Oscilloskoper

Værd at vide om oscilloskoper

Hvad er et oscilloskop?

Oscilloskoper er elektroniske målere, der gør flere elektriske spændinger synlige på én skærm samtidigt. Målingerne fokuserer for det meste på tidsforløbet og tidsændringerne i spændingskurverne. Med henblik herpå vises spændingstidsserien, også kaldet forløbslograf, i et todimensionelt koordinatsystem med horisontal X-akse (tidsakse) og vertikal Y-akse (spændingsakse). Billedet, der er vist på en lille skærm, er oscillograf.  Mens de tidligere almindelige analoge oscilloskoper fra katodestrålerør klarer sig på samme måde som fjernsynsbilledrør, anvender deres digitale efterfølgere i dag LC-skærme.

Afhængigt af, hvor oscilloskopet finder anvendelse, anbefales hånd- eller bordoscilloskop samt oscilloskopforsatser. Selvom teknikken i oscilloskoperne altid er mere kompakt, og apparaterne derved bliver stadig mindre, så kommer almindelige bordoscilloskoper ikke i en særlig størrelse. Dette skyldes omfanget af display og tastatur, som gør det muligt for brugeren at få en mere præcis visning af forløbsgrafer og dermed også en bedre fejlfinding. 

Hvilke oscilloskoptyper findes der?

Der skelnes først og fremmest mellem analoge og digitale oscilloskoper. Begge visualiserer både spændingssignalet og frekvensen, faseforskydninger, gennemgangslinjer eller impulsdiagrammer.

Som hukommelsesoscilloskoper kan de også stille data til rådighed efter måling, gemme dem på et lagermedie eller overføre dem til en PC. Ulempen er den mere komplicerede betjening end ved analoge apparater og risikoen for en forvrænget fremstilling på grund af Alias-effekten. I den forbindelse tolkes højere frekvenser fejlagtigt som lavere. DSOS arbejder dog energieffektivt med LCD-teknologi og hurtige processorer. Desuden viser de væsentligt mere præcise måledata. Moderne, digitale oscilloskoper giver derudover omfattende funktioner til signalanalyse. Derved kan du let forstørre eller scrolle din visning.

Hvad skal du være opmærksom på, når du køber et oscilloskops?

Før du køber et oscilloskop, bør du spørge dig selv, hvad du vil måle, og om du ikke stationær har brug for det på arbejdspladsen eller på farten. Der skal især tages hensyn til afsøgningshastighed, antal tilgængelige kanaler, båndbredde, målenøjagtighed og hukommelsesdybde. Nedenfor kommer vi nærmere ind på disse og andre faktorer.

Analog eller digital?

Digitale oscilloskoper egner sig særdeles til højfrekvente signaler. Med dem kan omfattende frekvenser, funktioner og signaler optages, gemmes og analyseres effektivt. Derudover har de flere funktioner og muliggør parallel visning af flere signaler. Analoge oscilloskoper gemmer derimod billedet på røret i stedet for signalet.

Båndbredden

Båndbredden bestemmer den maksimale frekvens for alle komponenter i et analogt eller digitalt signal, som maksimalt kan indsamles af apparatet. Den vælges i overensstemmelse med det ønskede program. Til måling af analoge signaler skal båndbredden være mindst tre gange større end den maksimale frekvens for det udsendte signal, mindst fem gange større for digitale signaler. Hvis den højeste taktfrekvens er 100 MHz, bør oscilloskopet kunne måle mindst 500 MHz. Især højfrekvente signaler kræver en høj båndbredde for at kunne måle på pålidelig vis og forhindre forvrængede signaler.

Indgangskanaler

Oscilloskoper har op til fire kanaler til indgangssignalet, som kan vise og sammenligne op til fire målinger samtidigt. Kanalernes fleksibilitet og nøjagtighed er afgørende. Du kan vælge mellem analoge og digitale indgange. Specielt isolerede indgange hjælper også med at undgå kortslutninger ved målinger af strømforsyninger.

Samplingsfrekvens

Aftastningshastigheden bestemmer målingens opløsning og nøjagtighed. Du fastlægger, hvor mange detaljer oscilloskopet optager og gemmer oscilloskoperne på de enkelte samplepunkter. Jo højere oscilloskopets aftastningsfrekvens, desto flere punkter har akslen og desto mere nøjagtigt og finere falder grafen ud. Vi anbefaler, at afsøgningshastigheden er mindst fem gange højere end indgangsfrekvensen. På den måde ville en båndbredde på én GHz kræve en afsøgningshastighed på fem gigazples.

Den hukommelsesdybde

Oscilloskopets hukommelsesdybde definerer hukommelsesvolumen til registrering af signaler. Den angiver antallet af punkter, der kan gemmes, når der er en fuldstændig signaloptagelse. Jo højere den hukommelsesdybde er, desto større kan omfanget og varigheden af signaloptagelsen være. Derved hænger hukommelsesdybde direkte sammen med samplingsfrekvensen. For at sikre en høj afsøgningshastighed ved målinger i lange perioder, er en så dyb hukommelse som muligt nødvendig. Den nødvendige hukommelsesdybde bestemmes ved at multiplicere den tid, der skal indsamles, med afsøgningshastigheden.

Kurvavigation og zoom

Ved hjælp af kurdenavigation kan billedudsnittet skaleres horisontalt og vertikalt. Med den kan man bevæge sig langs med den gemte grafer og udsøge det ønskede udsnit. For en præcis analyse er zoom et uundværligt - netop ved store dybder og omfattende kurveformer.

Automatiske målefunktioner.

Automatiske målefunktioner anvendes til komfortabel grafphenanalyse. Alt efter ønske står tilsvarende funktioner som amplitudemålinger, tidsmålinger, stigetid eller periodevarighed til rådighed.

Prøvesonder

Sonden udtager de ønskede værdier fra måleobjektet og leder dem videre som signal. På denne måde kan spændingen til oscilloskopet ses- og udmåles. Du kan vælge mellem aktive og passive prøvesonder. Passive prøvesonder er ikke kun billige og robuste, men har også den passende impedans og en lav indflydelse på måleresultatet. Dette gælder dog kun for lavfrekvensområdet. Hvis målepunktet ikke er tilstrækkeligt lavohmsk, og en kapacitet på 10 til 20 pF ikke er tilladt, skal der bruges en aktiv sonde.

Trigger

For at opnå et stillbillede ved periodiske signaler skal optagelsen være standset før hvert gennemløb, indtil det målte signal når en defineret tilstand. Denne tilstand kaldes »trigger«. Ved de fleste oscilloskoper er triggermodus automatiseret. Apparatet registrerer selv den tilbagevendende, definerede tilstand for signalet og kan styre stråletilstanden tilsvarende. Med triggere kan signaleregistreringen desuden startes på et foruddefineret tidspunkt.
Ud over hardware og software-trigger findes der også specialformer som f.eks. "Visual Trigger". Derved kan der lægges selvdefinerede låse- og gennemgangsområder via grafer. Triggersignalet springer kun til, hvis signalet interagerer med de definerede områder.

Førsteklasses enheder giver desuden praktiske funktioner som triggerforsinkelser eller en anden tidsbasis og indstillingsmuligheder til komplekse triggermønstre. Også korte dødtider mellem triggerpulserne er nyttige for at kunne bruge en tilstand til flere lampefatninger og dermed ikke gå glip af en hændelse.  

Tilslutning

Kravene med hensyn til tilslutningsmuligheder afhænger af oscilloskopets anvendelsesområde. Jo højere kvalitet enheden er, desto flere tilslutninger til analyse, dataoverførsel og lagring har den. Der er bl.a. følgende muligheder:

• Dataoverførsel til MS-Excel eller Word til analyse
• Printertilslutning
• GPIB
• Grafikkorttilslutning til forbindelse med en ekstern skærm
• LabVIEW til detaljerede analyser
• Programmeringsgrænseflade
• Stik til hukommelseskort
• USB-port

Oftest stillede spørgsmål om oscilloskop

Hvad betyder ISO-kalibreret?

Allerede i 1987 blev kvalitetssikringssystemerne certificeret af industrivirksomheder og nu også af servicevirksomheder, banker, forsikringsselskaber, detailhandlere og hospitaler. Der findes også andre sektorspecifikke love, standarder og direktiver inden for farmaci (CFR, GMP), levnedsmiddelområdet (HACCP) og bilindustrien (VDA, QS9000, ISO TS 16949). For alle direktiver og standarder er indførelse og vedligeholdelse af testmiddelsManagement inklusive kalibrering et uundværligt element.

Konklusion: Så køber du det passende oscilloskop

Før købet af et oscilloskops skal du vide, til hvilket formål enheden skal anvendes. Vælg tilsvarende mellem en analog og digital enhed og bestem derefter de nødvendige funktioner. Ifølge disse kan du også til dels filtrere vores produkter:

• Båndbredde (mindst tre gange så stor som den maksimale frekvens)
• Antal og kvalitet af indgangskanaler (for eksempel til den grafiske menuføring)
• Optagehastighed
• Hukommelsesdybde (vigtig for omfanget og varigheden af signaloptagelsen)
• Kurvavigation
• Zoom
• Trigger
• Tilslutning
• Display