Co je osciloskop?

Typickým osciloskopem je obdélníkový box s malou obrazovkou, četnými vstupními konektory a ovládacími knoflíky a tlačítky na předním panelu. Aby se usnadnilo měření, je na čelní straně obrazovky nakreslena mřížka nazývaná mřížka. Každý čtverec v gramatice je známý jako rozdělení. Měřený signál je veden do jednoho ze vstupních konektorů, což je obvykle koaxiální konektor, jako je typ BNC nebo N. Pokud má zdroj signálu svůj vlastní koaxiální konektor, použije se jednoduchý koaxiální kabel; v opačném případě se používá specializovaný kabel zvaný zaměřovací sonda dodávaný s osciloskopem.

V nejjednodušším režimu osciloskop opakovaně nakreslí vodorovnou čáru zvanou stopu přes střed obrazovky zleva doprava. Jeden z ovládacích prvků, ovládací prvek časové základny, nastavuje rychlost, kterou je čára nakreslena, a je kalibrován v sekundách na dělení. Pokud se vstupní napětí odchýlí od nuly, je stopa odkloněna nahoru nebo dolů. Další kontrola, vertikální kontrola, nastavuje měřítko vertikální výchylky a je kalibrována ve voltech na dělení. Výsledná stopa je grafem napětí v čase (přítomnost vynesená v měnící se poloze, poslední minulost doleva, méně poslední minulost doprava).

Pokud je vstupní signál periodický, lze téměř stabilní stopu získat pouhým nastavením časové základny tak, aby odpovídala frekvenci vstupního signálu. Například, pokud je vstupním signálem sinusová vlna 50 Hz, pak je jeho perioda 20 ms, takže časová základna by měla být upravena tak, aby doba mezi následnými horizontálními rozmítáními byla 20 ms. Tento režim se nazývá nepřetržité rozmítání. Časová základna osciloskopu bohužel není dokonale přesná a frekvence vstupního signálu není dokonale stabilní, takže stopa se bude pohybovat po obrazovce, což ztěžuje měření.

Pro zajištění stabilnější stopy má osciloskop funkci nazvanou trigger. To způsobí, že se obor po dosažení pravé strany obrazovky pozastaví a před návratem na levou stranu obrazovky a nakreslením další stopy počkejte na zadanou událost.

Účinkem je resynchronizace časové základny na vstupní signál, čímž se zabrání horizontálnímu posunutí stopy. Spouštěcí obvody umožňují zobrazení neperiodických signálů, jako jsou jednotlivé impulsy, a také periodických signálů, jako jsou sinusové a čtvercové vlny.

Typy spouště zahrnují:

• externí spoušť, puls z externího zdroje připojený k vyhrazenému vstupu v rozsahu.
• edge edge, detektor hran, který generuje impuls, když vstupní signál překročí stanovené prahové napětí v určeném směru.
• video trigger - obvod, který extrahuje synchronizační impulsy z video formátů, jako jsou PAL a NTSC, a spouští časovou základnu na každém řádku, na určeném řádku, na každém poli nebo na každém snímku. Tento obvod se obvykle nachází v zařízení pro sledování průběhu.
• zpožděné spoušť, které čeká určitý čas po spuštění hrany před zahájením rozmítání. Žádný spouštěcí obvod nepůsobí okamžitě, takže vždy existuje určité zpoždění, ale spouštěcí zpožďovací obvod prodlužuje toto zpoždění na známý a nastavitelný interval.

Většina osciloskopů také umožňuje obejít časovou základnu a přivést externí signál do horizontálního zesilovače. Tomu se říká režim XY a je užitečný pro sledování fázového vztahu mezi dvěma signály, které se běžně provádí v rozhlasovém a televizním inženýrství. Když jsou dva signály sinusoidy s různou frekvencí a fází, výsledná stopa se nazývá Lissajousova křivka.

Některé osciloskopy mají kurzory, což jsou čáry, které lze pohybovat po obrazovce a měřit časový interval mezi dvěma body nebo rozdíl mezi dvěma napětími.

Většina osciloskopů má dva nebo více vstupních kanálů, což jim umožňuje zobrazit více než jeden vstupní signál na obrazovce. Osciloskop má obvykle samostatnou sadu svislých ovládacích prvků pro každý kanál, ale pouze jeden spouštěcí systém a časovou základnu.

Osciloskop s duální časovou základnou má dva spouštěcí systémy, takže dva signály lze prohlížet na různých časových osách. Toto je také známé jako režim zvětšení. Uživatel zachytí požadovaný komplexní signál pomocí vhodného nastavení spouště. Poté povolí funkci „zvětšení“, „zvětšení“ nebo „duální časová základna“ a může přesunout okno a podívat se na podrobnosti komplexního signálu.

Někdy se událost, kterou chce uživatel vidět, může vyskytnout pouze příležitostně. K zachycení těchto událostí jsou některé osciloskopy „úložné obory“, které zachovávají poslední rozmítání na obrazovce.

Některé digitální osciloskopy mohou zametat tak rychle, jak jen jednou za hodinu, a napodobit tak záznamník s pásovým grafem. To znamená, že se signál posouvá po obrazovce zprava doleva. Většina ozdobných osciloskopů přechází z režimu rozmítání do režimu pásmového grafu kolem jednoho rozmítání za deset sekund. Důvodem je, že jinak vypadá rozsah nefunkční: shromažďuje data, ale tečku nelze vidět.