Oscyloskop

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Przenośny oscyloskop analogowy firmy Tektronix model 475A
Przenośny oscyloskop cyfrowy firmy Tektronix model TDS 210
Typowe przebiegi wyświetlane przez oscyloskop dla sygnałów sinusoidalnych. Legenda: dwa przebiegi po lewej: mała/duża amplituda, dwa przebiegi po prawej: mała/duża częstotliwość.
Rejestracja zależności dwóch przebiegów sinusoidalnych
Typowy schemat blokowy części elektronicznej oscyloskopu

Oscyloskop – przyrząd elektroniczny służący do obserwowania, obrazowania i badania przebiegów zależności pomiędzy dwiema wielkościami elektrycznymi, bądź innymi wielkościami fizycznymi reprezentowanymi w postaci elektrycznej.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Oscyloskop został wynaleziony w 1897 r. przez niemieckiego fizyka Karla Ferdinanda Brauna. Skonstruował on lampę oscyloskopową o próżni 0,001 Tr, strumień elektronów był emitowany przez zimną katodę bombardowaną dodatnimi jonami, następnie przyspieszane przez anodę napięciem 30-100 kV. Strumień ten przechodził przez przysłonę dla uzyskania wąskiej wiązki, natomiast strumień elektronów odchylany był zewnętrznymi cewkami. W 1904 r. A. Wehnelt udoskonalił lampę poprzez dodanie elektrody modulującej jaskrawość, gorącej katody i płytek odchylających. Obecną lampę oscyloskopową zasilaną „niskimi” napięciami ulepszył w 1921 r. J.B. Johnson.

Opis działania[edytuj | edytuj kod]

Oscyloskop stosuje się do badania przebiegów szybkozmiennych, niemożliwych do bezpośredniej obserwacji przez człowieka. Jest podstawowym przyrządem pomiarowym w pracowni elektronika.

Pierwotnie oscyloskopy budowane były w oparciu o lampę oscyloskopową (oscyloskop analogowy). Obecnie dzięki rozwojowi elektroniki cyfrowej buduje się oscyloskopy cyfrowe. W oscyloskopie analogowym przebieg po wzmocnieniu steruje w płaszczyźnie pionowej plamką świetlną na ekranie oscyloskopu a w poziomie plamka jest sterowana albo z regulowanego generatora podstawy czasu (dzięki temu uzyskujemy obraz zmian napięcia sygnału w czasie), albo z sygnału odniesienia (rejestracja zależności dwóch przebiegów – patrz krzywa Lissajous). Oscyloskop analogowy zazwyczaj nie posiadał możliwości zapamiętania przebiegu, więc w celu stałego wyświetlania go na ekranie oscyloskopu musiał być podawany cyklicznie, dlatego też w celu zobrazowania takich właśnie przebiegów najczęściej był używany (przebiegi prądu zmiennego). Wyjątek stanowią oscyloskopy analogowe z tak zwaną „lampą z długą poświatą” (zwaną inaczej „lampą pamiętającą” – ang. „storage CRT"). Specjalną konstrukcją wykorzystującą zjawisko wtórnej emisji elektronowej, dzięki której możliwe jest zachowanie przebiegu na ekranie. Tak „zapamiętany” przebieg mógł być następnie fotografowany. Zmieniło się to wraz z wprowadzeniem oscyloskopów cyfrowych, które potrafią „zapamiętać” przebieg sygnału i odtworzyć go na ekranie nawet po jego zaniku. Dzięki zastosowaniu układów pamięciowych i przetworników analogowo-cyfrowych w oscyloskopach cyfrowych, lampa oscyloskopowa stała się zbędna i została wyeliminowana przez mniejsze i bardziej uniwersalne wyświetlacze ciekłokrystaliczne.

Rodzaje[edytuj | edytuj kod]

Rozróżnia się trzy rodzaje oscyloskopów:

  • z odchylaniem ciągłym lub okresowym,
  • uniwersalne z odchylaniem ciągłym i wyzwalanym,
  • szybkie (bardzo dużej częstotliwości).

W zależności od technologii analizy sygnału wyróżnić można oscyloskopy:

Oscyloskopy mogą występować jako system wbudowany albo oprogramowanie funkcjonujące po podłączeniu odpowiedniego przetwornika do komputera.

Z uwagi na sposób pomiaru dzieli się oscyloskopy analogowe na[1]:

  • oscyloskop jednostrumieniowy — może pracować także w systemie dwukanałowym, sygnały badane z zakresu 0 Hz do około 3 GHz;
  • oscyloskop dwustrumieniowy — lampa oscyloskopowa o dwóch strumieniach elektronów, co pozwala na jednoczesne badanie dwóch sygnałów, posiadają jeden generator podstawy czasu;
  • oscyloskop stroboskopowy (próbkujący) — z badanego przebiegu pobiera próbki przesunięte w czasie, a obwiednia jest zapisem sygnału, stosowany do badania przebiegów powtarzalnych;
  • oscyloskop z pamięcią — pozwalają na pomiary różnych sygnałów, także aperiodycznych.


Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Waldemar Kwiatkowski, Miernictwo elektryczne. Analogowa technika pomiarowa, Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 1994, s. 284-292, ISBN 83-85912-85-1, OCLC 805027723.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]