přednáška 13 - osciloskopy

DIGITÁLNÍ OSCILOSKOPY

Snaha rozšířit užitné vlastnosti osciloskopu vedla k vývoji takových přístrojů, které mají některé nebo všechny svoje funkční bloky číslicové – digitální. Tedy existují jakési „polodigitální“ osciloskopy, které obsahují číslicovou paměť pro uchování dat načtených vzorkováním sledovaného signálu, ale mají i analogové části, ba dokonce mohou pracovat v klasickém kompletně analogovém režimu. Na druhou stranu existují osciloskopy plně digitální, u nichž všechny funkční bloky pracují digitálně, které mohou signál nejenom zaznamenávat, ale i dále jej zpracovávat (analyzovat).

Vzorkovací osciloskop

Jedno z omezení klasických osciloskopů se týká frekvencí zkoumaných signálů, které je analogový osciloskop schopen zpracovávat. Metoda, která umožní osciloskopu pracovat se signály v oboru jednotek až desítek GHz, se nazývá vzorkování a osciloskopy, které ji využívají, se nazývají vzorkovací osciloskopy.

Vzorkování

s průchozí signálovou cestou

1. Vzorkovací osciloskop s postupným vzorkováním

2. Vzorkovací osciloskop s náhodným vzorkováním

3. Použití vzorkovacích osciloskopů

Vzorkovacé osciloskopy se používají především pro měření takových zařízení, která pracují s vysokými kmitočty až do mikrovlnné oblasti (jednotky – desítky GHz). Jejich vstupní obvody jsou velmi citlivé a proto je vyloučeno vystavit je jakémukoliv napěťovému přetížení. Proto existuje několik zásad pro práci s nimi:

– eliminujeme účinek statické elektřiny tím, že všechny přístroje měřicí trasy propojíme před měřením zemnicími vodiči;

– první měření vždy provádíme s útlumovým článkem na vstupu osciloskopu

– propojovací vedení (např. koaxiální kabely) před měřením zbavíme případného statického náboje zkratováním;

– měřená zařízení/obvody zapínáme a vypínáme před resp. po měření, ale nikdy s připojeným vzorkovacím osciloskopem. Tak se vyhneme možnosti naindukování napští na vstupy vzorkovacího osciloskopu.

Osciloskop s číslicovou pamětí

O klasickém analogovém osciloskopu je známo, že zpracovává a zobrazuje sledovaný signál nepřetržitě, v reálném čase a tím i bez použití jakéhokoliv záznamu (nepočítáme-li mezi záznam signálu jeho zpoždění na zpožďovací lince). Z toho nutně vyplývá, že signál musí být periodický. Postačilo by ale sledovaný signál zaznamenat do paměti (předpokládá se „obyčejná“ číslicová paměť ) a výsledkem by byla možnost zobrazit (a tím následně pozorovat) i neperiodické nebo dokonce jednorázové děje. Osciloskopy s číslicovou pamětí mohou signál zobrazovat mimo reálný čas. Data, která odpovídají hodnotám měřeného signálu je nutné opět získat jeho vzorkováním. Osciloskopy s číslicovou pamětí mohou vzorkovat signál mimo reálný čas, což jim v určitém vzorkovacím režimu umožuje pracovat se signálem, jehož frekvence přesahuje možnosti „obyčejného“ analogového osciloskopu, ale dokážou pracovat i s neperiodickými – jednorázovými signály. O osciloskopu s číslicovou pamětí ze rovněž mluví jako o číslicové paměti dynamických jevů.