Vad är ett oscilloskop och vad används det till?

Viktiga takeaways

• Ett oscilloskop låter dig se och analysera de signaler du arbetar med inom elektronik, vilket hjälper till med precision och beslutsfattande.
• Oscilloskop fångar och visar inkommande signaler, vilket möjliggör djupgående studier och analys.
• När du köper ett oscilloskop, överväg faktorer som bithastigheter, samplingshastigheter, kontakter och sondtyper för att säkerställa noggrann mätning och övervakning av signaler.

Om du arbetar med elektronik behöver du ett oscilloskop – även om du ännu inte inser det. Ett oscilloskop låter dig faktiskt se de signaler du arbetar med och att vara mer exakt med din elektronik, vilket i sin tur kan hjälpa till med precision och beslutsfattande.

Vad används oscilloskop till?

Oscilloskopets roll är att fånga och visa en inkommande signal. Ibland spelas signalen också in, så att du kan studera den på djupet senare.

Hur fungerar oscilloskop?

Ett oscilloskop kommer med minst två kontakter. Den ena går till marken, medan den andra används för att "sondera" en punkt på en krets. Skillnaden i spänning mellan de två punkterna är vad som fångas. Scopes kan vara analoga eller digitala, men båda fungerar på ungefär samma sätt.

Vilka funktioner behöver ett oscilloskop?

Att köpa ett oscilloskop innebär att du måste vada genom jargong, men vi har dig täckt.

Bithastigheter och samplingshastigheter

De flesta moderna scopen är digitala och kommer med inbyggda ADC: er (analog-till-digital-omvandlare). Kvaliteten på omvandlingen beror på två faktorer: samplingshastigheten för inkommande signal och antalet bitar som används för att beskriva varje sampel.

I oscilloskopens värld, samplingshastighet uttrycks i MSPS eller GSPS (Mega eller GigaSamples Per Second). Den är skild från bandbredd, vilket uttrycks i Hz. Bandbredden gäller för den analoga delen av maskinen – komponenter som tillsammans fungerar som ett lågpassfilter och lämnar kvar lägre frekvenser samtidigt som högre frekvenser utesluts. "Bandbredden" här är den frekvens vid vilken signalen dämpas med en given mängd. Detta är vanligtvis 3db, vilket motsvarar en halvering av signalstyrkan.

Lite djup spelar också roll. Med en bit per sampel kan vi spela in två tillstånd: på och av eller 0 och 1. Ju fler bitar vi har att spela med, desto fler värden kan vi använda för att approximera den inkommande signalen:

Ett 16-bitars oscilloskop kan representera 65 536 värden, medan ett 12-bitars oscilloskop bara kan representera 4 096. Men kom ihåg att för att denna digitala precision ska vara meningsfull måste signal-brusförhållandet vara ganska respektabelt. Vi har skrivit någon annanstans om binär och varför det är viktigt.

Kontakter

Oscilloskop, för det mesta, kommer med antingen BNC eller SMA-typ kontakter. Matcha ditt val med sonderna du köper. Om du mäter vissa typer av signaler, som ljud på linjenivå, kan du leta efter en adapter som tar TS-, TRS- eller RCA-ingångar.

En annan faktor är antalet tillgängliga kontakter. Oscilloskop som erbjuder många ingångar kan övervaka många signaler samtidigt. Om du är ansluta enheter via I2C eller SPI, då låter detta dig lägga över vågformerna och kontrollera om allt faller i synk.

Passiv eller aktiv sond?

Sonder kan vara passiva eller aktiva. Passiva sonder kommer med ett inbyggt motstånd och en justerbar kondensator, internt parallellkopplade. Aktiva är mer komplexa och fungerar via små inbyggda förstärkare. En aktiv sond kan vara att föredra för att arbeta med snabba signaler eftersom de är mindre benägna att påverka signalen som mäts.

Motstånd

Värdet på sondens interna motstånd bestämmer mängden impedans du får. De två huvudalternativen är en megaohm eller femtio ohm. Om du precis har börjat är en 1MΩ-anslutning vanligtvis bra. 50Ω-sonder är vanligtvis reserverade för lågspännings- och högfrekventa kretsar.

Ett oscilloskop är en mycket användbar enhet, oavsett om du arbetar i ett exklusivt laboratorium eller ditt trädgårdsskjul. Att försöka bygga och felsöka kretsar utan en är som att woka utan wok. Gör bara investeringen och se dig inte tillbaka!