Analóg tároló oszcilloszkóp: blokkdiagram, működés és alkalmazásai

Az oszcilloszkóp egy olyan típusú laboratóriumi műszer, amelyet általában egyedi vagy ismétlődő hullámformák megjelenítésére használnak. Ezek a hullámformák különböző tulajdonságok, például frekvencia, amplitúdó, emelkedési idő, torzítás, időintervallum stb. alapján elemezhetők. Az oszcilloszkópokat az iparágak különböző területein használják, mint például a mérnöki tudomány, az orvostudomány, a tudomány, a távközlés, az autóipar stb. Az oszcilloszkópokban két technikát használnak a jelek tárolására; analóg és digitális tárolás. Az analóg tárolás nagyobb sebességre képes, bár kevésbé sokoldalú, mint a digitális tárolás. Ez a cikk egy áttekintést tárgyal egy analóg tároló oszcilloszkóp – működés és alkalmazásai.

Mi az analóg tárolóoszcilloszkóp?

Az analóg tárolóoszcilloszkóp egyfajta oszcilloszkóp, amelyet hullámformák tárolására használnak későbbi megjelenítés céljából. Az ilyen típusú oszcilloszkópok teljesítményüket tekintve nagyon egyszerűek voltak, és nagyon költségesek voltak, ezért általában csak speciális alkalmazásokhoz használják. Ezek az oszcilloszkópok speciális CRT-t (katódsugárcsövet) használnak, hosszú élettartammal. Ezek a katódsugárcsövek képesek voltak a perzisztencia változtatására, azonban ha rendkívül fényes nyomokat tartottak hosszú időn át, akkor fennáll annak a lehetősége, hogy a nyomot tartósan a kijelzőn égetik. Ezért ezeket a kijelzőket óvatosan kell használni.

Az analóg tárolóoszcilloszkóp működése

Az analóg tároló oszcilloszkópok speciális katódsugárcsöves hosszú kitartási képességgel működnek. Egy speciális CRT-t használnak a töltés tárolására azon a kijelzőn, ahol az elektronsugár becsapódott, így a fluoreszcencia sokkal tovább maradhat, mint a normál kijelzőknél.

Ez az oszcilloszkóp egyszerűen úgy működik, hogy közvetlenül mért feszültséget ad az oszcilloszkóp képernyőjén áthaladó elektronsugárra. A sugár egy foszforral bevont képernyőre irányul, amely világít, amikor a sugár megüti. Ezután a jel eltéríti a sugarat, követve a hullámformát a képernyőn. A feszültség arányosan eltéríti a sugarat felfelé és lefelé, hogy követni tudja a hullámformát a kijelzőn. Tehát ez azonnali hullámforma képet biztosít.

Műszaki adatok

A az analóg tárolóoszcilloszkóp specifikációi a következőket tartalmazzák.

• A méret vagy méret hozzávetőleges: 305 (Sz) × 135 (Ma) × 365 (Mé) mm.
• A bemeneti impedancia 1 M Ohm.
• A trigger mód AUTO/TV-V/ NORM/TV-H.
• X Y fáziskülönbség 3 foknál kisebb vagy azzal egyenértékű, DC – 50KHz.
• A polaritás kiválasztása + vagy -.
• A nagy érzékenységű triggerelés 1mV/osztásnak felel meg.
• A Ch1 csatorna növekményes nagyítási funkciói a tisztább ellenőrzés érdekében.
• TV szinkron elválasztó áramkörrel rendelkezik a folyamatos TV jel megjelenítéséhez.
• A CRT egy 6 hüvelykes, téglalap alakú képernyő belső rácsozattal, 8 x 10 div, ahol 1 div = 1 cm.
• A kijelzés módja a CH1, CH2, ADD, ALT és CHOP.
• A felfutási idő ≤ 8,8 ns.
• A bemeneti feszültség maximuma 250V ≤ 1KHz.
• A bemeneti csatolás AC, DC és GND.
• A pontosság ± 3%.
• A trigger forrása a CH1, CH2, VERT, LINE és EXT.
• Az érzékenység és a frekvencia 20Hz ~ 60MHz.
• A hullámforma kalibrálása 1KH ± 20% frekvencia és 0,5V ± 10% feszültség.
• A tápfeszültség 220V / 110V ± 10% ; 50/60Hz.
• Súlya körülbelül 9 kg.

Analóg tároló oszcilloszkóp blokkdiagramja

Az alábbiakban egy CRT-t használó analóg tárolóoszcilloszkóp blokkdiagram látható. Az ebben az oszcilloszkópban használt CRT típus elektrosztatikus a mágneses eltérítés helyett, mivel sokkal gyorsabb elektronáram-vezérlést biztosít, és lehetővé teszi, hogy az analóg oszcilloszkópok nagyon magas frekvenciájú működést érjenek el. Az analóg oszcilloszkóp számos áramköri blokkot tartalmaz, és képes stabil bejövő hullámforma-képeket biztosítani.

Jelbemenetek

A kijelzőn a jelbemenethez vagy az Y-tengelyhez számos vezérlőelem tartozik. Sok esetben a jelek egyenáramú előfeszítésben kerülnek egymásra. Tehát sorba kell kötni egy kondenzátort a bemeneten keresztül, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a DC blokkolva van. Ha kondenzátort használ, az AC opció választása azt jelenti, hogy az alacsony frekvenciájú jelek korlátozottak lehetnek.

Y Csillapító

Az Y csillapító arra szolgál, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a jelek a kívánt szinten kerülnek az Y erősítő felé.

És erősítő:

Az oszcilloszkóp Y erősítője egyszerűen biztosítja az erősítést a kimenet biztosításához. Ez az erősítő főleg lineáris, mert ez határozza meg az oszcilloszkóp pontosságát.

Y eltérítő áramkör:

Amikor az y erősítő felerősített jele az Y eltérítő áramkörbe kerül, akkor az a kívánt szinten továbbítja a CRT lemezeket. A CRT-n használt eltérítés elektrosztatikus, mivel ez biztosítja az oszcilloszkóphoz szükséges nagy sebességű eltérítést.

Trigger áramkör:

A trigger rendszerrel biztosítható, hogy a kijelzőn egy stabil hullámforma jelenjen meg vagy sem. A rámpajelet úgy kell beállítani, hogy az ellenőrizni kívánt bejövő jel minden ciklusában hasonló ponton induljon. Ily módon a hullámforma hasonló pontja a kijelző hasonló pozíciójában jelenik meg.

A fenti blokkdiagramon az Y erősítő kimenetéről egy jel érkezik, és egy további kondicionáló erősítőhöz kerül. Ezt követően egy Schmitt trigger áramkörön vezetik át, amely egyetlen kapcsolási pontot biztosít, amikor a hullámforma nő és csökken. A triggerhez a szükséges érzéket úgy választjuk meg, hogy a triggerpont akár a hullámforma növekvő, akár csökkenő élein történjen, amely a rámpakörbe való átadás előtt kiválasztható, ahol a triggerjel a rámpa kezdőpontját adja.

Külső forrásból jel hasznosítása is megvalósítható. Tehát ez egy nagyon megfelelő funkció lehet, mert előfordulhat, hogy a triggert a bejövő jelen kívül más forrásból kell megkapnia.

Üres erősítő

Ebben a visszafutási fázisban kioltó erősítőt használnak a képernyő tisztítására. Csak a rámpa visszaállító elemére van szükség ahhoz, hogy impulzust állítson elő, amelyet a CRT rácsának adnak. Ez csökkenti az elektronáramlást, és hatékonyan eltünteti a kijelzőt erre az időszakra.

Rámpagenerátor (időalap)

Az időalap vezérlése az egyik alapvető vezérlőelem az analóg tárolóoszcilloszkópon. Ennek nagy sebességkülönbsége lesz, és a szkóp minden felosztásához időben igazodik katódsugárcső . A megfelelő időbázis sebesség kiválasztása a kívánt hullámforma megjelenítéséhez elengedhetetlen.

Ennek az analóg tárolóoszcilloszkópnak a működése: a CRT-t használja a jelek vízszintes és függőleges tengelyű megjelenítésére. Általában a függőleges tengely a pillanatnyi bejövő feszültség értéke, a vízszintes tengely pedig a rámpa hullámalakja.

Amikor a rámpa hullámforma feszültsége nő, a nyomvonal vízszintes irányban mozog a kijelzőn. Amint megérkezik a képernyő végére, a hullámforma visszaáll nullára, és a nyomvonal visszamegy az elejére. Ezzel a megközelítéssel a vízszintes tengely az időnek, míg a függőleges tengely az amplitúdónak felel meg. Így ily módon a hullámformák közös görbéi megjeleníthetők a CRT-n.

Digitális tároló oszcilloszkóp vs analóg tároló oszcilloszkóp

A különbség digitális tároló oszcilloszkóp és az analóg tárolóoszcilloszkóp a következőket tartalmazza.

Előnyök és hátrányok

A Az analóg tárolóoszcilloszkóp előnyei a következőket tartalmazzák.

• Az analóg tároló oszcilloszkópok általában nagyon olcsóbbak.
• Ezek az oszcilloszkópok számos laboratóriumi és szervizhelyzetben jó teljesítménytartományt képesek biztosítani.
• Ezek az oszcilloszkópok pontos teljesítményt nyújtanak, különösen a laboratóriumi gyakorlatoknál.
• Ezek az oszcilloszkópok nem igényelnek mikroprocesszort, ADC-t vagy adatgyűjtő memóriát a méréshez.

A Az analóg tároló oszcilloszkópok hátrányai a következőket tartalmazzák.

• Nem kínál további funkciókat a digitális oszcilloszkópokhoz képest
• Ezek az eszközök nem alkalmasak az elektronikus áramkörökön belüli magasabb frekvenciájú éles emelkedési idejű tranziensek elemzésére.
• Ezeket az oszcilloszkópokat nem egyszerű kezelni, ezért gyakorlati képzésre van szükség.

Alkalmazások

A analóg tárolóoszcilloszkópok alkalmazásai a következőket tartalmazzák.

• Egylövéses és hosszú periódusú hullámformákat jelenít meg.
• Az analóg oszcilloszkópot stabil bejövő hullámformaképek biztosítására használják.
• Az ilyen típusú oszcilloszkópokat széles körben használják olyan események valós idejű megfigyelésére, amelyek egyszerűen megtörténnek.
• Nagyon alacsony frekvenciájú jelek megjelenítésére szolgál.
• Ezeket az oszcilloszkópokat főleg ott használják, ahol a képernyőn való megjelenítési idő túl rövid a mérendő jelek ellenőrzéséhez.
• Ez az oszcilloszkóp a jel állandó változó bemeneti feszültségeinek feltérképezésére és megjelenítésére szolgál elektronsugár segítségével.

K: Mekkora az analóg tárolóoszcilloszkóppal mérhető maximális frekvencia?

V: Az analóg tárolóoszcilloszkóppal mérhető maximális frekvencia általában néhány megahertz és több tíz megahertz tartományba esik.

K: Milyen előnyei vannak az analóg tárolóoszcilloszkóp használatának a digitális tárolóoszcilloszkóppal szemben?

V: Az analóg tároló oszcilloszkóp képes nagy felbontású összetett hullámformák rögzítésére és megjelenítésére, egyszerre több hullámforma megjelenítésére, és a hullámforma tárolására egy ideig, miután a jel már nincs jelen. Ezenkívül az analóg tároló oszcilloszkópok általában olcsóbbak, mint a digitális tároló oszcilloszkópok.

K: Hogyan működik a tároló CRT egy analóg tárolóoszcilloszkópban?

V: Az analóg tárolóoszcilloszkópban lévő tároló katódsugárcső képes megtartani a hullámforma képét a képernyőn egy ideig, miután a jel már nincs jelen. Ez lehetővé teszi a felhasználó számára a hullámforma elemzését akkor is, ha a jel már nincs jelen.

K: Milyen típusú triggerek állnak rendelkezésre egy analóg tárolóoszcilloszkópban?

V: Az analóg tárolóoszcilloszkópokban elérhető triggerek közé tartozik az éles trigger, az impulzusszélesség-trigger és a videó trigger.

K: Hogyan jelenít meg egy analóg tárolóoszcilloszkóp egyszerre több hullámformát?

V: Egy analóg tárolóoszcilloszkóp egyszerre több hullámformát is képes megjeleníteni a „kétsugaras” vagy „kettős nyomkövetés” nevű technika használatával, amely két elektronsugarat használ két jel egyidejű megjelenítésére.

K: Miben hasonlít az analóg tároló oszcilloszkóp a digitális tároló oszcilloszkóphoz a tartósság szempontjából?

V: Az analóg tárolóoszcilloszkóp kevésbé tartós, mint a digitális tárolóoszcilloszkóp, mivel katódsugárcsövet használ, amely törékeny és könnyen megsérülhet.

K: Mennyi a katódsugárcső tipikus élettartama egy analóg tárolóoszcilloszkópban?

V: A katódsugárcső tipikus élettartama egy analóg tárolóoszcilloszkópban körülbelül 10 000-15 000 üzemóra.

K: Használható-e analóg tárolóoszcilloszkóp alacsony frekvenciájú jelek mérésére?

V: Igen, az analóg tárolóoszcilloszkóp használható alacsony frekvenciájú jelek mérésére, de ehhez külső aluláteresztő szűrő szükséges lehet.

K: Milyen típusú szondákat használnak az analóg tárolóoszcilloszkóppal?

V: Az analóg tárolóoszcilloszkóppal használt szondák általános típusai közé tartoznak a passzív szondák, az aktív szondák és a differenciálszondák.

Így ez az analóg tárolás áttekintése oszcilloszkóp – működik alkalmazásokkal. Az analóg tárolóoszcilloszkópban számos vezérlő található, amelyek lehetővé teszik a műszer számára, hogy a jelet pontosan a kívánt módon jelenítse meg, mint például a fókuszvezérlés, az intenzitásszabályozás, a jelbemenetek, az időalap, a trigger stb. Itt egy kérdés, hogy mi az a digitális tároló oszcilloszkóp?