Ett oscilloskop är ett elektroniskt verktyg som används för att grafiskt avbilda ljudvågor och omgivande frekvenser. Den här typen av verktyg är till hjälp i ett antal olika applikationer. Några av de vanligaste inkluderar musik, särskilt radiofrekvenser och remastering av digital musik, men det kan också vara användbart i vissa kretsar och tekniska scenarier och för att göra saker som att mäta seismisk aktivitet och vissa andra ljud i naturen. De flesta enheter är kalibrerade för att inte bara avbilda ljudvågorna som händer i ett ögonblick, utan också för att spåra dem över tid, notera förändringar och betydande förändringar. De är vanligtvis ganska lätta att kontrollera och manipulera, och användare kan kalibrera dem för att uppnå ett antal olika mål. Dessutom finns det många olika modeller att välja mellan, ofta med en rad specifikationer. Vissa är grundläggande och lätta att använda, medan andra är mycket mer komplicerade och kräver ofta stödjande programvara och annan utrustning. Människor som vill köpa ett av dessa verktyg gör vanligtvis klokt i att undersöka de tillgängliga alternativen och noggrant överväga deras behov innan de gör en investering.
Fysiska egenskaper
Ett typiskt oscilloskop är en rektangulär låda med en liten skärm, många ingångskontakter och kontrollrattar och knappar på frontpanelen. Ett rutnät som kallas graticule på skärmens framsida hjälper till med mätning. Varje ruta i gallret kallas en division. Signalen som ska mätas matas till en av ingångskontakterna, som vanligtvis är en koaxialkontakt som använder en elkabel eller annan kablage. Om signalkällan har sin egen koaxialkontakt kan en enkel koaxialkabel vara allt som krävs; Annars kan en specialiserad kabel som kallas ”scope probe” krävas, men i dessa fall kommer sonden vanligtvis med enheten.
Grundläggande funktionalitet
I sitt enklaste och mest grundläggande läge ritar enheten en horisontell linje som kallas spåret över mitten av skärmen från vänster till höger som relaterar till de ljud som hörs och absorberas. En av kontrollerna, tidsbaskontrollen, ställer in hastigheten med vilken linjen dras. Det kalibreras vanligtvis i sekunder per division. Om inspänningen avviker från noll, avböjes kurvan antingen uppåt eller nedåt. En annan kontroll, den vertikala kontrollen, ställer in skalan för den vertikala avböjningen och kalibreras i volt per division. Det resulterande spåret är en graf av spänning mot tid, med det senaste förflutna till vänster, det mindre nyligen förflutna till höger.
När insignalen är så kallad ”periodisk” är det vanligtvis möjligt att få ett enkelt spår genom att ställa in tidsbasen så att den matchar insignalens frekvens. Till exempel, om insignalen är en 50 Hz sinusvåg, är dess period 20 ms, så tidsbasen bör justeras så att tiden mellan på varandra följande horisontella svep är 20 ms. Detta läge kallas kontinuerligt svep. Felet med detta är att verktygets primära tidsbas vanligtvis inte är perfekt exakt, och frekvensen för insignalen är vanligtvis inte perfekt stabil; som ett resultat kan spåret glida över skärmen, vilket kan göra mätningar svåra.
Förstå triggering
Dessa enheter har vanligtvis en funktion som kallas ”trigger” som hjälper till att ge ett mer stabilt spår. I grund och botten gör triggern att omfattningen pausas efter att ha nått den högra sidan av skärmen, där den väntar på en specificerad händelse innan den återgår till vänster sida av skärmen och ritar nästa spår. Effekten är en omsynkronisering av tidsbasen till insignalen, vilket förhindrar horisontell drift. Triggerkretsar tillåter visning av icke-periodiska signaler som enstaka pulser, såväl som periodiska signaler som sinusvågor och fyrkantsvågor.
Typer av trigger inkluderar:
extern trigger, en puls från en extern källa ansluten till en dedikerad ingång på skopet;
kanttrigger, en kantdetektor som genererar en puls när insignalen passerar en specificerad tröskelspänning i en specificerad riktning;
video trigger, en krets som extraherar synkroniseringspulser från videoformat som PAL och NTSC och triggar tidsbasen på varje linje, en specificerad linje, varje fält eller varje bildruta; och
fördröjd trigger, som väntar en viss tid efter en kanttrigger innan svepet påbörjas.
Externa signaler och ingångskanaler
De flesta enheter tillåter också användare att kringgå tidsbasen och mata in en extern signal till den horisontella förstärkaren. Detta kallas XY-läge och är användbart för att se fasförhållandet mellan två signaler, vilket kan göras inom radio- och tv-teknik. När de två signalerna är sinusformade med varierande frekvens och fas, kallas det resulterande spåret en Lissajous-kurva.
Vissa oscilloskop har markörer, som är linjer som kan flyttas runt skärmen för att mäta tidsintervallet mellan två punkter, eller skillnaden mellan två spänningar. De flesta enheter har också två eller flera ingångskanaler, vilket gör att de kan visa mer än en insignal på skärmen vid en given tidpunkt. Vanligtvis har de en separat uppsättning vertikala kontroller för varje kanal, men bara ett utlösande system och tidsbas.
Specialvarianter
En dubbeltidsbasenhet har två triggsystem så att två signaler kan ses på olika tidsaxlar. Detta är också känt som ett ”förstoringsläge”. Användaren fångar först den önskade signalen med en lämplig triggerinställning. Sedan aktiverar han eller hon förstorings-, zoom- eller dubbeltidsbasfunktionen och kan flytta ett fönster för att titta på detaljerna i den komplexa signalen.
Ibland inträffar händelsen som användaren vill se bara ibland. För att fånga dessa händelser är vissa oscilloskop ”lagringskop” som bevarar det senaste svepet på skärmen. Vissa digitala modeller kan svepa med hastigheter så långsamt som en gång i timmen, som efterliknar en remsskrivare. Det vill säga att signalen rullar över skärmen från höger till vänster.