Osciloskopas yra elektroninis įrankis, naudojamas grafiškai pavaizduoti garso bangas ir aplinkos dažnius. Šis įrankis yra naudingas daugelyje skirtingų programų. Kai kurios iš labiausiai paplitusių yra muzika, ypač radijo dažniai ir skaitmeninės muzikos remasteravimas, tačiau tai taip pat gali būti naudinga tam tikrose grandinėse ir inžinerijos scenarijuose bei atliekant tokius veiksmus, kaip matuojant seisminį aktyvumą ir tam tikrus kitus garsus gamtoje. Dauguma prietaisų yra sukalibruoti taip, kad ne tik atvaizduotų garso bangas, vykstančias akimirksniu, bet ir sektų jas laikui bėgant, atkreipiant dėmesį į pokyčius ir reikšmingus poslinkius. Paprastai juos gana lengva valdyti ir manipuliuoti, o vartotojai gali juos kalibruoti, kad pasiektų daugybę skirtingų tikslų. Be to, galima rinktis iš daugybės skirtingų modelių, dažnai su įvairiomis specifikacijomis. Kai kurie iš jų yra pagrindiniai ir lengvai naudojami, o kiti yra daug sudėtingesni ir dažnai reikalauja pagalbinės programinės įrangos ir kitos įrangos. Žmonės, norintys įsigyti vieną iš šių įrankių, prieš investuodami, paprastai yra išmintingi išnagrinėti turimas galimybes ir atidžiai apsvarstyti savo poreikius.
Fizinės charakteristikos
Įprastas osciloskopas yra stačiakampė dėžutė su mažu ekranu, daugybe įvesties jungčių ir valdymo rankenėlių bei mygtukais priekiniame skydelyje. Tinklelis, vadinamas tinkleliu, esantis ekrano priekyje, padeda matuoti. Kiekvienas tinklelio kvadratas yra žinomas kaip padalijimas. Matuojamas signalas tiekiamas į vieną iš įvesties jungčių, kuri dažniausiai yra bendraašė jungtis, naudojanti elektros laidą ar kitą laidą. Jei signalo šaltinis turi savo bendraašią jungtį, gali pakakti paprasto bendraašio kabelio; kitu atveju gali prireikti specializuoto laido, vadinamo „apimties zondu“, nors tokiais atvejais zondas paprastai pateikiamas kartu su įrenginiu.
Pagrindinis funkcionalumas
Paprasčiausiu ir paprasčiausiu režimu įrenginys nubrėžia horizontalią liniją, vadinamą pėdsakais per ekrano vidurį iš kairės į dešinę, susijusią su girdimais ir sugeriamais garsais. Vienas iš valdiklių, laiko bazės valdiklis, nustato greitį, kuriuo nubrėžiama linija. Paprastai jis kalibruojamas sekundėmis per padalijimą. Jei įėjimo įtampa nukrypsta nuo nulio, pėdsakas nukreipiamas aukštyn arba žemyn. Kitas valdiklis, vertikalus valdiklis, nustato vertikalios deformacijos skalę ir yra kalibruojamas voltais per padalijimą. Gautas pėdsakas yra įtampos ir laiko grafikas, kai naujausia praeitis yra kairėje, o mažesnė praeitis – dešinėje.
Kai įvesties signalas yra vadinamas „periodiniu“, paprastai galima gauti paprastą sekimą, nustatant laiko bazę, kad ji atitiktų įvesties signalo dažnį. Pavyzdžiui, jei įvesties signalas yra 50 Hz sinusinė banga, tai jo periodas yra 20 ms, todėl laiko bazę reikia sureguliuoti taip, kad laikas tarp nuoseklių horizontalių braukimų būtų 20 ms. Šis režimas vadinamas nuolatiniu šlavimu. Trūkumas yra tas, kad įrankio pagrindinė laiko bazė paprastai nėra visiškai tiksli, o įvesties signalo dažnis paprastai nėra visiškai stabilus; dėl to pėdsakas gali nuslinkti per ekraną, o tai gali apsunkinti matavimus.
Supratimas suaktyvinimas
Šie įrenginiai paprastai turi funkciją, vadinamą „trigeriu“, kuri padeda užtikrinti stabilesnį pėdsaką. Iš esmės paleidiklis pristabdo aprėptį pasiekus dešinę ekrano pusę, kur jis laukia nurodyto įvykio, prieš grįždamas į kairę ekrano pusę ir nubrėždamas kitą pėdsaką. Poveikis yra pakartotinis laiko bazės sinchronizavimas su įvesties signalu, kuris apsaugo nuo horizontalaus poslinkio. Trigerio grandinės leidžia rodyti neperiodinius signalus, tokius kaip pavieniai impulsai, taip pat periodinius signalus, tokius kaip sinusinės ir kvadratinės bangos.
Įjungimo tipai apima:
išorinis trigeris, impulsas iš išorinio šaltinio, prijungto prie specialios taikiklio įvesties;
briaunos trigeris – briaunų detektorius, generuojantis impulsą, kai įvesties signalas kerta tam tikrą ribinę įtampą nurodyta kryptimi;
vaizdo trigeris, grandinė, kuri išgauna sinchronizavimo impulsus iš vaizdo formatų, tokių kaip PAL ir NTSC, ir suaktyvina laiko bazę kiekvienoje eilutėje, nurodytoje eilutėje, kiekviename lauke ar kiekviename kadre; ir
atidėtas trigeris, kuris laukia tam tikrą laiką po krašto paleidimo prieš pradėdamas šlavimą.
Išoriniai signalai ir įvesties kanalai
Daugelis įrenginių taip pat leidžia vartotojams apeiti laiko bazę ir tiekti išorinį signalą į horizontalųjį stiprintuvą. Tai vadinama XY režimu ir yra naudinga norint peržiūrėti fazių ryšį tarp dviejų signalų, kaip tai galima padaryti radijo ir televizijos inžinerijoje. Kai du signalai yra skirtingo dažnio ir fazės sinusoidai, gautas pėdsakas vadinamas Lissajous kreive.
Kai kuriuose osciloskopuose yra žymekliai – linijos, kurias galima judinti aplink ekraną, norint išmatuoti laiko intervalą tarp dviejų taškų arba dviejų įtampų skirtumą. Dauguma įrenginių taip pat turi du ar daugiau įvesties kanalų, todėl vienu metu ekrane gali rodyti daugiau nei vieną įvesties signalą. Paprastai jie turi atskirą vertikalių valdiklių rinkinį kiekvienam kanalui, bet tik vieną paleidimo sistemą ir laiko bazę.
Specialios veislės
Dvigubos laiko bazės įrenginys turi dvi paleidimo sistemas, kad būtų galima matyti du signalus skirtingose laiko ašyse. Tai taip pat žinoma kaip „didinimo“ režimas. Vartotojas pirmiausia sulaiko norimą signalą naudodamas tinkamą paleidimo nustatymą. Tada jis arba ji įjungia padidinimo, mastelio keitimo arba dvigubos laiko bazės funkciją ir gali perkelti langą, kad peržiūrėtų sudėtingo signalo detales.
Kartais įvykis, kurį vartotojas nori matyti, gali įvykti tik retkarčiais. Norėdami užfiksuoti šiuos įvykius, kai kurie osciloskopai yra „saugyklos apimtys“, išsaugančios naujausią ekrano vaizdą. Kai kurie skaitmeniniai modeliai gali nušluoti net kartą per valandą greičiu, imituodami juostinio diagramos įrašymo įrenginį. Tai reiškia, kad signalas slenka ekrane iš dešinės į kairę.