Soorten oscilloscopen en hun doel

Oscilloscopen zijn een soort essentiële apparatuur die wordt gebruikt in elektronicalaboratoria voor PCB-probleemoplossing. Lees meer over waar een oscilloscoop voor wordt gebruikt en de verschillende soorten oscilloscopen.

Soorten oscilloscopen

Er zijn verschillende soorten oscilloscopen beschikbaar, zowel analoog als digitaal, voor verschillende prijzen. Aangezien digitale oscilloscopen sommige transiënte signalen kunnen missen, worden analoge oscilloscopen nog steeds gewaardeerd voor transiënte probleemoplossingstoepassingen. Hoogwaardige digitale fosforoscilloscopen kunnen echter vergelijkbare mogelijkheden bieden.

Analoge oscilloscopen

Een analoge oscilloscoop geeft het door een sonde opgevangen signaal weer en volgt het op het scherm. Dankzij opslagmogelijkheden kan de golfvorm gedurende langere tijd worden weergegeven in plaats van onmiddellijk te vervallen.

Waar analoge oscilloscopen tot hun recht komen, is het omgaan met analoge signalen en transiënte effecten. In analoge oscilloscopen gloeien fosforen op een CRT-monitor een tijdje voordat ze donker worden, waardoor hogesnelheidssignalen een intensere gloed kunnen opbouwen. Door dit proces kunnen transiënten ook opvallen.

Analoge oscilloscopen bieden een beter dynamisch bereik dan digitale oscilloscopen. Deze hebben geen last van aliasingproblemen, die foutieve metingen kunnen veroorzaken. Analoge oscilloscopen zijn over het algemeen goedkoper dan digitale oscilloscopen en zijn een geweldige optie voor beginners en hobbyisten. Analoge oscilloscopen die ook digitale signalen met een lage snelheid aankunnen, zijn vooral ideaal voor audio- en analoog videowerk.

Digitale Oscilloscopen

Digitale oscilloscopen zijn er in vele soorten. Twee belangrijke factoren bepalen de prestaties van een digitale oscilloscoop: bemonsteringsfrequentie en bandbreedte. De bemonsteringsfrequentie van een oscilloscoop beperkt het vermogen om voorbijgaande, eenmalige gebeurtenissen vast te leggen. De bandbreedte van een oscilloscoop beperkt de frequentie van repetitieve signalen die kunnen worden weergegeven.

Digitale opslagoscilloscopen

De meeste digitale oscilloscopen zijn digitale geheugenoscilloscopen. Digitale opslagoscilloscopen kunnen tijdelijke gebeurtenissen vastleggen en deze gebeurtenissen opslaan voor analyse, archivering, afdrukken of andere verwerking. Deze hebben een permanente opslag voor het opnemen van signalen en kunnen worden overgedragen naar andere media voor opslag en analyse.

Digitale opslagoscilloscopen zijn de werkpaarden van echt digitaal ontwerp waarbij vier of meer signalen tegelijkertijd worden geanalyseerd. In tegenstelling tot een analoge oscilloscoop, kunnen digitale opslagoscilloscopen echter niet het intensiteitsniveau van een realtime signaal weergeven. Single-shot gebeurtenissen kunnen worden vastgelegd met behulp van triggers, die handmatig of automatisch kunnen worden ingesteld, afhankelijk van het apparaat.

Digitale fosforoscilloscopen

Digitale fosforoscilloscopen zorgen voor snellere signaalopname en analyse dan standaard digitale opslagoscilloscopen. Digitale fosforoscilloscopen gebruiken een ADC-oplossing met parallelle verwerking die hogere bemonsteringsfrequenties levert, waardoor een prestatieniveau voor signaalvisualisatie mogelijk wordt dat lijkt op realtime.

Digitale fosforoscilloscopen zijn vergelijkbaar met analoge oscilloscopen bij het weergeven van de intensiteit van een signaal. Deze oscilloscopen dupliceren het effect van fosfor door een database op te slaan met de waarden van de herhalende golfvormen en de intensiteit op het scherm te verhogen waar de golfvormen elkaar overlappen.

Net als een analoge oscilloscoop kan een digitale fosforscope transiënten onthullen door het intensiteitsniveau weer te geven. Het kan echter transiënten missen die plaatsvinden buiten het venster voor het vastleggen van gegevens en de updatesnelheid.

Digitale fosforoscilloscopen combineren de kenmerken van digitale opslagoscilloscopen en analoge oscilloscooptechnologie. Deze kwaliteiten zijn geweldig voor algemeen ontwerp, digitale timing, geavanceerde analyse, communicatietesten en probleemoplossing.

Oscilloscopen met gemengd domein

Een oscilloscoop met gemengd domein combineert de functionaliteit van een digitale oscilloscoop, een RF-spectrumanalysator en een logische analysator in één apparaat. Bij het ontwerpen van of werken met systemen die digitale signalen, digitale logica en radiofrequentiecommunicatie bevatten, zijn oscilloscopen met gemengd domein een essentieel hulpmiddel.

Het belangrijkste voordeel van een oscilloscoop met gemengd domein is het zien van signalen van elk domein in de tijd met elkaar gecorreleerd, wat helpt bij het oplossen van problemen, het debuggen en het testen van het ontwerp.

Oscilloscopen met gemengd signaal

Ingenieurs gebruiken vaak digitale oscilloscopen en logische analysatoren samen, daarom is de mixed signal oscilloscoop ontwikkeld. Deze apparaten combineren de mogelijkheden van een digitale opslagoscilloscoop (of een digitale fosforoscilloscoop) met een meerkanaals logische analysator.

Het digitale activeringsvermogen van de gemengde signaaloscilloscoop helpt bij de analyse van analoge gebeurtenissen die digitale logische overgangen kunnen activeren. Gemengde signaaloscilloscopen hebben doorgaans twee of vier analoge ingangskanalen en ongeveer 16 digitale ingangskanalen.

Digitale bemonsteringsoscilloscopen

Digitale bemonsteringsoscilloscopen hebben een iets andere invoertechniek die een hogere bandbreedte inruilt voor een lager dynamisch bereik. De ingang wordt niet verzwakt of versterkt, dus de oscilloscoop moet het volledige bereik van het ingangssignaal aan, dat over het algemeen beperkt is tot ongeveer 1 volt piek-tot-piek.

Digitale bemonsteringsoscilloscopen werken alleen op repetitieve signalen en helpen niet om transiënten boven de normale bemonsteringssnelheid vast te leggen. Aan de andere kant kunnen digitale bemonsteringsoscilloscopen signalen opvangen die een orde van grootte sneller zijn dan andere soorten oscilloscopen met bandbreedtes van meer dan 80 GHz.

Handoscilloscopen

Kleine handoscilloscopen zijn beschikbaar voor veld- en testtoepassingen waar omvangrijkere oscilloscopen onpraktisch zijn of stopcontacten niet beschikbaar zijn. Deze bevatten doorgaans twee ingangen en hebben beperkte bemonsteringsfrequenties en bandbreedte.

Computergebaseerde oscilloscopen

Computergebaseerde oscilloscopen zijn kleine, externe apparaten die via een USB. Dit soort oscilloscopen hebben in de loop der jaren aanzienlijke verbeteringen gezien in de bemonsteringsfrequenties en bandbreedte.

Sommige computergebaseerde oscilloscopen hebben dezelfde mogelijkheden als low-end digitale opslagoscilloscopen voor slechts een paar honderd dollar. Dit is een geweldige optie voor hobbyisten die op zoek zijn naar een oscilloscoop.