Osciloskop je elektronsko orodje, ki se uporablja za grafični prikaz zvočnih valov in okoljskih frekvenc. Tovrstno orodje je v pomoč pri številnih različnih aplikacijah. Nekateri najpogostejši vključujejo glasbo, zlasti radijske frekvence in digitalno remastering glasbe, lahko pa je tudi v pomoč pri določenih scenarijih vezij in inženiringa ter pri stvareh, kot je merjenje potresne aktivnosti in nekaterih drugih zvokov v naravi. Večina naprav je umerjenih tako, da ne prikazujejo samo zvočnih valov, ki se dogajajo v enem trenutku, ampak tudi, da jim sledijo skozi čas, pri čemer opazijo spremembe in pomembne premike. Običajno jih je dokaj enostavno nadzorovati in manipulirati, uporabniki pa jih lahko umerijo za doseganje številnih različnih ciljev. Poleg tega lahko izbirate med številnimi različnimi modeli, pogosto z različnimi specifikacijami. Nekateri so osnovni in enostavni za uporabo, drugi pa so veliko bolj zapleteni in pogosto zahtevajo podporo programske opreme in druge opreme. Ljudje, ki želijo kupiti eno od teh orodij, so običajno pametni, da raziščejo razpoložljive možnosti in natančno preučijo svoje potrebe, preden izvedejo naložbo.
Fizične značilnosti
Tipičen osciloskop je pravokotna škatla z majhnim zaslonom, številnimi vhodnimi priključki in krmilnimi gumbi ter gumbi na sprednji plošči. Mreža, imenovana mreža na sprednji strani zaslona, je v pomoč pri merjenju. Vsak kvadrat v mreži je znan kot deljenje. Signal, ki ga je treba izmeriti, se dovaja na enega od vhodnih konektorjev, ki je običajno koaksialni konektor, ki uporablja električni kabel ali druge kable. Če ima vir signala lasten koaksialni konektor, potem je morda vse, kar potrebujete, preprost koaksialni kabel; v nasprotnem primeru bo morda potreben specializiran kabel, imenovan “sonda za daljnogled”, čeprav je v teh primerih sonda običajno priložena napravi.
Osnovne funkcionalnosti
V svojem najpreprostejšem in najbolj osnovnem načinu naprava nariše vodoravno črto, imenovano sled, čez sredino zaslona od leve proti desni, ki se nanaša na slišane in absorbirane zvoke. Ena od kontrol, nadzor časovne baze, nastavi hitrost risanja črte. Običajno je kalibriran v sekundah na delitev. Če vhodna napetost odstopa od nič, se sled odkloni navzgor ali navzdol. Drugi krmilnik, navpični krmilnik, nastavi lestvico navpičnega upogiba in je kalibriran v voltih na delitev. Nastala sled je graf napetosti glede na čas, pri čemer je najnovejša preteklost na levi, manj nedavna preteklost na desni.
Ko je vhodni signal tako imenovan “periodični”, je običajno mogoče dobiti preprosto sled z nastavitvijo časovne osnove tako, da se ujema s frekvenco vhodnega signala. Na primer, če je vhodni signal sinusni val 50 Hz, potem je njegovo obdobje 20 ms, zato je treba časovno osnovo prilagoditi tako, da je čas med zaporednimi vodoravnimi pomiki 20 ms. Ta način se imenuje neprekinjeno premikanje. Pomanjkljivost pri tem je, da primarna časovna baza orodja običajno ni popolnoma natančna in frekvenca vhodnega signala običajno ni popolnoma stabilna; posledično se lahko sled premika po zaslonu, kar lahko oteži meritve.
Razumevanje sprožitve
Te naprave imajo običajno funkcijo, imenovano “sprožilec”, ki pomaga zagotoviti stabilnejšo sled. V bistvu sprožilec povzroči, da se obseg ustavi, ko doseže desno stran zaslona, kjer počaka na določen dogodek, preden se vrne na levo stran zaslona in nariše naslednjo sled. Učinek je resinhronizacija časovne osnove z vhodnim signalom, ki preprečuje horizontalni premik. Sprožilna vezja omogočajo prikaz neperiodičnih signalov, kot so posamezni impulzi, kot tudi periodičnih signalov, kot so sinusni in kvadratni valovi.
Vrste sprožilca vključujejo:
zunanji sprožilec, impulz iz zunanjega vira, priključenega na namenski vhod na daljnogledu;
robni sprožilec, robni detektor, ki generira impulz, ko vhodni signal preseže določeno mejno napetost v določeni smeri;
video trigger, vezje, ki ekstrahira sinhronizacijske impulze iz video formatov, kot sta PAL in NTSC, in sproži časovno osnovo na vsaki vrstici, določeni vrstici, vsakem polju ali vsakem okvirju; in
zakasnjeni sprožilec, ki čaka določen čas po sprožilcu roba, preden začne s pometanjem.
Zunanji signali in vhodni kanali
Večina naprav uporabnikom omogoča tudi, da zaobidejo časovno osnovo in dajo zunanji signal v horizontalni ojačevalnik. To se imenuje način XY in je uporaben za ogled faznega razmerja med dvema signaloma, kot je to mogoče storiti v radijskem in televizijskem inženirstvu. Kadar sta oba signala sinusoidi različnih frekvenc in faz, se nastala sled imenuje Lissajousova krivulja.
Nekateri osciloskopi imajo kazalce, ki so črte, ki jih je mogoče premikati po zaslonu za merjenje časovnega intervala med dvema točkama ali razliko med dvema napetostma. Večina naprav ima tudi dva ali več vhodnih kanalov, kar jim omogoča prikaz več kot enega vhodnega signala na zaslonu v določenem trenutku. Običajno imajo ločen nabor vertikalnih kontrol za vsak kanal, vendar le en sprožilni sistem in časovno bazo.
Posebne sorte
Naprava z dvojno časovno bazo ima dva sprožilna sistema, tako da si lahko dva signala ogledate na različnih časovnih oseh. To je znano tudi kot način »povečavanja«. Uporabnik najprej ujame želeni signal z uporabo ustrezne nastavitve sprožilca. Nato omogoči funkcijo povečave, povečave ali dvojne časovne baze in lahko premakne okno, da si ogleda podrobnosti kompleksnega signala.
Včasih se dogodek, ki ga uporabnik želi videti, zgodi le občasno. Da bi ujeli te dogodke, so nekateri osciloskopi »shranjevalni obsegi«, ki ohranjajo najnovejši pregled na zaslonu. Nekateri digitalni modeli lahko pometajo s tako počasnimi hitrostmi kot enkrat na uro in posnemajo snemalnik trakov. To pomeni, da se signal pomika po zaslonu od desne proti levi.