Rigol
Fluke
УП Завод СВТ
Актаком
МНИПИ
Профкип
GW Instek
Chauvin Arnoux
Rohde&Schwarz
Keysight
Tektronix
АКИП
Teledyne LeCroy
Основы устройства и использования

Основы устройства и использования

Электронные осциллографы предназначены для изучения изменений электрического напряжения, поэтому основой таких осциллографов являются устройства для удобного изучения электрического напряжения. Обычно во входных электрических цепях осциллографов устраиваются разъемы для подключения внешних устройств, фильтры для выделения желательных частот сигналов, элементы для согласования с внешними источниками сигналов, и преобразователи амплитуды сигнала, которые могут увеличивать или уменьшать напряжение входного сигнала до величины, которая годится для использования внутри осциллографа. Щупы, переходники, зажимы, провода, и другие принадлежности являются важными элементами для согласования осциллографов с внешними источниками сигналов. В аналоговых осциллографах с электронно-лучевой трубкой получившееся напряжение используется для отклонения потока электронов, в цифровых осциллографах это напряжение преобразуется аналого-цифровым преобразователем в числовые величины, которые годятся для дальнейшей цифровой обработки.

Обычно напряжение изучаемого сигнала отображается вертикальным (Y) положением точек графика, а изменение времени отображается горизонтальной (X) разверткой графика. Обычно горизонтальная развертка выполняется автоматически, и скорость развертки пропорциональна течению времени с желаемым коэффициентом масштабирования. Возможно также управление горизонтальной разверткой в зависимости от другого источника сигналов, которое обычно применяется для удобного сравнения сигналов от образца и изучаемого источника. В этом случае на экране получаются не обычные графики, а «фигуры Лиссажу», которые позволяют сравнить частоты и фазы двух разных сигналов. Для удобного изучения периодических сигналов добавляется синхронизация развертки по времени с частотой изучаемого сигнала, что позволяет стабилизировать изображение графика на экране. Синхронизация может быть мягкой, «захват» частоты сигнала, с зависимостью частоты развертки по времени от интегральных характеристик изучаемого сигнала, и жесткой, «trigger» (защелка или спусковой крючок на английском языке), с точным управлением запуском развертки по времени в зависимости от достижения желаемой величины сигнала, при увеличении или уменьшении величины сигнала.

Для изучения сложных сигналов можно использовать специальные режимы работы. Например, если надо тщательно изучить часть сложного сигнала, то можно настроить «holdoff» время ожидания «trigger» события для синхронизации запуска развертки по времени. Для изучения сигналов без явной периодичности используют однократный режим развертки по времени, в этом случае данные запоминают для последующего изучения. Некоторые осциллографы позволяют настроить сложную зависимость запуска развертки по времени от признаков сложного сигнала, например изучать отдельные строки сигнала телевидения, или сигналы цифровых схем при желаемых значениях данных. Если надо тщательно изучать очень быстрые периодические сигналы, то можно использовать «sampling» (взятие пробы на английском языке, для темы измерений часто переводят как стробирование), то есть изучать величину сигнала только за очень малое время каждого периода, и постепенно сдвигать интервал изучения относительно начала периода.

Для удобного изучения сигналов применяют органы управления осциллографом. В простейшем случае возможно плавное управление частотой развертки по времени, амплитудой графика, и смещением графика по вертикали. Для расширения границ возможных измерений обычно добавляют дискретные переключатели диапазонов, с плавной настройкой в пределах отдельных диапазонов. Для осуществления количественных измерений управление настройками должно быть калибровано, и экран осциллографа должен быть размечен сеткой линий для измерения координат точек на графике. Часто график изучаемого сигнала не помещается на экране, и поэтому обычная настройка затруднена, для таких случаев существует специальная кнопка для быстрого поиска графика, при нажатии на которую смещение и масштабирование настраиваются автоматически. С помощью органов управления можно выбирать желаемые режимы работы, калибровать прибор для улучшения точности измерений, и сохранять данные для последующего изучения.