Как выбрать цифровой осциллограф
При выборе цифрового осциллографа необходимо учитывать их особенности. В отличие от аналоговых осциллографов, данные приборы имеют ряд функций и преимуществ, наличие или отсутствие некоторых из которых, может либо сильно усложнить процесс измерения, либо добавить к стоимости внушительную сумму за функции, которыми вы пользоваться не будете. Ниже, будут приведены вопросы, ответив на которые, вы сможете выбрать тот осциллограф, который вам требуется.
1. Какая полоса пропускания Вам необходима?
Такие приборы, как осциллографы, которые измеряют переменные сигналы, обладают некоторой максимальной частотой, после кторой точность измерения начинает ухудшаться. Эта частота определяет полосу пропускания прибора и определяется, обычно, как частота, на которой амплитуда сигнала уменьшается на ЗдБ. Требуемая Вам полоса пропускания определяется в зависимости от того, какие сигналы вы собираетесь измерять и какая точностью этих результатов необходима.
Для измерений временных параметров справедливо следующее правило: чем больше соотношение длительности фронта сигнала и фронта осциллографа, тем меньше ошибка измерения.
| Соотношение Тг сигнала к Тг осциллографа | Вычисленная ошибка |
| 1:1 (50МГц сигнала и 50МГц осциллографа) | 41.4% |
| 1:3 (50МГц сигнала и 150МГц осциллографа) | 5.4% |
| 1:5 (50МГц сигнала и 250МГц осциллографа) | 2.0% |
| 1:10 (50МГц сигнала и 500МГц осциллографа) | 0.5% |
Таким образом, чем больше полоса пропускания осциллографа (тем короче фронт), тем более точными будут результаты измерений.
Некоторые полезные замечания:
· На точность конечных результатов измерений также оказывают влияние параметры пробников;
· В спецификациях некоторых осциллографов указываются наилучшие значения полосы пропускания для определенных диапазонов чувствительности;
· Цифровые осциллографы могут имеют полосу пропускания до 50ГГц.
2. Какое количество каналов Вам необходимо?!
Необходимое количество каналов зависит от исследуемого изделия. Наиболее популярные модели - двухканальные осциллографы. Однако, многие инженеры считают, что четырехканальные осциллографы могут быть полезными для решения широкого круга задач.
3. Какая частота дискретизации Вам необходима?!
Для задач, которые связаны с измерением однократных или переходных процессов, первостепенное значение имеет частота дискретизации. Параметром "частота дискретизации" обозначается скорость, с которой осциллограф оцифровывает входной сигнал. Для однократных сигналов, более высокая частота дискретизации переводится в более широкую полосу пропускания и дает лучшее разрешение.
Большинство производителей осциллографов используют для однократных сигналов соотношение дискретизации между частотой и полосой на уровне 4:1 (если есть средства интерполяции) или 10:1 (без средств встроенной интерполяции) для недопущения искажений сигнала или появления ложных сигналов.
4. Какой объем памяти Вам необходим?!
Требуемый объем памяти рассчитывается в зависимости от общей длительности сигнала, который необходимо исследовать, и желаемого разрешения. Если существует необходимость исследовать продолжительные по времени сигналы с высоким разрешением, то в таких случаях требуется память большего объема. Это позволяет поддерживать более высокую частоту дискретизации на медленных коэффициентах развертки, при этом, уменьшая вероятность искажения сигнала и получая больше информации об исследуемом сигнале. Однако, большой объем памяти довольно сильно замедляет реакцию такого осциллографа на действия оператора или изменение входного сигнала.
5. Какие возможности по запуску прибора Вам необходимы?!
Для подавляющего большинства пользователей осциллографов общего назначения запуск по фронту (перепаду) является достаточным. Однако, могут потребоваться дополнительные возможности по запуску для решения более сложных задач.
- Запуск по комбинации логических состояний по всем каналам осциллографа;
- Запуск по импульсной помехе - позволяет запустить прибор по нарастающему или спадающему фронту импульсной помехи с меньшей, равной или большей длительностью определенной величины;
- Запуск по телевизионному или видео-сигналу - позволит настроить прибор на определенный кадр или строку такого сигнала;
Если требуется более широкий диапазон возможностей по запуску, то в таких случаях вам необходимо использовать логический анализатор.
6. Какие возможности по обнаружению импульсных помех Вам требуются?!
Существуют три важнейших фактора, которые влияют на способность осциллографа обнаруживать импульсные помехи.
Частота отображения сигналов на экране: Сначала цифровой осциллограф должен оцифровать входной сигнал, после этого обработать его и, наконец, воспроизвести на экране. Частота отображения сигналов на экране определяется как частота выполнения этих трех операций. Осциллограф, обладающий высокой частотой обновления экрана, имеет наибольшее количество шансов обнаружить редкие по природе импульсные помехи.
Возможности определения амплитуды: большинство цифровых осциллографов умеют уменьшать частоту дискретизации на медленных коэффициентах развертки благодаря простому игнорированию промежуточных выборок. Это приводит к тому, что короткие импульсы или помехи, которые выявляются на быстрых скоростях развертки, могут быть не видны, когда уменьшается скорость развертки. Специальный режим, который называется "режим обнаружения пиковой амплитуды" или "режим обнаружения помех", поддерживает частоту дискретизации на максимальном уровне на всех скоростях развертки. В случае использования такого режима в память записываются минимальные и максимальные значения выборок сигнала. При этом, минимальный импульс, который может быть обнаружен, является функцией частоты дискретизации осциллографа.
Возможности запуска по импульсной помехе: осциллографы с возможностями такого запуска позволяют пользователю изолировать труднообнаруживаемые импульсные помехи и производить запуск осциллографа по этим помехам. Это дополнительная возможность помогает обнаружить причины ненормальной работы исследуемой схемы.
7. Какие возможности анализа сигналов Вам требуются?!
Встроенные функции автоматических измерений и средства анализа сигналов помогают значительно сэкономить время и делают работу более легкой. Цифровые осциллографы обладают целым набором функциональных возможностей, которые были бы невозможны на аналоговых осциллографах. Например, цифровые осциллографы обладают:
- Математическими функциями (прибавление, вычитание, деление, умножение, интеграция и дифференцирование);
- Статистикой измерений (максимальное, минимальное и среднее значения);
- Анализом сигналов в частотной области с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ).
8. Какие возможности по документированию результатов измерений Вам требуются?!
Большинство цифровых осциллографов оснащены интерфейсами GP-IB, RS-232 или Centronics, через которые они могут взаимодействовать с персональным компьютером, принтером или плоттером. Вам остается только определить, какой интерфейс Вам больше подходит и какие принтеры могут быть совместимы.
Вам также следует обратить внимание на цифровые осциллографы с flash-накопителем, usb-выходом, или другим, возможно даже беспроводным, интерфейсом или программным обеспечением, которое позволит быстро перенести данные и/или изображения сигналов на компьютер для дальнейшей обработки, или на принтер для печати, не требуя специального программирования.
Надеемся, что наши вопросы и рекомендации помогли вам выбрать модель цифрового осциллографа. К вышесказанному следует только добавить то, что во время использования прибора обратите внимание на простоту его использования и на скорость реакции экрана. Ведь во многом от того, насколько удобно и приятно пользоваться осциллографом будет зависеть Ваша конечная оценка того, насколько прибор удовлетворяет именно Вашим потребностям.
Однако, если у Вас осталась некоторая неуверенность, то Вы можете обсудить вопрос выбора с другими инженерами или обратиться в ТД «Автоматика», где на ваши вопросы ответят профессионалы.
