Print

Princip funkce osciloskopů

-- 09.06.09

Osciloskopy jsou asi nejužitečnějšími a nejpoužívanějšími univerzálními přístroji pro elektronické zkoušení. V rukou erudovaného zkušebního technika může osciloskop nahradit cokoli, od digitálního multimetru až po spektrální analyzér, a provádět měření, která žádný jiný přístroj nedokáže. Přečtěte si, jak fungují. Viz schéma. Osciloskopy jsou asi nejužitečnějšími a nejpoužívanějšími univerzálními přístroji pro elektronické zkoušení. V rukou erudovaného zkušebního technika může osciloskop nahradit cokoli, od digitálního multimetru až po spektrální analyzér, a přitom snadno provádět měření, která žádný jiný přístroj nedokáže. Přidejte k osciloskopu generátor signálu a můžete měřit v podstatě každý elektronický parametr jakéhokoli elektronického obvodu v rámci šířky kmitočtového pásma obvodu.

Přestože osciloskop nabízí tuto obrovskou flexibilitu měření, informace, které poskytuje, jsou kvalitní jen natolik, jak je kvalitní vstupní signál. Kvalita tohoto signálu závisí na tom, jak se signál dostává z testované jednotky (TJ) na vstup osciloskopu. I když je možné jednoduše zapojit jeden konec vodiče do vstupního konektoru osciloskopu a druhý konec připojit k testovacímu bodu TJ, tyto neformální postupy obvykle končí nezdarem. Profesionální zkušební technici používají testovací sondy a často jsou to právě pasivní osciloskopové sondy 10X, jež se užívají více než kterékoli ostatní, protože jsou široce uznávané jako nejlepší pro zachování integrity jejich měření, jejich testovacího zařízení a jejich fyzického zdraví. Abyste pochopili proč, je důležité vědět, jak tyto sondy fungují.

Osciloskopy jsou přístroje pro měření napětí. Jako takové mají vysoké vstupní impedance, aby se minimalizovalo zatížení měřeného obvodu. Obvyklé vstupní impedance osciloskopu jsou v řádu 1 megaohmu. To je adekvátní hodnota, která je navíc dostatečně vysoká pro minimalizaci zatížení většiny obvodů a dostatečně nízká pro zamezení vzniku nežádoucích efektů zesilovačového rušení. Osciloskopové sondy 10X využívají této „akorát tak vysoké“ vstupní impedance osciloskopu pro další snížení zatížení TJ a zároveň chrání osciloskop před přepětími. Nazýváme to „zrušení vazby“ (decoupling). Zrušení vazby u měřicích přístrojů znamená omezení vzájemných účinků TJ a přístroje. Sonda osciloskopu zavádí odporovou impedanci sériově ke vstupu osciloskopu. Tím se vytváří dělič napětí, kde signál TJ spadá na součet impedancí sondy a vstupu, přičemž vstup osciloskopu vidí pouze napětí na své impedanci.

Pro dosažení poměru 10X musí být přidaný odpor přesně devítinásobkem hodnoty impedance vstupu osciloskopu. Pro TJ to má ten význam, že se desetinásobně snižuje zátěžový proud, který měření odvádí z testovacího bodu. Měřicí zatížení je jedním z nejvýznamnějších faktorů, které přispívají ke vzniku chyby měření. Je to zvláště významné proto, že často neznáme náhradní impedanci testovacího bodu, takže výpočet zátěžového efektu je obtížný. Proto je snížení tohoto efektu o celý řád obecně velmi prospěšné. Účinek sondy 10X na osciloskop je dvojí: snížení síly signálu je nevýhodou, ale obecně to není až tolik nepříznivé, zatímco snížení maximálního napěťového zdvihu je velkým přínosem.

Snížení síly signálu není na závadu, protože osciloskopy obecně, a zejména digitální osciloskopy, disponují výkonnými napěťovými zesilovači s regulovatelným ziskem. Kromě těch nejmenších úrovní signálu je kompenzace snížené úrovně signálu jednoduše otázkou desetinásobného zvýšení zisku zesilovače. To obvykle představuje dva rozsahy stupnice. Některé osciloskopy dokonce po připojení sondy 10X automaticky zvyšují zisk svého zesilovače. Pouze když je požadovaný rozsah blízko spodní části dynamického rozsahu osciloskopu (když je zisk zesilovače blízko svého maxima), tento efekt se stává významným.

Snížení maximálního napěťového zdvihu je velkým přínosem, protože rozšiřuje maximální bezpečný provozní rozsah osciloskopu. Hodnoty maximálního bezpečného napětí většiny osciloskopů jsou v řádu několika stovek voltů. Provozní napětí TJ mohou snadno dosahovat několikanásobku těchto hodnot. Upřímně řečeno, je dost drahé zavádět izolaci pro tato vyšší napětí. Jednoduché použití pasivní sondy 10X je levnou pojistkou, která zvyšuje bezpečné vstupní napětí na několik tisíc voltů. Je to proto, že je mnohem lepší nedopatřením „usmažit“ sondu v ceně 50-100 dolarů než zničit osciloskop, který je sto- až tisíckrát dražší.

Ce

C. G. Masi je redaktor časopisu Control Engineering. Kontaktujte jej e-mailem na adrese charlie.masi@reedbusiness.com.

Autor: C. G. Masi, Control Engineering


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Technical Computing Camp 2019
2019-09-05 - 2019-09-06
Místo: Hotel Fontána, Brněnská přehrada
Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno
MSV TOUR 2019
2019-10-07 - 2019-10-10
Místo: MSV, Brno

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI