Osciloskopo

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Jump to navigation Jump to search
Osciloskopo.

Osciloskopo estas instrumento por observi sur ekrano la formon de laŭtempe ŝanĝiĝanta elektra signalo.[1]

Osciloskopo, antaŭe nomata oscilografo kaj KRO (por katod-radia osciloskopo), aŭ CSO (por la pli moderna cifereca stokila osciloskopo), estas tipo de elektronika test-instrumento kiu permesas observi variantajn signalojn, kutime kiel du-dimensia informo de unu aŭ pli da signaloj kiel funkcio de tempo. Aliaj signaloj (kiel sono aŭ vibro) povas esti konvertitaj al tensioj kaj montritaj. Osciloskopoj estas uzataj por observi la ŝanĝon de elektra signalo kun la tempo, tiel ke tensio kaj tempo priskribas formon, kiu senĉese kroĉiĝas sur kalibrita skalo. La observa ondoformo povas esti analizita por tiaj posedaĵoj kiel amplekso, ofteco, leviĝo, intertempo, distordo kaj aliaj. Modernaj ciferecaj instrumentoj povas kalkuli kaj montri ĉi tiujn proprecojn rekte. Komence, la fiksado de ĉi tiuj valoroj postulis permane mezuri la ondformon kontraŭ la skaloj konstruitaj en la ekranon de la aparato.

La osciloskopo povas esti alĝustigita tiel ke ripetaj signaloj povas esti observataj kiel kontinua formo sur la ekrano. Stokila osciloskopo permesas ke unuopaĵoj estu kaptitaj de la instrumento kaj montriĝos por relative longa tempo, permesante observadon de eventoj tro rapida por esti rekte perceptinda. Osciloskopoj estas uzataj en la sciencoj, medicino, inĝenierado, aŭtomobila kaj la industrio de telekomunikado. Ĝeneralaj instrumentoj estas uzataj por bontenado de elektronikaj ekipaĵoj kaj laboratorio. Specialaj intencaj osciloskopoj povas esti uzataj por tiaj celoj, analizante aŭtomatan ŝaltilon aŭ por montri la ondan formon de la korbatado kiel elektrokardiogramo.

Fruaj osciloskopoj uzis katodajn radiajn tubojn (KRT) kiel ilia ekrano (do ili estis ofte nomataj KRO) kaj linearaj amplifiloj por signalo-prilaborado. Stokaj osciloskopoj uzis specialajn stokajn KRTojn por subteni konstantan ekranon de unu mallonga signalo. La KRO estis anstataŭitaj ĉefe de osciloskopoj de cifereca stokado (CSO) kun ekranoj de maldikaj paneloj, rapidaj konvertiloj analogaj-ciferecaj kaj procesoroj de ciferecaj signaloj. CSO-oj sen integraj ekranoj (kelkfoje konataj kiel digitaliziloj) estas haveblaj je pli malalta kosto kaj uzas ciferecan komputilon por ĝeneraligi kaj montri ondoformojn.

Trajtoj kaj uzoj[redakti | redakti fonton]

Priskribo[redakti | redakti fonton]

Basic Oscilloscope Front Panel Image.
baza osciloskopo

La baza osciloskopo, kiel montrita en la ilustraĵo, estas ĝenerale dividita en kvar sekcioj: la ekrano, vertikalaj kontroloj, horizontalaj kontroloj kaj ellasiloj. La ekrano estas kutime KRT aŭ LKD-panelo, kiu estas elmetita kun ambaŭ horizontalaj kaj vertikalaj referencaj linioj, kiujn oni nomas la krado. Aldone al la ekrano, la plej multaj ekranaj sekcioj estas ekipitaj per tri bazaj kontroliloj: fokusa kapeto, intenseco kaj butono de serĉilo. La vertikala sekcio kontrolas la amplekson de la montrita signalo. Ĉi tiu sekcio portas voluman selektilon Voltoj-por-Divizio (Volt/Div), interŝanĝilon de AK/DK kaj la vertikalan (primaran) enigilon por la instrumento. Aldone, ĉi tiu sekcio estas tipe ekipita per la vertikala fasko pozicio. La horizontala sekcio kontrolas la tempon-bazon aŭ "balailon" de la instrumento. La primara kontrolo estas la elektilŝanĝilo de Sekundoj-por-Divizio (Sek/Div). Ankaŭ inkluzivita estas horizontala enigilo por komplikado de dualaj X-Y-aksaj signaloj. La plata pozicio situas ĉi tiun sekcion. La ellasilo sekvas la komencan eventon de la balailo. La ellasilon povas rekomenci post ĉiu balailo aŭtomate, aŭ ĝi povas esti agordita por respondi al interna aŭ ekstera evento. La ĉefaj kontroloj de ĉi tiu sekcio estos la fonto kaj kunigantas elektiloŝaltilojn. Ekstera ellasilo enigo (EXT-enigo) kaj nivela ĝustigo ankaŭ estos inkluzivitaj. Krom la primara instrumento, plej osciloskopoj estas provizitaj per sondilo kiel montrita. La sondilo konektos al ajna enigo en la aparato kaj kutime havas reziston ofte la impedancon de enigilo de la osciloskoio. Ĉi tio rezultas en faktoro de atenuado .1 (-10X) sed helpas izoli la kapabligan ŝarĝon prezentitan per la sonda kablo de la signalo mezurita. Iuj sondoj havas ŝaltilon permesante al la operatoro preterpasi la reziston kiam taŭgas.

Grandeco kaj porteblo[redakti | redakti fonton]

La plej multaj modernaj osciloskopoj estas malpezaj, porteblaj instrumentoj, kiuj estas sufiĉe kompaktaj por esti facile portitaj de unusola persono. Krom la porteblaj unuoj, la merkato proponas kelkajn miniaturajn bateriajn instrumentojn por kamparaj servoj. Laboratori-gradaj osciloskopoj, precipe pli malnovaj unuoj, kiuj uzas malplenajn tubojn, estas benĉaĵaj aparatoj aŭ povas esti muntitaj en proprajn veturilojn. Specialaj intencaj osciloskopoj povas esti raketo-muntitaj aŭ konstante muntitaj en kutiman instrumenton.

Enigoj[redakti | redakti fonton]

La signalo por esti mezurita estas nutrita al unu el la enigaj konektiloj, kiu estas kutime samaksa konektilo kiel BNK aŭ UHF-tipo. Se la fonto de signalo havas sian konektan konektilon, tiam simpla samaksa kablo estas uzata; alie, speciala kablo nomata "ampleksa sonduso", provizita per la osciloskopo, estas uzata. Ĝenerale, por rutina uzo, malferma drato-testo por konekti al la punkto observata ne estas kontentiga, kaj sondado estas necesa. Ĝeneralaj intencaj osciloskopoj kutime prezentas enmetan impedancon de 1 megohm paralele kun malgranda sed konata kapacienco kiel 20 pikoformoj. Ĉi tio permesas la uzon de normaj osciloskopaj sondiloj. La medioj por uzo kun tre altaj oftecoj povas havi 50-ohm enirojn, kiuj devas esti konektitaj rekte al 50-ohm-signa fonto aŭ uzataj per Z0 aŭ aktivaj sondoj.

Proboj[redakti | redakti fonton]

Malfermaj drataj testaj kondukiloj (flugaj kondukiloj) verŝajne kaptas enmiksiĝon, do ili ne taŭgas por malaltaj signaloj. Plie, la kondukiloj havas altan induktancon, do ili ne taŭgas por altaj oftecoj. Uzanta ŝirmitan kablon (tio estas, koneksa kablo) estas pli bona por malaltaj signaloj. Kablo samaksa ankaŭ havas plej malgrandan induktancon, sed ĝi havas pli altan kapacitancon: tipa 50-ohm-kablo havas ĉirkaŭ 90 pF per metro. Sekve, unu-metra rekta (1X) samaksa sondilo ŝarĝos cirkviton kun kapacito de proksimume 110 pF kaj rezisto de 1 megohm.

Tipoj kaj modeloj[redakti | redakti fonton]
Osciloskopo de tipo 465 Tektronix. Tio estis populara analoga osciloskopo, portebla, kaj ĝi estas reprezenta ekzemplo.
Osciloskopo de kodelaj radioj (KRO)[redakti | redakti fonton]

La plej frua kaj plej simpla speco de osciloskopo konsistis el katodo-radia tubo, vertikala amplifilo, tempo-bazo, horizontala amplifilo kaj potenco. Ĉi tiuj nun nomiĝas "analogaj" medioj por distingi ilin de la "ciferecaj" medioj, kiuj fariĝis komunaj en la 1990-aj jaroj kaj 2000-aj jaroj.

Analogaj medioj ne nepre inkluzivas kalibritan referencokradon por ampleksaj mezuroj de ondoj, kaj ili eble ne montras ondojn en la tradicia senco de linisegmento balaanta de maldekstre al dekstra. Anstataŭe, ili povus esti uzataj por signala analizo per nutrado de referenca signalo en unu akso kaj la signalon por mezuri en la alia akso. Por oscilanta referenco kaj mezura signalo, ĉi tiuj rezultoj en kompleksa ligo-ŝablono nomata kiel Lissajous-kurbo. La formo de la kurbo povas esti interpretita por identigi proprietojn de la mezura signalo pri la referenca signalo kaj estas uzata tra larĝa gamo de oscilaj oftecoj.

Duobla-osciloskopo[redakti | redakti fonton]

La duobla fasko analoga ossoskopo povas montri du signojn samtempe. Speciala duobla fasko KRT generas kaj deturnas du apartajn trabojn. Kvankam multilacaj analogaj osciloskopoj povas simuli duoblan faskon per la bendo kaj alternaj balailoj, tiuj trajtoj ne provizas samtempajn ekranojn. Real-tempaj ciferecaj malhelpoj proponas la samajn profitojn de duobla fasko-osciloskopo, sed ili ne postulas duoblan faskon. La malavantaĝoj de la duobla spuro-osciloskopo estas, ke ĝi ne povas rapide ŝanĝi inter la spuroj kaj ĝi ne povas kapti du rapidajn transientajn eventojn. Por eviti ĉi tiun problemon oni uzas duoblan faskon osciloskopon.

Osciloskopa analoga stokado[redakti | redakti fonton]

Spur-stokado estas ekstra funkcio havebla ĉe iuj analogaj medioj; oni uzis rektajn rigardajn stokajn KRTojn. Stokado permesas la spuron-ŝtonon, kiu kutime decalas en frakcio de sekundo por resti sur la ekrano dum kelkaj minutoj aŭ pli. Elektra cirkvito povas tiam esti intence aktivigita por stoki kaj forviŝi la spuron en la ekrano.

Ciferecaj osciloskopoj[redakti | redakti fonton]

Dum analogaj aparatoj uzas senĉese variajn streĉiĝojn, ciferecaj aparatoj uzas binarajn nombrojn, kiuj respondas al specimenoj de la tensio. En la kazo de ciferecaj osciloskopoj, analog-al-cifereca konvertilo (ACK) uzatas por ŝanĝi la mezuritajn tensiojn en ciferecajn informojn. La osciloskopo de cifereca stokado, aŭ CSO mallongigite, nun estas la plej preferata tipo por plej multaj industriaj aplikoj, kvankam ŝatantoj ankoraŭ uzas simplajn analogajn KRO. Ĝi anstataŭas la elektronstatikan stokadon metitan en analoga stokado kun ciferecigita memoro, kiu povas stoki datumojn kondiĉe de malfruo kaj kun uniforma brilo. Ĝi ankaŭ permesas kompleksan pretigon de la signalo per kurentaj cirkvitoj de altnivelaj ciferecaj signaloj.

Mikso-signalaj osciloskopoj[redakti | redakti fonton]

Mikso-signala osciloskopo (aŭ MSO) havas du specojn de enigiloj, malgrandan nombron da analogaj kanaloj (kutime du aŭ kvar), kaj pli grandan nombron da ciferecaj kanaloj (kutime dek ses). Ĝi havigas la kapablon precize tempo-korelaciigi analogajn kaj ciferecajn kanalojn, tiel proponante distingan avantaĝon super aparta osciloskopo kaj logika analizilo. Kutime, ciferecaj kanaloj povas esti grupigitaj kaj montritajkun ĉiu valoro montrita ĉe la malsupro de la ekrano en hekso aŭ duumo. Plejparte de MSO-oj, la ellasilo povas esti agordita inter kaj analogaj kaj ciferecaj kanaloj.

Miksitaj domajnaj osciloskopoj[redakti | redakti fonton]

En miksila osciloskopo (MDO) oni havas aldonan RF-enigan havenon kiu eniras en spektran analizilon. Ĝi ligas tiujn tradicie apartajn instrumentojn por ke oni povas, ekzemple, ke tempo korektu eventojn en la tempo domajno (kiel specifa seria datuma pakaĵo) kun eventoj okazantaj en la frekvenca domajno (kiel RF-transdonoj).

Permanaj osciloskopoj[redakti | redakti fonton]

Klavaj osciloskopoj estas uzataj por multaj provoj kaj kamparaj servoj. Hodiaŭ, komputila osciloskopo kutime estas cifereca osciloskopo, uzante likvan kristalon. Multaj tenitaj kaj benkaj osciloskopoj havas la ter-referencan tension komune al ĉiuj enigaj kanaloj. Se pli ol unu meza kanalo estas uzata samtempe, ĉiuj enigaj signaloj devas havi la saman tensian referencon, kaj la dividita defaŭlta referenco estas la "tero". Se ne ekzistas diferenciala antaŭrompilo aŭ ekstera signala izoladilo, ĉi tiu tradicia osciloskopo ne taŭgas por flosaj mezuroj. (Okaze, oscilokopa uzanto rompos la grundan pinglon en la fonto de nutraĵo de benko-supro osciloskopo en provo izoli la signalon komune de la tero. Ĉi tiu praktiko estas nefidinda pro tio ke la tuta malrapida kapablo de la instrumento estos konektita en la cirkvito, pro tio ke ĝi ankaŭ estas danĝero por rompi sekurecan konekton, instrukciaj manlibroj forte konsilas kontraŭ ĉi tiu praktiko.)

Historio[redakti | redakti fonton]

La Braun-tubo estis konata en 1897, kaj en 1899 Jonathan Zenneck ekipis ĝin per faskaj platoj kaj magneta kampo por balaado de la spuro. Fruaj katodaj radiaj tuboj estis aplikitaj eksperimente al laboratoriaj mezuroj komence de la 1920-aj jaroj sed suferis de la malriĉa stabileco de la vakuo kaj la katodaj elsendiloj. V. K. Zworykin priskribis konstante stampitan, altan vakuan radian tubon kun termi-radio-stacio en 1931. Ĉi tiu stabila kaj reprodukta komponanto permesis al Ĝenerala Radioaparato fabriki osciloskopon uzeblan ekstere de laboratorio. Post la dua mondmilito elektronikaj partoj iĝis bazo de renaskiĝo de Heathkit Corporation, kaj osciloskopaj ekipaĵoj farita el tiaj partoj je 50 usonaj dolaroj estis unua merkata sukceso.

Notoj[redakti | redakti fonton]

  1. NPIV [1] Alirita la 16an de Marto 2018.

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]