doğrudan ses darbeleriyle çalışması ve bu durumda devre ve probların gereksiz müdahalesinin (koruyucu) istenmeyeceğidir.

Bir tablet ve Android tabanlı bir osiloskopun montajı için gerekli yazılım

Böyle bir devreyle çalışmak için gelen ses sinyaline göre grafik çizebilen bir programa ihtiyacınız olacak. Bu tür seçeneklerin çoğunu Market'te kolayca bulabilirsiniz. Onların yardımıyla şunları yapabilirsiniz: ek kalibrasyonu seçin ve bir tabletten veya başka bir işlevsel cihazdan profesyonel bir osiloskop için maksimum doğruluk elde edin.

Ayrı bir gadget kullanarak geniş bant frekansı

Ayrı bir cihaz kullanılarak geniş bir frekans aralığı, analogdan dijitale dönüştürücüye sahip set üstü kutusuyla elde edilir. sinyal iletimi sağlar dijital versiyonda. Bu sayede daha yüksek ölçüm doğruluğu elde edilir. Uygulamada, bireysel cihazlardan bilgi toplayan taşınabilir bir ekrandır.

Android tabletten osiloskop

Bluetooth kanalı

Şu anda, elektronik ilerlemeyle birlikte, osiloskopun işlevlerini yerine getiren mağazalarda konsollar ortaya çıkıyor. Bluetooth kanalını kullanarak bir tablete veya akıllı telefona sinyal iletirler. Böyle bir osiloskop bir eklentidir, tablete bağlı Bluetooth aracılığıyla kendi özelliklerine sahiptir. 1 MHz'lik ölçülen frekans sınırı, 10 V'luk prob voltajı ve yaklaşık 10 metrelik aralık, profesyonel çalışma faaliyetleri için her zaman yeterli değildir. Bu gibi durumlarda, Wi-Fi kullanarak veri aktarımı sağlayan bir set üstü kutu olan bir osiloskop kullanabilirsiniz.

Verileri Wi-Fi kullanarak aktarın

Wi-Fi, ölçüm cihazlarının yeteneklerini önemli ölçüde genişletir. Tablet ile set üstü kutu arasındaki bu tür bilgi alışverişi özellikle popülerdir. Bu bir moda ifadesi değil, ancak saf pratiklik. Ölçülen bilgiler, herhangi bir grafiği anında monitöründe görüntüleyen tablete gecikmeden iletildiğinden.

Anlaşılır bir kullanıcı menüsü, elektronik cihazın kontrolleri ve ayarlarında hızlı ve kolay bir şekilde gezinmenizi sağlar. A kayıt cihazı bu süreçteki tüm katılımcılar için bilgileri gerçek zamanlı olarak tüm noktalara çoğaltmanıza ve iletmenize olanak tanır.

Genellikle satın alınan osiloskop set üstü kutusuyla birlikte yazılım içeren bir disk sağlanır. Bunlar sürücüler ve program Hızlı bir şekilde tabletinize veya akıllı telefonunuza indirebilirsiniz. Böyle bir disk yoksa, bu verileri uygulama mağazasında bulun veya İnternette forumlarda ve özel sitelerde arama yapın.

DIY USB osiloskop devre şeması

Bir USB osiloskopun montajı size yalnızca 250-300 rubleye mal olacak ve bunu kendiniz yapabilirsiniz.

Bu cihazın avantajları düşük maliyeti, hareketliliği ve küçük boyutudur. Ancak ne yazık ki daha önemli dezavantajları var. Bunlar düşük örnekleme hızı, PC varlığı, düşük bant genişliği ve hafıza derinliğidir.

Profesyoneller için bu elektronik “oyuncak” belli ki işe yaramayacak. Ve yeni başlayan radyo amatörleri için bu, belirli pratik becerilerin kazanılması için çok iyi bir osiloskop simülatörüdür.

Osiloskoplara adanmış bir dizi yayın. Bugün ana osiloskop türleri hakkında konuşacağım, avantajları ve dezavantajları hakkında konuşacağım, osiloskopların temel özelliklerini göz önünde bulunduracağım ve çözülen görevlere uygun bir aracın nasıl seçileceği konusunda tavsiyelerde bulunmaya çalışacağım.

Şu anda piyasada pek çok model olduğundan yeni bir osiloskop seçmek oldukça göz korkutucu bir iş olabilir. İşte doğru kararı vermenize ve gerçekten neye ihtiyacınız olduğunu anlamanıza yardımcı olacak bazı temel noktalar.

Yeni bir osiloskop almaya karar vermeden önce aşağıdaki soruları kendiniz cevaplamaya çalışın:

Cihazı nerede kullanacaksınız?
Devrede aynı anda kaç noktayı ölçmeniz gerekecek?
Genellikle ölçtüğünüz sinyallerin genliği nedir?
Ölçtüğünüz sinyallerde hangi frekanslar mevcut?
Periyodik veya tekli sinyalleri ölçmeniz mi gerekiyor?
Frekans alanındaki sinyalleri mi inceliyorsunuz ve Hızlı Fourier Dönüşümü işlevine mi ihtiyacınız var?

Analog mu dijital osiloskop mu?

Hala analog enstrümanların hayranı olabilirsiniz, ancak günümüzün dijital dünyasında bunların özellikleri, modern dijital depolama osiloskoplarının yetenekleriyle eşleşemez. Ayrıca analog modeller çok sınırlı yeteneklere sahip eski teknolojiyi kullanabilir. Yedek parçaların bulunabilirliği konusunda da sorunlar yaşanabilir.

Analog bir osiloskobun avantajı, doğası gereği dijital olan gürültünün olmamasıdır, yani dijital cihazlarda kademeli osilogram şeklinde görünen ADC gürültüsünün olmamasıdır. İncelenen sinyalin şeklinin iletilmesindeki doğruluk sizin için çok önemliyse, seçiminiz analog bir cihazdır.

Dijital osiloskopun avantajları açıktır:

Dijital osiloskoplar ayrıca yüksek hızlı veri toplama olanağı sağlar ve otomatik test sistemlerine (üretimle ilgili) entegre edilebilir.

Ayrıca, çoğu zaman dijital cihazlar tek bir muhafazada ek cihazlar içerebilir:

Dijital (mantıksal) analizör (bu cihazlar ayrıca, örneğin çeşitli arayüzler aracılığıyla iletilen dijital veri paketlerinin analiz edilmesine de olanak tanır) ben 2C, USB, OLABİLMEK, SPI ve diğerleri)
Fonksiyon (rastgele dalga biçimi) oluşturucu
Dijital Dizi Oluşturucu

Osiloskop taşınabilir bir cihaz şeklinde yapılmışsa, genellikle bir multimetre ile birleştirilir, bunlara skopmetreler de denir (bazen çok iyi özelliklere sahiptir). Bu tür cihazların yadsınamaz avantajları güç kaynağından bağımsızlık, kompaktlık, mobilite ve çok yönlülüktür.

USB osiloskopları

PC tabanlı osiloskoplar veya USB osiloskoplar olarak da adlandırılanlar, geleneksel olanlardan daha ucuz oldukları için giderek daha popüler hale geliyor. Bilgisayar kullanarak geniş renkli ekran, hızlı işlemci, verileri diske kaydetme yeteneği ve klavye kullanımı gibi avantajlar sunarlar. Bir diğer büyük avantaj ise verileri hızlı bir şekilde elektronik tablolara aktarabilme yeteneğidir.

USB set üstü kutuları arasında, genellikle birkaç cihazı tek bir muhafazada birleştiren gerçek kombinasyonlarla karşılaşırsınız: bir osiloskop, bir dijital analizör, isteğe bağlı bir dalga biçimi üreteci ve bir dijital dizi oluşturucu.

Kolaylık ve çok yönlülüğün bedeli, otonom emsallerine göre daha kötü performanstır.

Osiloskopların Önemli Özellikleri

Osiloskop seçerken dikkat etmeniz gereken cihazların hangi özelliklerine bakalım.

1. Bant genişliği

Ölçtüğünüz sinyallerdeki yüksek frekansları yakalamak için yeterli bant genişliğine sahip bir osiloskop seçin.

Bant genişliği belki de bir osiloskobun en önemli özelliğidir. Osiloskopunuzun ekranında incelemeyi planladığınız sinyal aralığını belirleyen budur ve ölçüm cihazının maliyetini önemli ölçüde etkileyen de bu parametredir.

Bant genişliği 1 GHz ve altında olan osiloskoplar için cihazın genlik-frekans tepkisi (AFC), tek kutuplu alçak geçiren filtrenin frekans tepkisi olan Gauss frekans tepkisi olarak adlandırılır. Bu filtre, belirli bir kesme frekansının (osiloskopun kesme frekansıdır) altındaki tüm frekansları geçirir ve bu kesme frekansının üzerindeki sinyalde mevcut olan tüm frekansları reddeder.

Giriş sinyalinin 3 dB zayıflatıldığı frekans, osiloskobun bant genişliği olarak kabul edilir. 3 dB'lik bir sinyal zayıflaması yaklaşık %30 genlik hatası anlamına gelir! Başka bir deyişle, osiloskop girişinde 100 MHz'lik bir sinüs dalganız varsa ve osiloskopun bant genişliği de 100 MHz ise o osiloskop tarafından ölçülen 1V tepeden tepeye voltaj yaklaşık 700 mV olacaktır (-3 dB = 20 lg(0,707 / 1,0). Sinüs dalganızın frekansı arttıkça (sabit bir genliği korurken), ölçülen genlik azalır. Bu nedenle osiloskopunuzun geçiş frekansına yakın yüksek frekanslara sahip sinyaller üzerinde doğru ölçüm yapamazsınız.

Peki bir cihazın gerekli bant genişliğini nasıl belirlersiniz? Tamamen analog sinyalleri ölçmek için, ölçmeniz gerekebilecek en yüksek frekanslı sinüs dalgalarından en az üç kat daha yüksek bant genişliğine sahip bir osiloskopa ihtiyacınız vardır. Osiloskobun bant genişliğinin 1/3'ünde sinyal zayıflama düzeyi minimumdur. Daha doğru ölçüm yapmak için aşağıdaki kuralı kullanın: bant genişliğinin 3'e bölünmesi yaklaşık %5 hatadır ve bant genişliğinin 5'e bölünmesi yaklaşık %3 hatadır. Başka bir deyişle, eğer 100 MHz'de frekansları ölçecekseniz, en az 300 MHz, tercihen 500 MHz'lik bir osiloskop seçin. Ama ne yazık ki bu durum fiyatların artmasını gerektirecek...

Modern osiloskopların en çok kullanıldığı dijital uygulamalar için gerekli bant genişliği ne durumda? Genel kural olarak sisteminizdeki işlemci/kontrolör/veriyolunun bant genişliğinin en az beş katı olan bir osiloskop seçmelisiniz. Örneğin kendi tasarımlarınızda maksimum frekans 100 MHz ise bant genişliği 500 MHz ve üzeri olan bir osiloskop seçmelisiniz. Osiloskop bu kriteri karşılıyorsa, minimum sinyal zayıflamasıyla beşinci harmoniğe kadar yakalayabilecektir. Bir sinyalin beşinci harmoniği, dijital sinyallerinizin genel şeklinin belirlenmesinde kritik öneme sahiptir. Bir örneğe bakalım: 10 megahertz'lik bir kare dalga, 10 megahertz sinüzoidal sinyal + 30 megahertz sinüzoidal sinyal + 50 megahertz sinüzoidal sinyal vb.'nin toplamından oluşur. İdeal olarak, bant genişliği en az 9. harmonik frekans olan bir cihaz seçmeniz gerekir. Dolayısıyla, çalıştığınız ana sinyaller kıvrımlıysa, bant genişliği, kıvrımlılarınızın frekansının en az 10 katı olan bir cihaz almak daha iyidir. 100 MHz kıvrımlı için 1 GHz'lik bir cihaz seçin, ancak ne yazık ki bu, maliyetini önemli ölçüde artıracaktır...

Elinizde uygun bant genişliğine sahip bir osiloskop yoksa, kare dalga sinyallerini incelerken, darbenin yüksek artış hızını karakterize eden keskin, net kenarlar yerine ekranda yuvarlatılmış köşeler göreceksiniz. Bu tür bir sinyal gösteriminin genel olarak gerçekleştirilen ölçümlerin doğruluğunu olumsuz yönde etkilediği oldukça açıktır.

Yetersiz bant genişliği nedeniyle dalga biçimi bozulması (girişte dikdörtgen sinyal)

Menderesler oldukça dik geçici yükseliş ve düşüşlere sahiptir. Bu iniş ve çıkışlar sizin için önemliyse cihazınız için gerekli bant genişliğini bulmanın basit bir kuralı vardır. Bant genişliği 2,5 GHz'in altında olan bir osiloskop için dik yükseliş (düşüş), 0,35'in bant genişliğine bölünmesiyle ölçülebilir. Böylece 100 MHz'lik bir osiloskop 3,5 ns'ye kadar bir artışı ölçebilir. 2,5 GHz ila 8 GHz arası bir osiloskop için, bant genişliğine bölünen 0,4 değerini kullanın ve 8 GHz üzerindeki osiloskoplar için bant genişliğine bölünen 0,42 değerini kullanın. Yükselişiniz hesaplamalar için başlangıç noktasıysa, o zaman bunun tersini kullanın: 100ps yükselişini ölçmeniz gerekiyorsa, 0,4/100ps = 4GHz bant genişliğine sahip bir osiloskopa ihtiyacınız vardır.

2. Örnekleme oranı

Cihazın nominal gerçek zamanlı bant genişliğini desteklemek için her kanalda yeterli örnekleme oranına sahip bir osiloskop seçin.

Bu parametreye bazen denir Örnekleme frekansı veya örnekleme oranı.

Bir osiloskobun gerçek zamanlı bant genişliği ile yakından ilgili olan şey, izin verilen maksimum örnekleme hızıdır. "Gerçek zamanlı", osiloskobun, cihazın bant genişliğiyle orantılı olarak bir kez elde edilen (tekrarlanmayan) sinyalleri yakalayıp görüntüleyebileceği anlamına gelir.

Örnekleme sıklığını belirlemeye devam etmek için Kotelnikov teoremini hatırlamanız gerekir (Batı'da daha çok şu şekilde bilinir: Nyquist-Shannon teoremi veya örnekleme teoremi), bu durumda şunu belirtir:

bir analog sinyal sınırlı bir spektral genişliğe sahipse, o zaman title="Rendered by QuickLaTeX.com frekansında alınan örneklerinden kayıp olmadan benzersiz bir şekilde yeniden oluşturulabilir." height="16" width="84" style="vertical-align: -4px;">, где — максимальная частота, которой ограничен спектр сигнала и его можно представить в виде ряда!}
Nerede ve örnekleme aralığı koşulu karşılıyor
Sinyaldeki maksimum frekans örnekleme frekansının yarısını aşarsa, sinyali bozulmadan geri yüklemek mümkün değildir.

Bunun osiloskopun bant genişliği olduğunu varsaymak bir hata olur.Bu varsayımla, belirli bir bant genişliği için bir osiloskop için gereken minimum örnekleme hızı, osiloskobun gerçek zamanlı bant genişliğinin yalnızca iki katıdır.

Gauss frekans tepkisi durumunda osiloskop bant genişliği örnekleme frekansının yarısına eşit olduğunda frekans bileşenlerinin bozulması

şekilde gösterildiği gibi, osiloskop filtresi bir tuğla duvar gibi çalışmadığı sürece (frekansları keskin bir şekilde sıfır genliğe kesmediği sürece) bu aynı değildir.

Bahsettiğim gibi bant genişliği 1 GHz ve altında olan osiloskoplar tipik olarak Gauss frekans tepkisine sahiptir. Bu, osiloskopun -3 dB noktasının üzerindeki frekanslarda sinyalin genliğini zayıflatmasına rağmen, bu yüksek frekanslı bileşenleri tamamen ortadan kaldırmadığı anlamına gelir. Bozulmuş frekans bileşenleri şekilde kırmızı gölgeyle gösterilmiştir. Bu nedenle her zaman osiloskop bant genişliğinden daha yüksektir.

Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi osiloskopun maksimum örnekleme hızının, gerçek zamanlı osiloskop bant genişliğinden en az dört ila beş kat daha yüksek seçilmesi önerilir. Bu ayarla, osiloskobun yeniden yapılandırma filtresi, yüksek hızlı sinyallerin şeklini onlarca pikosaniye aralığında çözünürlükle doğru bir şekilde yeniden üretebilir.

Osiloskop bant genişliği cihazın örnekleme hızının ¼'üne ayarlandığında bozulan frekans bileşenleri

Birçok geniş bantlı osiloskop, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi daha keskin bir frekans tepkisi kesme noktasına sahiptir. Bu “maksimum düz” frekans tepkisidir. En düz frekans tepkisine sahip bir osiloskop, frekans bileşenlerini çok daha fazla zayıflattığından ve teorik bir "tuğla duvar" filtresinin ideal tepkisine yaklaşmaya başladığından, dijital kullanırken giriş sinyalinin iyi bir temsilini sağlamak için çok fazla örnek noktaya gerek yoktur. Dalga formunu yeniden oluşturmak için filtreleme. Bu tip frekans tepkisine sahip osiloskoplar için teorik olarak şuna eşit bir bant genişliği belirlemek mümkündür.

"Maksimum düz" frekans tepkisine sahip cihazlar için osiloskop bant genişliği örnekleme frekansının 1/2,5'ine ayarlandığında bozulan frekans bileşenleri.

3. Bellek derinliği

En karmaşık, yüksek çözünürlüklü sinyalleri yakalamak için yeterli bellek derinliğine sahip bir osiloskop seçin

Bir osiloskobun maksimum örnekleme hızıyla yakından ilgili olan şey, mümkün olan maksimum hafıza derinliğidir. Bir osiloskobun teknik özellikler broşüründe yüksek bir maksimum örnekleme hızı iddia edilse de bu, osiloskobun her zaman bu yüksek hızda örnekleme yaptığı anlamına gelmez. Osiloskop, tarama hızlı zaman aralıklarından birine ayarlandığında sinyali maksimum hızda örnekler. Ancak tarama yavaş aralığa ayarlandığında, osiloskop ekranı boyunca genişleterek daha geniş bir zaman aralığı yakalamak için cihaz, mevcut bellek derinliğine bağlı olarak örnekleme hızını otomatik olarak azaltır.

Örneğin osiloskobun maksimum örnekleme hızının 1 Gigasample/s ve hafıza derinliğinin 10 bin nokta olduğunu varsayalım. Osiloskop taraması 10 ns/böl olarak ayarlanmışsa, osiloskop ekranındaki 100 ns'lik sinyali yakalamak için (10 ns/böl x 10 bölüm = 100 ns zaman aralığı), osiloskopun ekran boyunca yalnızca 100 bellek noktasına ihtiyacı vardır. tüm ekran. 1 Gigasample/s'lik maksimum örnekleme hızında: 100 ns zaman aralığı x 1 Gigasample/s = 100 puan. Sorun değil! Ancak 100 µs sinyal yakalamak için osiloskop taramasını 10 µs/böl'e ayarlarsanız, osiloskop örnekleme hızını otomatik olarak 100 Megaörnek/s'ye (10 bin nokta / 100 µs zaman aralığı = 100 Megaörnek/s) düşürecektir. Osiloskopun yüksek örnekleme hızını yavaş zaman aralıklarında korumak, cihazın ek belleğe sahip olmasını gerektirir. Oldukça basit bir denklem, yakalamanız gereken karmaşık sinyalin en uzun zaman aralığına ve osiloskopun örneklemesini istediğiniz maksimum örnekleme hızına bağlı olarak gereken bellek miktarını belirlemenize yardımcı olacaktır.

Bellek = Zaman Aralığı x Örnekleme Hızı

Sezgisel olarak daha fazla belleğin her zaman daha iyi olduğunu düşünseniz de, daha fazla bellek derinliğine sahip osiloskoplar daha pahalı olma eğilimindedir. İkinci olarak, uzun sinyallerin hafıza kullanılarak işlenmesi ek süre gerektirir. Bu genellikle dalga biçimi güncelleme oranının bazen önemli ölçüde azalacağı anlamına gelir. Bu nedenle, bugün piyasadaki çoğu osiloskopta manuel olarak bellek derinliği seçimi vardır ve tipik varsayılan bellek derinliği ayarı nispeten küçük olma eğilimindedir (10 ila 100 bin nokta). Derin belleği kullanmak istiyorsanız, bunu manuel olarak etkinleştirmeniz ve dalga biçimi güncelleme hızından ödün vermeniz gerekir. Bu, derin belleği ne zaman kullanacağınızı ve ne zaman kullanmayacağınızı bilmeniz gerektiği anlamına gelir.

Bellek segmentasyonu

Bazı osiloskopların bellek bölümleme adı verilen özel bir çalışma modu vardır. Bölümlere ayrılmış bellek, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi mevcut belleği daha küçük bölümlere bölerek edinim süresini etkili bir şekilde uzatabilir. Daha sonra osiloskop, yüksek bir örnekleme oranında ilgilenilen dalga formunun yalnızca önemli kısımlarını seçici olarak dijitalleştirir ve ardından bunu zaman damgası ile bir tetikleyici olayın her oluşumu arasındaki tam zamanı bilmenizi sağlar. Bu, osiloskobun önemli bilgileri kaçırmadan çok kısa tekrarlama süreleriyle birçok ardışık tek atış sinyalini yakalamasına olanak tanır. Bu çalışma modu özellikle sinyal patlamalarını yakalarken kullanışlıdır. Darbe tipi sinyallere örnek olarak darbeli radar, lazer flaşları ve paketlenmiş seri veri yolu sinyalleri verilebilir.

4. Kanal sayısı

İlişkili sinyaller arasında zaman açısından kritik ölçümler yapmak için yeterli kanala sahip bir osiloskop seçin.

Osiloskopta gereken kanal sayısı, aynı anda kaç sinyali gözlemlemeniz ve birbiriyle karşılaştırmanız gerektiğine bağlı olacaktır. Günümüzde çoğu gömülü sistemin kalbi, aşağıdaki şekilde basit bir şekilde gösterildiği gibi (MCU)'dur. Çoğu mikrodenetleyici sistemi aslında doğası gereği her zaman analog olan dış dünyayla iletişim kurmak için birden fazla analog, dijital ve seri G/Ç veriyoluna sahip karışık sinyalli cihazlardır.

Günümüzün karışık sinyal tasarımları daha karmaşık hale geliyor ve bunları yakalamak ve görüntülemek için osiloskopta daha fazla kanal gerektirebilir. Günümüzde iki ve dört kanallı osiloskoplar talep görmektedir. Kanal sayısının 2'den 4'e çıkarılması cihazın fiyatının iki katına çıkmasına yol açmasa da yine de fiyat ciddi oranda artıyor. İki kanal en uygunudur; daha fazla sayıda kanal ihtiyaçlarınıza ve finansal yeteneklerinize bağlıdır. Dörtten fazla analog kanal çok nadirdir, ancak bir başka ilginç seçenek de karışık sinyalli osiloskoptur.

Karışık sinyal osiloskopları, bir osiloskobun tüm ölçüm yeteneklerini mantık analizörlerinin ve seri veri yolu protokol analizörlerinin bazı yetenekleriyle birleştirir. En önemlisi, bu cihazların aynı anda birden fazla analog ve mantık sinyalini yakalarken aynı zamanda bu sinyallerin dalga biçimlerini görüntüleme yeteneğidir. Bunu, yüksek dikey çözünürlüğe (genellikle 8 bit) sahip birkaç kanalın yanı sıra çok düşük dikey çözünürlüğe (1 bit) sahip birkaç ek kanala sahip olarak düşünün.

Aşağıdaki şekil, osiloskopun dijital kanallarını kullanarak dijitalden analoğa dönüştürücü (DAC) giriş sinyalini yakalama ve aynı anda bir analog kanal kullanarak DAC sinyal çıkışını izleme örneğini göstermektedir. Bu örnekte, karışık sinyal osiloskopu, DAC girişinin mantık durumunun en düşük değeri olan 0000 1010'a ulaşması durumunda tetiklenecek şekilde yapılandırılmıştır.

Karışık sinyalli bir osiloskop, birden fazla analog ve dijital sinyali aynı anda yakalayıp görüntüleyebilir, böylece ilişkili süreçlerin genel bir resmini sağlayabilir

5. Dalga formu güncelleme hızı

Projelerde daha hızlı hata ayıklamak amacıyla rastgele ve seyrek olayları yakalamak için yeterince yüksek dalga biçimi güncelleme hızına sahip bir osiloskop seçin.

Dalga biçimi güncelleme hızı, daha önce tartıştığımız bant genişliği, örnekleme hızı ve bellek derinliği kadar önemli olabilir; ancak bu, satın almadan önce farklı osiloskopları karşılaştırırken genellikle gözden kaçırılan bir parametredir. Bir osiloskobun dalga biçimi güncelleme hızı, yeniden yakalanan sinyalleri osiloskopunuzun ekranında görüntülerken yüksek görünse de, bu "hızlı hız" görecelidir. Örneğin, saniyede birkaç yüz sinyalin güncellenmesi kesinlikle yeterince hızlıdır, ancak istatistiksel açıdan bakıldığında, yalnızca yakalanan milyon sinyalde bir kez meydana gelebilecek rastgele veya nadir bir olayı yakalamak yeterli olmayabilir.

Yeni projelerde hata ayıklarken, dalga biçimi güncelleme hızı kritik olabilir; özellikle de sık olmayan veya aralıklı sorunları bulmaya ve hata ayıklamaya çalıştığınızda. Dalga biçimi güncelleme hızının arttırılması, osiloskobun "hayalet" olayları yakalama olasılığını artırır.

Tüm osiloskopların ayrılmaz bir özelliği “ölü zaman”dır ( ölü zaman) veya "kör zaman" ( kör zaman). Bu, osiloskopun önceden alınan sinyali işlediği her tekrarlanan sinyal alımı arasındaki süredir. Ne yazık ki, bir osiloskobun ölü zamanı bazen edinim süresinden birkaç kat daha uzun olabilir. Osiloskobun ölü zamanı sırasında, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi oluşabilecek herhangi bir sinyal aktivitesi kaçırılacaktır. Edinim süresi yerine osiloskobun boşta kaldığı süre sırasında meydana gelen sinyal ani yükselişlerine dikkat edin.

Toplama süresi ve osiloskop ölü zamanı

Ölü zaman nedeniyle, rastgele ve nadir olayları bir osiloskopla yakalamak, zar atmak gibi bir şans oyununa dönüşür. Zarları ne kadar çok atarsanız, belirli bir sayı kombinasyonunu elde etme olasılığı o kadar yüksek olur. Benzer şekilde, bir osiloskobun dalga formları belirli bir gözlem süresi için ne kadar sık güncellenirse, varlığından bile şüphelenmediğiniz, yakalanması zor bir olayı yakalama ve görüntüleme olasılığı o kadar artar.

Aşağıdaki şekil saniyede yaklaşık 5 kez meydana gelen bir dalgalanmayı göstermektedir. Bazı osiloskopların maksimum dalga biçimi güncelleme hızı saniyede 1 milyon dalga biçiminin üzerindedir ve böyle bir osiloskopun bu aksaklığı 5 saniye içinde yakalama şansı %92'dir. Bu örnekte osiloskop, aksaklığı birkaç kez yakaladı.

Saniyede 1 milyon dalga biçimi güncellemesinde osiloskopta ani yükselişlerin yakalanması

Saniyede 2-3 bin kez güncelleme yapan osiloskopların 5 saniye içerisinde bu tür sivri uçları yakalama ihtimali %1'den azdır.

6.Tetikleyici

En karmaşık sinyallerde sinyal yakalamanın vurgulanmasına yardımcı olmak için ihtiyaç duyabileceğiniz çeşitli tetikleme türlerine sahip bir osiloskop seçin.

Osiloskobun tarama tetikleyicisinin incelenen sinyalle hiçbir ilgisi yoksa ekrandaki görüntü dalgalanacak veya bulanık olacaktır. Bu durumda osiloskop, gözlemlenen sinyalin farklı kısımlarını aynı yerde görüntüler. Kararlı bir görüntü elde etmek için tüm osiloskoplar tetikleyici adı verilen bir sistem içerir. Bir tetikleyici, belirli koşullar karşılanana kadar osiloskop taramasının başlatılmasını geciktirir.

Tetikleme yeteneği bir osiloskopun en önemli yönlerinden biridir. Tetikleme, osiloskopun bir sinyali almasını senkronize etmenize ve sinyalin ayrı parçalarını görüntülemenize olanak tanır. Bir osiloskopun tetiklenmesini senkronize anlık görüntüler olarak düşünebilirsiniz.

En yaygın osiloskop tetikleyici türü, belirli bir seviye geçildiğinde tetiklenendir. Örneğin kanal 1 kenar tetiklemesi, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi sinyalin pozitif yönde belirli bir voltaj seviyesini (tetikleme seviyesi) geçmesi durumunda meydana gelir. Tüm osiloskoplar bu yeteneğe sahiptir ve muhtemelen en yaygın kullanılan tetikleyici türüdür. Ancak dijital projeler daha karmaşık hale geldikçe, sinyali sıfırda yakalamak ve ayrıca karmaşık giriş sinyalinin istenen kısmını görüntülemek için osiloskop tetikleyicisini belirli giriş sinyali kombinasyonlarıyla daha fazla tanımlamanız/filtrelemeniz gerekebilir.

Osiloskopun dijital darbenin kenarında tetiklenmesi

Bazı osiloskoplar belirli zamanlama özellikleriyle darbeleri tetikleme özelliğine sahiptir. Örneğin, yalnızca darbe genişliği 20 ns'den az olduğunda tetikleyin. Bu tip tetikleme (iyileştirilmiş darbe genişliği ile), beklenmeyen arızalarda tetikleme için çok faydalı olabilir.

Çoğu modern osiloskopun kullandığı diğer bir tetikleyici türü de desen tetiklemedir. Desen tetikleme modu, osiloskop tetikleyicisini, iki veya daha fazla giriş kanalında yüksek seviyelerin (birler) ve düşük seviyelerin (sıfırların) mantıksal/Boolean kombinasyonunda tetiklenecek şekilde yapılandırmanıza olanak tanır. Bu, özellikle 20'ye kadar analog ve dijital kanala sahip olabilen karışık sinyalli bir osiloskop kullanıldığında yararlı olabilir.

Daha gelişmiş osiloskoplar, parametrik bozulmalara sahip dalga biçimleriyle senkronize tetikleyiciler bile sağlar. Başka bir deyişle, osiloskop yalnızca giriş sinyalinin darbe genliğinde bir azalma ("kısa tetikleme"), kenar hızı ihlali (yükselme/düşme süresi) veya belki de bir veri periyodu süresi gibi belirli bir parametrik koşulu ihlal etmesi durumunda tetiklenir. ihlali (kurulum süresi tetikleyicisi) ve saklama).

Aşağıdaki şekil, kısa tetikleme modunu kullanarak azaltılmış genlikli pozitif bir darbeyi tetikleyen osiloskopu göstermektedir. Bu saplama darbesi her milyon dijital akış darbe döngüsünde yalnızca bir kez meydana gelirse, bu sinyali standart kenar tetikleme kullanarak yakalamak samanlıkta iğne aramaya benzer. Negatif kısa darbelerle tetiklemenin yanı sıra belirli bir süreye sahip kısa darbelerle de tetiklemek mümkündür.

Osiloskopun kısa darbeyle tetiklenmesi

7. Seri arayüzlerle çalışma

Seri arayüzler gibi ben 2C, SPI, OLABİLMEK, USB vb. birçok modern dijital ve karışık sinyal tasarımında yaygındır. Mesajın veri yolunda doğru şekilde iletildiğini doğrulamak ve sinyalin analog ölçümlerini yapmak için bir osiloskop gereklidir. Çoğu teknisyen seri veriyolunu osiloskopla test etmek için "görsel bit sayımı" olarak bilinen bir teknik kullanır. Ancak seri veri yolunun kodunun çözülmesine yönelik bu manuel yöntem oldukça emek yoğundur ve sık sık hatalara yol açar.

Günümüzün dijital ve karışık sinyalli osiloskoplarının çoğu, ek seri veri yolu protokolü kod çözme ve tetikleme yeteneklerine sahiptir. Seri veri yolu ile yoğun bir şekilde çalışmayı planlıyorsanız, seri veri yolundan gelen verilerin kodunu çözebilen ve tetikleyebilen osiloskoplara bakın; bu, cihazlarda hata ayıklama sırasında size çok zaman kazandırabilir.

8. Sinyal ölçümleri ve analizi

Analog cihazlarla karşılaştırıldığında modern bir dijital depolama osiloskopunun ana avantajlarından biri, çeşitli otomatik ölçümler gerçekleştirme ve dijitalleştirilmiş sinyalleri analiz etme yeteneğidir. Hemen hemen tüm modern dijital osiloskoplar, manuel imleç/işaretçi ölçümlerinin yanı sıra yükselme süresi, düşme süresi, frekans, darbe genişliği vb. gibi darbe parametrelerinin minimum otomatik ölçüm setini gerçekleştirme yeteneğine sahiptir.

Darbe ölçümleri tipik olarak yükselme süresi veya tepeden tepeye voltaj gibi bir "cevap" sağlamak için sinyalin küçük bir kısmı üzerinde zaman veya genlik ölçümleri yaparken, osiloskobun matematik fonksiyonları dalga formunun veya sinyal çiftinin tamamının matematik işlemlerini gerçekleştirerek üretmek için kullanılır. başka bir sinyal.

Aşağıdaki şekil, bir saat sinyaline (sarı eğri) uygulanan hızlı Fourier dönüşümü (FFT) matematik fonksiyonunun bir örneğini göstermektedir. FFT, sinyali, dikey eksende dB cinsinden genliği, yatay eksende ise Hz cinsinden frekansı çizen frekans alanına (gri eğri) dönüştürmüştür. Sayısallaştırılmış sinyaller üzerinde gerçekleştirilebilecek diğer matematiksel işlemler toplama, fark, türev, entegrasyon vb.'dir.

Bir sinyal üzerindeki matematiksel işlevler bir PC'de (örneğin, MatLab'da) çevrimdışı olarak da gerçekleştirilebilse de, bu yeteneğin osiloskopta yerleşik olması yalnızca bu işlemlerin yürütülmesini basitleştirmekle kalmaz, aynı zamanda sinyalin zaman içindeki davranışını da gözlemleyebilir.

9. Osiloskop probları (ölçüm uçları)

Ölçümlerin kalitesi büyük ölçüde osiloskopun BNC girişine ne tür bir prob bağladığınıza bağlıdır. Test edilen devreye herhangi bir ölçüm sistemi bağladığınızda, test cihazı (ve prob) test edilen cihazın bir parçası haline gelir. Bu, sinyallerinizin davranışını bir dereceye kadar "yüklemenin" veya değiştirmenin mümkün olduğu anlamına gelir. İyi problar giriş sinyalini bozmamalı ve ideal olarak osiloskopa ölçüm noktasında mevcut olan sinyalin tam bir kopyasını sağlamalıdır.

Yeni bir osiloskop satın aldığınızda, genellikle standart bir yüksek impedanslı prob seti ile birlikte gelir; osiloskopun her giriş kanalı için bir prob. Bu tip genel amaçlı pasif problar en yaygın olanlardır ve zemine göre çok çeşitli sinyalleri ölçebilirler. Ancak bu sondaların bazı sınırlamaları var. Aşağıdaki şekil bir osiloskobun yüksek empedans girişine (1MΩ osiloskop girişi) bağlanan tipik bir 10:1 pasif probun eşdeğer devresini göstermektedir.

Tipik 1:10 pasif prob modeli

Herhangi bir probun (pasif veya aktif) ve osiloskobun elektriksel modeli, paralel bağlanmış bir direnç ve bir kapasitörden oluşan bir kombinasyonla basitleştirilebilir. Aşağıdaki şekil 10:1 pasif prob için tipik bir osiloskop/prob eşdeğer devresini göstermektedir. Düşük frekanslar veya DC için yüke 10MΩ direnç hakimdir ve çoğu durumda bu bir sorun teşkil etmemelidir. 13,5 pF çok fazla bir kapasitans gibi görünmese de, yüksek frekanslarda bu kapasitansın oluşturduğu yük önemli olabilir. Örneğin, 500 MHz'de bu modeldeki 13,5 pF kapasitörün reaktansı 23,6 ohm'dur, bu zaten önemli bir yüktür ve sinyal bozulmasına yol açabilir.

Yüksek frekanslı ölçümler için aktif probların kullanılması gereklidir. "Aktif", probun, prob ucunun arkasında bulunan bir amplifikatör içerdiği anlamına gelir. Kapasitif yükü önemli ölçüde azaltmanıza ve probun bant genişliğini artırmanıza olanak tanır. Yüksek frekanslı aktif probların dezavantajları, dinamik aralıklarının yanı sıra maliyetlerini de içerir.

Bahsetmek istediğim başka özel ölçüm görevleri de var. Yüksek hızlı diferansiyel seri veri yolu üzerinde ölçüm yapmanız gerekiyorsa, yüksek frekanslı diferansiyel aktif prob kullanmayı düşünmelisiniz. Çok yüksek voltaj sinyallerini ölçmeniz gerekiyorsa özel bir yüksek voltaj probuna ihtiyacınız olacaktır. Akımı ölçmeniz gerekiyorsa akım sensörü kullanmayı düşünmelisiniz.