Tipi di oscilloscopi e loro scopo

Gli oscilloscopi sono un tipo di attrezzature essenziali utilizzate nei laboratori di elettronica per Risoluzione dei problemi PCB. Scopri di più sull'uso di un oscilloscopio e sui diversi tipi di oscilloscopi.

Tipi di oscilloscopi

Sono disponibili diversi tipi di oscilloscopi, sia analogici che digitali, per una gamma di prezzi. Poiché gli oscilloscopi digitali possono perdere alcuni segnali transitori, gli oscilloscopi analogici sono ancora apprezzati per le applicazioni di risoluzione dei problemi transitori. Tuttavia, gli oscilloscopi ai fosfori digitali di fascia alta possono fornire funzionalità simili.

Oscilloscopi analogici

Un oscilloscopio analogico visualizza il segnale rilevato da una sonda e lo traccia sullo schermo. Le capacità di memorizzazione consentono di visualizzare la forma d'onda per lunghi periodi di tempo anziché decadere immediatamente.

Il punto in cui gli oscilloscopi analogici entrano in gioco è nel trattare i segnali analogici e gli effetti transitori. Negli oscilloscopi analogici, i fosfori su un monitor CRT si illuminano per un periodo di tempo prima di spegnersi, consentendo ai segnali ad alta velocità di creare un bagliore più intenso. Questo processo consente anche ai transitori di distinguersi.

Gli oscilloscopi analogici offrono una gamma dinamica migliore rispetto agli oscilloscopi digitali. Questi non soffrono di problemi di aliasing, che possono causare false letture. Gli oscilloscopi analogici sono generalmente più convenienti degli oscilloscopi digitali e sono un'ottima opzione per principianti e hobbisti. Gli oscilloscopi analogici in grado di gestire anche segnali digitali a bassa velocità sono particolarmente ideali per il lavoro con audio e video analogico.

Oscilloscopi digitali

Gli oscilloscopi digitali sono disponibili in molti tipi. Due fattori chiave determinano le prestazioni di un oscilloscopio digitale: frequenza di campionamento e larghezza di banda. La frequenza di campionamento di un oscilloscopio limita la sua capacità di acquisire eventi transitori e occasionali. La larghezza di banda di un oscilloscopio limita la frequenza dei segnali ripetitivi che possono essere visualizzati.

Oscilloscopi a memoria digitale

La maggior parte degli oscilloscopi digitali sono oscilloscopi a memoria digitale. Gli oscilloscopi a memoria digitale possono acquisire eventi transitori e memorizzare tali eventi per l'analisi, l'archiviazione, la stampa o altre elaborazioni. Questi hanno una memoria permanente per la registrazione dei segnali e possono essere scaricati su altri supporti per la memorizzazione e l'analisi.

Gli oscilloscopi a memoria digitale sono i cavalli di battaglia della progettazione digitale del mondo reale in cui vengono analizzati quattro o più segnali contemporaneamente. Tuttavia, a differenza di un oscilloscopio analogico, gli oscilloscopi a memoria digitale non possono visualizzare il livello di intensità di un segnale in tempo reale. Gli eventi a scatto singolo possono essere catturati tramite l'uso di trigger, che possono essere impostati manualmente o automaticamente a seconda del dispositivo.

Oscilloscopi digitali ai fosfori

Gli oscilloscopi ai fosfori digitali consentono un'acquisizione e un'analisi del segnale più rapide rispetto agli oscilloscopi a memoria digitale standard. Gli oscilloscopi ai fosfori digitali utilizzano una soluzione ADC di elaborazione parallela che offre frequenze di campionamento più elevate, consentendo un livello di prestazioni di visualizzazione del segnale che ha l'aspetto del tempo reale.

Gli oscilloscopi ai fosfori digitali sono simili agli oscilloscopi analogici nella visualizzazione dell'intensità di un segnale. Questi oscilloscopi duplicano l'effetto del fosforo memorizzando un database dei valori delle forme d'onda ripetute e aumentando l'intensità sul display dove le forme d'onda si sovrappongono.

Come un oscilloscopio analogico, un oscilloscopio digitale al fosforo può rivelare i transitori visualizzando il livello di intensità. Tuttavia, può perdere transitori che si verificano al di fuori della finestra di acquisizione dei dati e della sua velocità di aggiornamento.

Gli oscilloscopi ai fosfori digitali combinano le caratteristiche degli oscilloscopi a memoria digitale e la tecnologia degli oscilloscopi analogici. Queste qualità sono ottime per la progettazione generica, la temporizzazione digitale, l'analisi avanzata, i test di comunicazione e la risoluzione dei problemi.

Oscilloscopi a domini misti

Un oscilloscopio a domini misti combina le funzionalità di un oscilloscopio digitale, un analizzatore di spettro RF e un analizzatore logico in un unico dispositivo. Quando si progettano o si lavora con sistemi che includono segnali digitali, logica digitale e comunicazione a radiofrequenza, gli oscilloscopi a dominio misto sono uno strumento essenziale.

Il vantaggio principale di un oscilloscopio a domini misti è vedere i segnali di ciascun dominio correlati nel tempo tra loro, il che aiuta con la risoluzione dei problemi, il debug e i test di progettazione.

Oscilloscopi a segnali misti

Gli ingegneri usano spesso oscilloscopi digitali e analizzatori logici insieme, motivo per cui è stato sviluppato l'oscilloscopio a segnali misti. Questi dispositivi combinano le capacità di un oscilloscopio a memoria digitale (o un oscilloscopio digitale ai fosfori) con un analizzatore logico multicanale.

La capacità di trigger digitale dell'oscilloscopio a segnali misti aiuta l'analisi di eventi analogici che possono attivare transizioni logiche digitali. In genere, gli oscilloscopi a segnali misti hanno due o quattro canali di ingresso analogici e circa 16 canali di ingresso digitali.

Oscilloscopi a campionamento digitale

Gli oscilloscopi a campionamento digitale hanno una tecnica di input leggermente diversa che scambia una larghezza di banda maggiore con una gamma dinamica inferiore. L'ingresso non è attenuato o amplificato, quindi l'oscilloscopio deve gestire l'intera gamma del segnale di ingresso, che è generalmente limitato a circa 1 volt picco-picco.

Gli oscilloscopi a campionamento digitale funzionano solo su segnali ripetitivi e non aiutano a catturare i transitori oltre la normale frequenza di campionamento. D'altra parte, gli oscilloscopi a campionamento digitale possono catturare segnali che sono un ordine di grandezza più veloci rispetto ad altri tipi di oscilloscopi con larghezze di banda superiori a 80 GHz.

Oscilloscopi portatili

Sono disponibili piccoli oscilloscopi palmari per applicazioni sul campo e di test in cui gli oscilloscopi più ingombranti sono ingombranti o le prese di corrente non sono disponibili. Questi in genere contengono due ingressi e hanno velocità di campionamento e larghezza di banda limitate.

Oscilloscopi per computer

Gli oscilloscopi basati su computer sono piccoli dispositivi esterni che si collegano a un computer tramite USB. Questi tipi di oscilloscopi hanno visto miglioramenti significativi nelle frequenze di campionamento e nella larghezza di banda nel corso degli anni.

Alcuni oscilloscopi basati su computer hanno le stesse capacità degli oscilloscopi a memoria digitale di fascia bassa per poche centinaia di dollari. Queste sono un'ottima opzione per gli hobbisti che cercano un oscilloscopio.