Oscilloscopen zijn een van de pijlers onder een elektronicabureau en zijn essentieel voor iedereen die elektronica ontwerpt, problemen oplost of werkt met supersnelle elektronica. Oscilloscopen zijn een van de weinige elektronische apparaten die meerdere rollen speelt en kan worden gebruikt in de plaats van andere elektronische apparatuur. Een aantal soorten oscilloscopen zijn beschikbaar voor hobbyisten en professionals.
Soorten oscilloscopen
Verschillende soorten oscilloscopen zijn beschikbaar, zowel analoog als digitaal, voor een zeer breed prijsbereik, wat het kiezen van de juiste oscilloscoop tot een uitdaging kan maken. Analoge oscilloscopen worden vaak gebruikt als belangrijkste probleemoplossing, omdat digitale oscilloscopen het signaal samplen, ze kunnen enkele transiënte signalen missen die onregelmatig gedrag kunnen veroorzaken. Daarom worden analoge oscilloscopen nog steeds gewaardeerd voor tijdelijke probleemoplossende toepassingen, hoewel hoogwaardige digitale fosforoscilloscopen vergelijkbare mogelijkheden kunnen bieden .
Analoge oscilloscopen
Een analoge oscilloscoop geeft direct het signaal weer dat door een sonde is opgepikt en traceert het in wezen op het scherm. Met opslagmogelijkheden kan de golfvorm voor langere perioden van type worden weergegeven in plaats van direct te worden afgebroken. Waar analoge oscilloscopen echt tot hun recht komen, is het omgaan met analoge signalen en voorbijgaande effecten. Audio en analoog videowerk passen goed bij de mogelijkheden van een analoge oscilloscoop die ook digitale signalen met een laag toerental kan verwerken. Analoge oscilloscopen bieden wel een beter dynamisch bereik dan digitale oscilloscopen en hebben geen last van aliasing-problemen die foutieve meetwaarden bij digitale oscilloscopen kunnen veroorzaken. Analoge oscilloscopen zijn over het algemeen goedkoper dan digitale oscilloscopen en vaak essentieel voor een goede probleemoplossing en een geweldige optie voor beginners en hobbyisten.
Digitale oscilloscopen
Digitale oscilloscopen zijn verkrijgbaar in verschillende typen. Twee sleutelfactoren in de prestaties van digitale oscilloscopen zijn hun sampling-snelheid en bandbreedte. De bemonsteringsfrequentie van een oscilloscoop beperkt de mogelijkheid om tijdelijke, eenmalige gebeurtenissen vast te leggen en de bandbreedte van een oscilloscoop beperkt de frequentie van herhalende signalen die door de oscilloscoop kunnen worden weergegeven.
Oscilloscopen voor digitale opslag
De meeste digitale oscilloscopen zijn oscilloscopen met digitale opslag. Digitale opslagoscilloscopen kunnen tijdelijke gebeurtenissen vastleggen en opslaan voor analyse, archivering, afdrukken of andere verwerking. Ze hebben permanente opslag voor het opnemen van signalen en ze kunnen worden overgebracht naar andere media voor opslag en analyse op een computer. Digitale opslagoscilloscopen kunnen het intensiteitsniveau van een real-time signaal niet weergeven, in tegenstelling tot een analoge oscilloscoop. Eenmalige gebeurtenissen kunnen worden vastgelegd met behulp van triggers die handmatig of automatisch kunnen worden ingesteld, afhankelijk van de oscilloscoop. Digitale opslag-oscilloscopen zijn de werkpaarden van real-world digitaal ontwerp waarbij vier of meer signalen tegelijkertijd worden geanalyseerd.
Digitale fosforoscillloscopen
Voor digitale opnames en analyse van digitale signalen met een hogere snelheid zijn digitale fosforoscillloscopen de standaard digitale opslag-oscilloscopen. Digitale fosforoscilloscopen gebruiken een parallelle verwerkings-ADC-oplossing die veel hogere bemonsteringssnelheden oplevert dan traditionele digitale opslagoscilloscopen. Deze bemonsteringsfrequentie maakt een signaalvisualiseringsprestatieniveau mogelijk dat er realistisch uitziet.
Digitale fosforoscillloscopen krijgen hun naam vanwege hun gelijkenis met analoge oscilloscopen bij het weergeven van de intensiteit van een signaal. Bij analoge oscilloscopen komt dit doordat de fosfors op een CRT-monitor gedurende een bepaalde periode gloeien voordat ze donker worden, waardoor hogesnelheidssignalen een intensere gloed kunnen opbouwen in de gebieden waar ze het meest voorkomen en om transiënten op te laten vallen als goed. Digitale fosforoscillloscopen dupliceren het effect van fosfor door een database met de waarden van de zich herhalende golfvormen op te slaan en de intensiteit op het scherm te vergroten waar de golfvormen elkaar overlappen. Net als bij een analoge oscilloscoop kan een digitale fosforscope transiënten onthullen door het intensiteitsniveau weer te geven, maar het kan nog steeds transiënten missen die buiten het gegevensverzamelingsvenster en de updatefrequentie plaatsvinden.
Digitale fosforoscillloscopen combineren de kenmerken van digitale opslag-oscilloscopen en analoge oscilloscooptechnologie, waardoor ze ideaal zijn voor algemene doeleinden, digitale timing, geavanceerde analyse, communicatie testen en probleemoplossing.
Mixed Domain Oscilloscopen
Door een RF-spectrumanalysator, logica-analysator en digitale oscilloscoop te combineren, krijgt u een oscilloscoop met gemengd domein. Bij het ontwerpen van of werken met systemen met digitale signalen, digitale logica en radiofrequentiecommunicatie, worden gemengde domeinoscilloscopen een essentieel hulpmiddel. Het essentiële voordeel van een mixed-domain-oscilloscoop is het zien van signalen uit elk domein, analoog, RF en logica, waarbij de tijd aan elkaar gecorreleerd is. Hiermee kunnen probleemoplossing, foutopsporing en ontwerptesten worden uitgevoerd, zodat elk signaal in de tijd kan worden gecorreleerd.
Mixed Signal Oscilloscopen
Vaak zijn de capaciteiten van een digitale oscilloscoop en logica-analyzer samen nodig, daarom is de mixed signal oscilloscope ontwikkeld. De gemengde signaaloscilloscoop combineert een digitale opslagoscilloscoop (of een digitale fosforoscillloscoop) met een meerkanaals logica-analysator. De digitale triggeringcapaciteit van de gemengde signaaloscilloscoop ondersteunt de analyse van analoge gebeurtenissen die digitale logica-overgangen kunnen activeren. Gewoonlijk hebben gemengde signaaloscilloscopen slechts twee of vier analoge ingangskanalen en ongeveer 16 digitale ingangskanalen.
Digitale bemonsteringsoscillloscopen
Digitale sampling-oscilloscopen hebben een iets andere invoermethode dan andere oscilloscopen en wisselen een veel hogere bandbreedte af voor een lager dynamisch bereik. De ingang wordt niet verzwakt of versterkt zodat de oscilloscoop het volledige bereik van het ingangssignaal moet kunnen verwerken, wat over het algemeen beperkt is tot ongeveer 1-volt piek-tot-piek. Digitale bemonsteringsoscillloscopen werken alleen op repetitieve signalen en helpen niet bij het opvangen van transiënten die hun normale bemonsteringssnelheid overschrijden. Aan de andere kant kunnen digitale bemonsteringsoscillloscopen signalen opvangen die een orde van grootte sneller hebben dan andere typen oscilloscopen, met een bandbreedte van meer dan 80 GHz.
Handheld Oscilloscopen
Kleine draagbare oscilloscopen zijn beschikbaar voor veld- en testtoepassingen waarbij volumineuzere oscilloscopen onpraktisch zijn of vermogen moeilijk te vinden is. Ze zijn doorgaans beperkt tot twee ingangen en hebben een beperkte bandbreedte en samplefrequentie.
Op computer gebaseerde oscilloscopen
Een van de opkomende typen oscilloscopen is de computergebaseerde oscilloscoop, meestal een extern apparaat dat via USB op een computer is aangesloten. Deze typen oscilloscopen hebben snelle vooruitgang geboekt in de mogelijkheden, waardoor hun sampling-snelheid, bandbreedte en algemene mogelijkheden zijn verbeterd. Sommige systemen benaderen de mogelijkheden van low-end digitale opslag-oscilloscopen voor slechts een paar honderd dollar en zijn geweldige opties voor hobbyisten die op zoek zijn naar een oscilloscoop.
