Osiloskop nedir? Nasıl çalışırlar ve çeşitli türleri nasıl kullanılır? Bu giriş kılavuzunda, mevcut olan daha popüler osiloskop modellerinden ve markalarından bazılarını keşfedeceğiz ve elektrik dalga biçimi modellerini okumak, izlemek ve yorumlamak için çeşitli uygulamalarda kullanıldıkları yollardan bazılarını inceleyeceğiz.
Bir osiloskop - bazen bir kapsam veya o-kapsam olarak anılır - çoğu elektronik tasarım mühendisinin ve akademik araştırmacının araç setlerinde bulunan önemli bir ekipman parçasıdır ve özellikle tüketici teknolojisi servis ve onarım endüstrisinde yaygın bir görüştür. Osiloskoplar, çoğu elektronik ekipmanın tasarımında, test edilmesinde veya bakımında temel cihazlar olarak kabul edilir. Bununla birlikte, esas olarak elektriksel test ve ölçüm cihazlarının önemli bir parçası olarak kabul edilmekle birlikte , osiloskoplar, elektrikle çalışan herhangi bir devre, sinyal ve sistemin genel olarak izlenmesi, teşhisi veya sorun giderme gerektiren alanlarda düzenli olarak çalışanlar için eşit derecede tanıdık cihazlar olacaktır. Bu, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok çeşitli roller ve ortamlar yelpazesini kapsar:
Çeşitli fiziksel formatlarda mevcut - el tipi , masaüstü veya PC tabanlı - osiloskoplar, elektronik sinyal dalga biçimleri hakkında ayrıntılı bilgilerin genel olarak yakalanması, işlenmesi, görüntülenmesi ve analizi için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Osiloskoplar, gelen bir elektrik sinyalinin davranışı hakkında ayrıntılı bilgi iletir. Bunu, genellikle bir ekranda zaman içinde dalgalanan hareketli bir grafik olarak gösterilen bir dalga biçimi modeli olarak sinyali görüntüleyerek yaparlar. Bunu yaparken, bir kapsam, tipik bir multimetre tipi cihazın temel işlevselliğini büyük ölçüde genişleterek kullanıcıların frekans, gürültü ve genlik gibi bir dizi önemli sinyal özelliğini daha iyi anlamasını sağlar.
Osiloskoplar, cihaz tipine ve kullanılan giriş ayarlarına bağlı olarak bir elektrik sinyalinin çeşitli özelliklerini ölçebilir ve temel parametreler genellikle zamana ve gerilime dayalı özelliklerdir. Görsel olarak grafik olarak görüntülenen elektronik dalga formunun tanıdık modeli genellikle x ekseni (yatay) ve y ekseni (dikey) arasında yer alır. Bunlar tipik olarak sırasıyla zamanı ve voltajı temsil eder. Başka bir deyişle, osiloskop sürekli olarak zamanın bir fonksiyonu olarak anlık sinyal voltajının bir grafiğini 'çizir'. Kullanıcılara, zaman içinde kayarken ve dalgalanırken ortaya çıkan dalga biçimi modelini yakınlaştırma ve uzaklaştırma yeteneği vererek, bir kapsam, sinyalin çok sayıda yönünün analizi ve yorumlanması için fırsat sağlar. Bu genellikle hem sinyalin kendisinin hem de onu üretmekten ve taşımaktan sorumlu ekipmanın çeşitli bileşenleri veya öğelerinin ayrıntılı tanısal değerlendirmesine izin verir. Bir mühendisin bir osiloskop satın alırken arayabileceği temel zamana dayalı sinyal özellikleri, bant genişliği, örnekleme hızı ve bellek kapasitesi gibi özellikleri içerebilir.
Her biri belirli senaryolarda veya uygulamalarda kendi güçlü yönlerine ve yeteneklerine sahip çok sayıda farklı osiloskop türü mevcuttur. Ek olarak, çok çeşitli osiloskop aksesuarları ve eklentileri satın alınabilir, bu da kullanıcıların birçok cihaz türünü bir dizi ekstra potansiyel işlev ve özellik ile geliştirmesine olanak tanır. Ancak, daha temel düzeyde, her şeyden önce bilinmesi gereken iki temel kapsam türü vardır - yani analog ve dijital.
Kısacası, bir analog osiloskop , sinyal dalga biçimlerini 'ham' orijinal formatlarında görüntüleyerek, kullanıcıların çeşitli hesaplamalara ve dönüştürmelere dayalı olarak sonraki yorumlama çalışmalarının çoğunu manuel olarak yapmalarını sağlar. Öte yandan, bir dijital osiloskop , tipik olarak gelen verileri otomatik olarak örnekleyecek ve tüm orijinal analog dalga biçimi bilgilerini çok sayıda yararlı sayısal veri kümesine kopyalayacaktır. Çoğu durumda, bu, kullanıcıya daha geniş bir tanılama bilgileri yelpazesine önemli ölçüde daha basit ve çok yönlü erişim sağlayarak manuel adımları ortadan kaldırır ve verimliliği artırır. Modern osiloskopların açık çoğunluğu dijitaldir. Analog modeller hala mevcut olsa da, dijital modeller genellikle yüksek düzeyde doğruluk, çok yönlülük ve genel kullanım kolaylığı nedeniyle tercih edilir.
Aşağıdakiler dahil çok sayıda farklı osiloskop türü mevcuttur:
Bazı ek ve daha yaygın osiloskop türleri aşağıda gösterilmektedir. Bench Osiloskop Bunlar genellikle daha büyük ve daha yetenekli bir üniteyi ifade eder ve genellikle profesyonel elektrik mühendisliği ayarlarında, laboratuvarlarda veya endüstriyel sinyal analiz ortamlarında kullanım için en uygun olanıdır. El Tipi/Mini Osiloskop Bunlar, genellikle USB veya benzer şekilde düşük çekişli bir kaynakla çalışan, taşınabilir cep boyutunda veya elde tutulan cihazlardır. Karışık Sinyal Osiloskopu (MSO) MSO Olarak da bilinen karışık sinyalli bir osiloskop, bir dizi çekirdek osiloskop işlevini temel mantık analizörününkilerle birleştirir. Dijital Depolama Osiloskopu (DSO) Bunlar, dalga formlarının daha uzun bir süre boyunca saklanmasını ve görüntülenmesini sağlayan yerleşik bir bellek kapasitesi içerir (artık sürekli olmadığında, yani aktif olarak oluşturulduğunda bile). Giderek yaygınlaşan dijital depolama kapsamı (DSO) gibi dijital modellerin, sinyal analizi yetenekleri açısından bazı değerli faydalar sağladığını lütfen unutmayın. Bunların en önemlileri arasında, DSO'ların sinyal geçişlerinin (yalnızca bir kez veya çok seyrek olarak meydana gelen davranışlar) yakalanmasına ve tanımlanmasına izin vermesidir. Dalga formu ile ilgili tüm bilgiler bellekte ikili veri olarak saklanır, bu nedenle analiz ve işleme (yazdırma, bilgisayarlara ve harici depolamaya aktarma, uzun süreli arşivleme vb.) çok daha basit hale getirilir.
Bir iletkenden geçen elektrik akımını algılamak ve ölçmek için, önce bir osiloskopun bir prob kullanarak sinyal kaynağına bağlanması gerekir. Prob, tek girişli bir cihazdır ve rolü, elektrik sinyalini kapsama yönlendirmek için bir devreye dokunmaktır. Osiloskop probları, test edilen devrede ortak bir toprak noktasına bağlanmak için birlikte verilen klips kullanılarak kullanımdan önce daima güvenli bir şekilde topraklanmalıdır. Sondanın elektriksel olarak 'görünmez' kalmasına yardımcı olacağından, topraklama kablolarının mümkün olduğunca kısa olması iyi bir uygulamadır. Bu, prob veya kablonun kendi doğal endüktansı, kapasitansı ve direnç özellikleri nedeniyle sinyal davranışı üzerinde azaltılmış bir etki anlamına gelir, ancak her zaman dikkate alınması gereken bazı temel etkiler olacaktır. Görünmezlik ve dolayısıyla test edilen devre üzerindeki minimum etki, o-kapsamlı akım problarını kullanırken akılda tutulması gereken temel hedeflerden biridir. Çeşitli parametrelere bağlı olarak herhangi bir kurulum veya senaryo için ideal tiplerle çeşitli osiloskop probları mevcuttur - en önemlisi, kullanılan skop modelinin özellikleri, bağlı olduğu cihaz veya sinyal taşıyıcı tipi ve Aranan sinyaller ve dalga biçimleri hakkında çeşitli bilgiler. Verilerin performansını ve güvenilirliğini artırmak için, ekipman ve uygulama için her zaman uygun bir prob ucu ve prob ucu adaptörü kullanmalısınız. Bir osiloskop akım probu seçerken, her zaman her şeyden önce probun giriş konektörünün skoptaki konektör tipiyle eşleştiğinden emin olmalısınız. Ek olarak, kapsamın ve söz konusu probun giriş direncini ve kapasitansını eşleştirmeniz gerekecektir. Bu, uygun sinyal aktarımının ve dolayısıyla toplanan verilerin doğruluğunun sağlanmasında kritik bir faktördür. Uygun kapasitansa sahip bir prob belirlendikten sonra, düzeltici kapasitör aracılığıyla kompanzasyon ağını ayarlayarak probun kapasitansına ince ayar yapabilirsiniz. Bu, bir sonda dengeleme olarak bilinir ve genellikle, yerleşik bir şönt kapasitöre bağlı olan, sondanın ucuna yakın bir girintili vida başının bükülmesiyle yapılır.
Pasif problar , test uygulamalarında temel ölçümleri almak için en yaygın kullanılan türler arasındadır. Oldukça kolay kullanım, nispeten ucuz ve makul derecede sağlam olma eğilimindedirler - çok çeşitli uygulamalarda ve ortamlarda kullanıma uygundurlar. Pasif zayıflama probları, dahili bir direnç kullanarak osiloskobun voltaj ölçüm aralığını çoğaltır, bu da aksi takdirde osiloskobun fonksiyonel sınırlarını aşabilecek sinyallerin ölçülmesine olanak tanır. Ayrıca, bu tip probda bulunan zayıflama devresi, daha yüksek frekanslı sinyallerin doğru ölçümünde anahtar olabilecek daha yüksek direnç ve daha düşük kapasitans ile sonuçlanır. Pasif probların en tipik konfigürasyonlarından bazıları şunları içerir:
Aktif problar , FET'ler veya amplifikatörler gibi aktif bileşenler içerir ve genellikle yüksek hızlı ölçümler (>500 MHz) almak veya yüksek empedanslı devrelerdeki sinyalleri okumak için kullanılır. Neredeyse her zaman dışarıdan güç alırlar, yani nispeten sınırlı bir voltaj aralığına sahip olma eğiliminde olmalarına rağmen, test devresinden güç çekmeden sinyalleri yükseltebilirler.