Oscyloskop: Różnice pomiędzy wersjami
[wersja przejrzana] | [wersja przejrzana] |
m Wycofano edycje użytkownika 109.196.113.179 (dyskusja). Autor przywróconej wersji to Rrudzik. |
m poprawa linków do przek., WP:SK, drobne techniczne, int. |
||
Linia 1: | Linia 1: | ||
[[Plik:Oscilloscope.jpg |
[[Plik:Oscilloscope.jpg|thumb|300px|Przenośny oscyloskop analogowy firmy [[Tektronix]] model 475A]] |
||
[[Plik:Digitaloszilloskop IMGP1971 WP.jpg |
[[Plik:Digitaloszilloskop IMGP1971 WP.jpg|thumb|300px|Przenośny oscyloskop cyfrowy firmy [[Tektronix]] model TDS 210]] |
||
[[Plik:Waves on an oscillascope.png |
[[Plik:Waves on an oscillascope.png|thumb|300px|Typowe przebiegi wyświetlane przez oscyloskop dla [[sygnał]]ów [[Funkcje trygonometryczne#Wykresy|sinusoidalnych]]. Legenda: dwa przebiegi po lewej: ''mała/duża amplituda'', dwa przebiegi po prawej: ''mała/duża częstotliwość''.]] |
||
[[Plik:Lissajous figures on oscilloscope (90 degrees phase shift).gif|thumb|300px|Rejestracja zależności dwóch przebiegów sinusoidalnych |
[[Plik:Lissajous figures on oscilloscope (90 degrees phase shift).gif|thumb|300px|Rejestracja zależności dwóch przebiegów sinusoidalnych]] |
||
[[Plik:Oscilloscope.png|thumb|300px|Typowy schemat blokowy części elektronicznej oscyloskopu |
[[Plik:Oscilloscope.png|thumb|300px|Typowy schemat blokowy części elektronicznej oscyloskopu]] |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
== Historia == |
== Historia == |
||
Oscyloskop został wynaleziony w 1897 r. przez niemieckiego fizyka [[Karl Ferdinand Braun|Karla Ferdinanda Brauna]]. Skonstruował on lampę oscyloskopową o próżni 0, |
Oscyloskop został wynaleziony w 1897 r. przez niemieckiego fizyka [[Karl Ferdinand Braun|Karla Ferdinanda Brauna]]. Skonstruował on lampę oscyloskopową o próżni 0,001 [[Tor (jednostka)|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 == |
== Opis działania == |
||
Oscyloskop stosuje się do badania przebiegów szybkozmiennych, niemożliwych do bezpośredniej obserwacji przez człowieka. Jest podstawowym przyrządem pomiarowym w pracowni elektronika. |
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 [[lampa oscyloskopowa|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 |
Pierwotnie oscyloskopy budowane były w oparciu o [[lampa oscyloskopowa|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 ([[prąd zmienny|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 [[Pamięć komputerowa|układów pamięciowych]] i [[Przetwornik analogowo-cyfrowy|przetworników analogowo-cyfrowych]] w oscyloskopach cyfrowych, lampa oscyloskopowa stała się zbędna i została wyeliminowana przez mniejsze i bardziej uniwersalne [[Wyświetlacz ciekłokrystaliczny|wyświetlacze ciekłokrystaliczne]]. |
||
== Rodzaje == |
== Rodzaje == |
||
Linia 27: | Linia 26: | ||
Z uwagi na sposób pomiaru dzieli się oscyloskopy analogowe na<ref>Waldemar Kwiatkowski, ''Miernictwo elektryczne. Analogowa technika pomiarowa.'', Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1994. ISBN 83-85912-85-1, str. 284-292</ref>: |
Z uwagi na sposób pomiaru dzieli się oscyloskopy analogowe na<ref>Waldemar Kwiatkowski, ''Miernictwo elektryczne. Analogowa technika pomiarowa.'', Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1994. ISBN 83-85912-85-1, str. 284-292</ref>: |
||
* '''oscyloskop jednostrumieniowy''' — może pracować także w systemie dwukanałowym, sygnały badane z zakresu 0 Hz do |
* '''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 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 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. |
* '''oscyloskop z pamięcią''' — pozwalają na pomiary różnych sygnałów, także aperiodycznych. |
||
__NOTOC__ |
|||
{{przypisy}} |
|||
{{Przypisy}} |
|||
{{clear}} |
|||
== Zobacz też == |
== Zobacz też == |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
* elementy oscyloskopu: [[lampa oscyloskopowa]] |
* elementy oscyloskopu: [[lampa oscyloskopowa]] |
||
* przetwarzanie sygnału: [[Szybka transformacja Fouriera|FFT]], [[FFTW]], [[Funkcja skokowa Heaviside'a]] |
* przetwarzanie sygnału: [[Szybka transformacja Fouriera|FFT]], [[FFTW]], [[Funkcja skokowa Heaviside'a]] |
||
Linia 44: | Linia 41: | ||
== Linki zewnętrzne == |
== Linki zewnętrzne == |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
* [http://www.jeybi.republika.pl/el14_oscyloskop.html Oscyloskop] |
* [http://www.jeybi.republika.pl/el14_oscyloskop.html Oscyloskop] |
||
Linia 49: | Linia 48: | ||
[[Kategoria:Przyrządy pomiarowe]] |
[[Kategoria:Przyrządy pomiarowe]] |
||
{{ |
{{Link FA|pt}} |
Wersja z 11:37, 3 kwi 2014
Oscyloskop – przyrząd elektroniczny służący do obserwowania, obrazowania i badania przebiegów zależności pomiędzy dwiema wielkościami elektrycznymi, bądź innymi wielkościami fizycznymi reprezentowanymi w postaci elektrycznej.
Historia
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
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
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:
- analogowe z lampą oscyloskopową, na której obraz generowany jest w wyniku oddziaływania obserwowanych przebiegów na układ odchylania wiązki elektronowej;
- cyfrowe z monitorem wyświetlającym obraz wygenerowany przez układ mikroprocesorowy na podstawie analizy zdigitalizowanych sygnałów wejściowych.
Oscyloskopy mogą występować jako system wbudowany albo oprogramowanie.
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.
- ↑ Waldemar Kwiatkowski, Miernictwo elektryczne. Analogowa technika pomiarowa., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1994. ISBN 83-85912-85-1, str. 284-292
Zobacz też
- elementy oscyloskopu: lampa oscyloskopowa
- przetwarzanie sygnału: FFT, FFTW, Funkcja skokowa Heaviside'a
- krzywa Lissajous
- oscyloperturbograf