Spis treści:
Co to jest oscyloskop?
Jako oscyloskop rozumiane jest urządzenie, którego podstawowym zadaniem jest mierzenie oraz badanie tak zwanych przebiegów szybkozmiennych prądu elektrycznego. Pod tym pojęciem kryją się wszelkiego rodzaju zmiany w napięciu lub natężeniu w czasie. Oscyloskop pokaże również wszystkie momenty narastania i opadania napięcia, a także umożliwi automatyczne uśrednienie otrzymanego wyniku.
Dodatkowo profesjonalny oscyloskop jest również w stanie stosować różne funkcje matematyczne, w efekcie czego urządzenie może automatycznie pokazywać moc w czasie oraz ładunek przepływający w czasie przez dany przewodnik.
Wszystkie zbierane przez oscyloskop dane są następnie prezentowane w formie graficznej na wyświetlaczu urządzenia, a zestaw wbudowanych manipulatorów umożliwia zmianę zakresu badanych wartości. Dzięki temu dobrej klasy oscyloskop nadaje się zarówno do analizowania prądów płynących przez drobne elementy elektroniczne, jak również przez pełnowymiarowe urządzenia zasilane standardowym napięciem sieciowym.
Osoba wykorzystująca oscyloskop widzi dokładną linię przebiegu prądu, bez względu na jego kształt. Profesjonalne urządzenia mogą interpretować zarówno prąd stały, sinusoidalny, prostokątny, trójkątny, piłokształtny lub dowolny inny kształt napięcia.
Oscyloskop jest także świetnym narzędziem do odczytywania sygnałów PWM, co pozwala stosować go do badania, a następnie dekodowania wartości prądu w badanym elemencie. Funkcjonalność ta znajduje swoje zastosowanie między innymi przy wielu projektach DIY opartych o mikrokomputery z rodziny Arduino. O zastosowaniach oscyloskopu w praktyce pisaliśmy również w tym atrykule.
Do czego można wykorzystywać oscyloskop?
W pewnym sensie można powiedzieć, że oscyloskop odkrywa wszelkie sekrety, jakie skrywa w sobie dana elektronika. Pokazuje, w jaki sposób działają poszczególne komponenty danego urządzenia oraz jak są one zasilane energią elektryczną.
Dlatego też jednym z najpowszechniejszych zastosowań, do jakich wykorzystywany jest oscyloskop to analiza amplitudy napięcia – w szczególności wartości od szczytu do szczytu oraz RMS (Root Mean Square – średniej kwadratowej).
Oscyloskop pozwala także na badanie parametrów czasowych takich jak częstotliwość oraz faza pomiędzy dwoma poszczególnymi sygnałami elektrycznymi.
W jakich branżach stosowany jest oscyloskop?
Oscyloskop stosowany jest głównie w wyspecjalizowanych laboratoriach, zakładach projektowych oraz punktach serwisujących elektronikę. Korzystające z niego osoby mogą dzięki temu diagnozować problemy trapiące dany sprzęt lub sprawdzać zgodność jego parametrów z danymi podawanymi przez producenta.
Oscyloskop znajduje również zastosowanie wśród hobbystów, którzy przy jego pomocy mogą debugować swoje projekty oparte o płytki rozwojowe z rodziny Arduino lub przeprowadzać proste prace serwisowe domowych sprzętów.
Budowa i działanie oscyloskopu
Oscyloskop to dość skomplikowane urządzenie, które składa się z wielu odpowiednio dobranych podzespołów. W zależności od producenta mogą wystąpić pewne rozbieżności, natomiast zdecydowana większość cyfrowych oscyloskopów jest zbudowana w podobny sposób i działa podobnie.
Podstawowym komponentem jest kondycjoner, który odpowiada za wstępną obróbkę uzyskanych danych analogowych. Następnie przy pomocy przetwornika cyfrowego ADC oscyloskop konwertuje dane na sygnał cyfrowy, który trafia do bloku pamięci.
W międzyczasie oscyloskop zapisuje również dane dotyczące czasu, co umożliwia przeliczanie matematycznych funkcji oraz pokazywanie przebiegu płynącego prądu. Tak przetworzone dane są następnie wyświetlane na ekranie samego urządzenia.
Nieco prostszy w budowie jest oscyloskop analogowy, który nie posiada wbudowanej pamięci wewnętrznej i dlatego też odczytywane przez niego wartości są na bieżąco wyświetlane przy pomocy specjalnej lampy oscyloskopowej, wykorzystującej do swojego działania katodę.
