Rådgivare
Texten nedan är maskinöversatt från tysk originaltext.
Värt att veta om oscilloskop
Vad är ett oscilloskop?
Vilka typer av oscilloskop finns det?
Vad måste du tänka på när du köper ett oscilloskop?
De vanligaste frågorna om oscilloskop
Sammanfattning: Så köper du ett passande oscilloskop
Vad är ett oscilloskop?
Oscilloskop är elektroniska mätinstrument som gör flera elektriska spänningar synliga samtidigt på en bildskärm. I centrum för mätningarna står oftast tidsförloppet och tidsmässiga ändringar i spänningskurvorna. För detta ändamål visas tidsserien, även kallad rullande graf, i ett tvådimensionellt koordinatsystem med horisontell X-axel (tidslinje) och vertikal Y-axel (spänningsaxel). Den bild som visas på en liten skärm är ett oscillogram. Medan de tidigare vanliga analoga oscilloskopen består av katodstrålerör som liknar TV-bildrören, använder deras digitala efterträdare LCD-skärmar i dag.
Beroende på var oscilloskopet används, rekommenderar vi handoscilloskop eller bordsoscilloskop och oscilloskopförkopplingssatser. Trots att oscilloskopets teknik blir allt kompaktare och apparaterna allt mindre, är det vanliga bordsoscilloskop inte i en viss storlek. Detta beror på omfattningen av display och tangentbord som ger användaren en mer exakt uppfattning om grafer och därmed även en bättre felsökning.
Om du vill vara mobil och ändå inte avstå från en stor bildskärm bör du överväga att köpa ett USB oscilloskop, även oscilloskopförkopplingssats eller förkopplingsoscilloskop. Den här lilla enheten kan anslutas via USB-kabel till en bärbar eller stationär dator. På skärmen visualiseras mätningarna. Med alla kablar och testhuvuden passar oscilloskopförkopplingssatser i varje laptopväska.
Handoscilloskop, även kallat handoscilloskop eller bärbara oscilloskop, drivs med batteri och är med sin effekt jämförbar med större enheter. Tekniker använder dem gärna på fältet eller för underhåll av större maskiner i produktionshallar. Observera den förminskade displayen och det mindre tangentbordet.
Vårt praxistipp: Oscilloskopförkopplingssatser
Oscilloskopförkopplingssatser hör till de digitala oscilloskopen. Det finns även som programvara som använder signalen från A/D-väggkort eller från en ljudingång. Den grafiska utgåvan kan ske med hjälp av en dator och lämpar sig helst för utbildningsändamål. Oscilloskop som datortillbehör är billigare än fristående, digitala oscilloskop, men når inte deras parametrar.
Vilka typer av oscilloskop finns det?
Framför allt görs åtskillnad mellan analoga och digitala oscilloskop. Båda visualiserar både spänningssignalen och frekvensen, fasförskjutningar, genomgångskurva eller impulsdiagram.
Digitala oscilloskop har många funktioner
Digitala oscilloskop (engelska: Digital Storage Oscilloscopes, kort DSO) genomför analoga digitalomvandlingar och har många praktiska funktioner:
- Pre-triggning: Därmed kan man vänta på en viss händelse, till exempel en spänningstopp. Tack vare lagringen kan signalförloppet ses före händelsen.
- Digital spetsigenkänning (störningsimpulsavkänning)
- Undersampler (ekvivalent tidvattenavbildning)
- Medelvärdesbildning: Mittsättningen under många visningsperioder möjliggör felreducering vid periodiska signaler
- Analysprogramvara för till exempel stigtid, pulsbredd, amplitud, frekvens
- Automatisk inställning på en okänd signal
- Matematiska funktioner som summa- eller differensbildning mellan kanaler
- Frekvensspektrum/FFT, histogram, statistik
Som minnesoscilloskop kan du även efter mätningen ställa data till förfogande, spara på ett lagringsmedium eller överföra den till en dator. En nackdel är den mer komplicerade hanteringen jämfört med analoga apparater och risken för förvrängningar till följd av aliaseffekten. Högre frekvenser tolkas felaktigt som lägre. Men DSOs arbetar energieffektivt med LCD-teknik och snabba processorer. Dessutom visar de mätdata mycket mer exakt. Moderna, digitala oscilloskop har dessutom omfattande funktioner för signalanalys. Därmed kan du lätt förstora eller rulla.
Analoga oscilloskop är mycket större och obetydligt mer än digitala. Nackdelar är fel på ortogonalfel, kantoskärpa, kuddfel eller olinetiska fel. För en analog version finns det ett fördelaktigt pris. Dessutom är den kapacitetsbaserade avstyrningen av elektronstrålens kan enkelt styras över stora frekvensområden. Digitala oscilloskop har nu nästan helt utebannat analoga enheter från marknaden på grund av sin mångfald av funktioner och sin lagringskapacitet.
Förutom de analoga och digitala oscilloskopen finns även CCD-oscilloskop, Mixed-signal-oscilloskop eller de något mer specifika Waveformarmonitorn (WFM) inom videoteknik.
CCD-oscilloskopet har en liten elektronstråletör för att skapa en skärmbild på CCD-sensorn som finns i röret. Röret är extremt litet och kan därför arbeta i GHz-området. CCD-oscilloskopet har inget avsökningsgap, dess monitor visar bilden. Med avstängning av elektronstrålens kan en enda sample fångas in.
Mixed-signal-oscilloskopet är ett digitalt oscilloskop som har både analoga och digitala ingångar. De digitala kanalerna kan oftast ställas in på en viss logikfamilj (TTL, CMOS). Du kan endast särskilja lägena Low, High och obestämda.
Waveformistor , kort WFM, är ett speciellt oscilloskop som mäter analoga videosignaler inom professionell videoteknik.
Analoga oscilloskop är billigare, men är otympligare
Vad måste du tänka på när du köper ett oscilloskop?
Innan du köper ett oscilloskop, bör du fråga dig vad du vill mäta och om du behöver det stationärt på arbetsplatsen eller på resande fot. Särskild uppmärksamhet måste ägnas avkänningshastigheten, antalet tillgängliga kanaler, bandbredd, mätnoggrannhet samt minnesdjupet. Nedan går vi närmare in på dessa och andra faktorer.
Analog eller digital?
Digitala oscilloskop lämpar sig mycket väl för högfrekventa signaler. Med den kan du spela in, spara och analysera omfattande frekvenser, funktioner och signaler effektivt. Dessutom har de en större funktionalitet och möjliggör parallell visning av flera signaler. Analoga oscilloskop däremot sparar bilden på röret istället för signalen.
Bandbredden
Bandbredden bestämmer den maximala frekvensen för alla komponenter som mätaren kan omfatta på en analog eller digital signal. Den väljs efter önskad användning. För mätning av analoga signaler bör bandbredden vara minst tre gånger så stor som den maximala frekvensen för den signal som sänds ut, och minst fem gånger så stor för digitala signaler. Om den högsta taktfrekvensen är 100 MHz bör oscilloskopet kunna mäta minst 500 MHz. I synnerhet högfrekventa signaler kräver en hög bandbredd för att kunna mäta tillförlitligt och förhindra förvrängda signaler.
Vår praxistipp: Digital signalprocessor (DSP)
Med en digital signalprocessor (engelsk. digital signalprocessor, DSP) kan olika bandbredder väljas och anpassas till den aktuella kopplingen. Brusandelar och störande sidosignaler kan på så sätt målinriktat undertryckas.
Ingångskanalerna
Oscilloskop har upp till fyra kanaler för ingångssignalen, med vilka upp till fyra mätningar kan visas och jämföras samtidigt. Avgörande är kanalernas flexibilitet och noggrannhet. Du kan välja mellan analoga och digitala ingångar. Speciellt isolerade ingångar hjälper också att undvika kortslutningar vid mätningar av strömförsörjning.
Avkänningshastighet
Provtagningsfrekvensen bestämmer upplösningen och mätnoggrannheten avsevärt. Den anger hur många detaljer i de linjer och vågformer som finns i varje sampelpunkt oscilloskopet ska spela in och lagras. Ju högre oscilloskopets avsökningshastighet, desto fler punkter har röret och desto exaktare och fint faller grafen ut. Vi rekommenderar att samplingsfrekvensen väljs minst fem gånger så hög som ingångsfrekvensen. Till exempel skulle en bandbredd på en GHz kräva en samplingshastighet på fem gigasamplingar.
Minnesdjup
Oscilloskopets minnesdjup definierar lagringsvolymen för registrering av signaler. Ange antalet lagringsbara punkter vid en fullständig signalregistrering. Ju högre minnesdjup det är, desto större kan signalupptagningen vara i volym och längd. Minnesdjupet hänger direkt samman med avkänningshastigheten. För att garantera en hög avkänningshastighet vid mätningar under långa tidsperioder krävs en så djup lagring som möjligt. Det nödvändiga minnesdjupet fastställs genom att den tid som skall samlas in multipliceras med samplingsfrekvensen.
Kurvnavigation och zoom
Med hjälp av kurvnavigation kan bildutsnittet skalas horisontellt och vertikalt. Med den kan man röra sig längs med sparade grafer och välja önskat urtag. För en exakt utvärdering är en zoom oumbärlig - speciellt vid stora minnesdjup och omfattande vågformer.
Automatiska mätfunktioner.
Automatiska mätfunktioner används för bekväm Grafenanalys. Beroende på behov finns motsvarande funktioner som amplitudmätningar, tidsmässiga mätningar, stigtider eller periodtid till förfogande.
Mäthuvudena
Mäthuvudet tar från mätobjektet de önskade värdena och leder dem vidare som en signal. På så sätt blir spänningen för oscilloskopet synhåll- och utvärderbar. Du kan välja mellan aktiva och passiva mäthuvuden. Passiva mäthuvuden är inte bara prisvärda och robusta, utan har även passande impedans och liten påverkan på mätresultatet. Detta gäller dock endast för lågfrekvensområdet. Om mätpunkten inte är tillräckligt lågohmig och en mäthuvudkapacitet på 10 till 20 pF, krävs ett aktivt mäthuvud.
Vårt praxistipp: Köp mäthuvuden
Det finns olika typer av mäthuvuden som handmäthuvuden med manuell hållare eller enlödnings-huvuden för lödning till signalkällan. Vanligtvis medföljer ett oscilloskop minst en lämplig sond. När du köper ytterligare mäthuvuden måste du se till att dessa påverkar mätsignalerna minimalt och är kompatibla med utrustning och system.
Triggning
För att få en stillastående bild vid periodiska signaler skall upptagningen före varje genomgång stoppas tills den signal som skall mätas har uppnått ett definierat tillstånd. Denna situation kallas för ”trigger”. Vid de flesta oscilloskop är triggerläget automatiserat. Enheten känner själv av den återkommande, definierade statusen för signalen och kan därmed styra den på vägen. Med triggning kan signalregistreringen dessutom startas vid en fördefinierad tidpunkt.
Förutom maskinvara och programvarutrigger finns det också specialformer som "Visual triggning". Du kan lägga egendefinierade spärr- och genomgångsområden via grafer. Triggern aktiveras endast när signalen samverkar med de definierade områdena.
Högklassiga enheter har dessutom praktiska funktioner som triggerfördröjningar eller en andra tidsbas och inställningsmöjligheter för komplexa triggermönster. Även korta starttider mellan triggerimpulserna är användbara för att använda ett läge för flera registrering och därmed inte missa någon händelse.
Anslutningsmöjligheterna
Kraven när det gäller anslutning beror på oscilloskopets användningsområde. Ju mer högkvalitativ enheten är, desto fler anslutningar för analys, dataöverföring och lagring har den. Det finns bland annat följande möjligheter:
- Dataöverföring för MS-Excel eller Word för analys
- Skrivaranslutning
- GPIB
- Grafikkortsanslutning för anslutning till en extern bildskärm
- LabVIEW för detaljerad analys
- Programmeringsgränssnitt
- Kortplats för minneskort
- USB-port
FAQs om oscilloskop
Vad är inimpedans?
Ingångsimpedansen, även ingångsmotståndet, hos ett oscilloskop är vanligtvis 1 R-källa för låg belastning av mätpunkten (< 1 R-källa). Tack vare förkoppling av ett knapphuvud kan den höjas till 10 förvare eller mer och kan anpassas till respektive bandbredd.
Vad betyder DAkkS-kalibrerad?
Det tyska ackrediteringsorganet (DAkkS) säkerställer kvalitet och tillförlitlighet inom industriella mätningar. De kalibreringsresultat som erhållits vid ackrediterade laboratorier är enligt de som har den högsta tillförlitligheten hos det statliga institutet (PTB i Tyskland) och är bindande för domstolen. De är internationellt erkända genom internationella avtal och den internationellt giltiga ackrediteringsbasen din en ISO/IEC17025.
Vad betyder ISO-kalibrerad?
Sedan 1987 har industriföretagens och numera även tjänsteföretagens, bankernas, försäkringsbolagens, detaljhandlarnas och sjukhusens system för kvalitetssäkring certifierats. Dessutom finns det andra sektorsspecifika lagar, standarder och direktiv inom farmakologi (CFR,GMP), inom livsmedelsområdet (HACCP) och inom fordonsområdet (VDA, QS9000, ISO TS 16949). För alla direktiv och standarder är införandet och underhållet av en kontroll av kontrollmedel inklusive kalibrering ett nödvändigt element.
Sammanfattning: Så köper du ett passande oscilloskop
Innan du köper ett oscilloskop måste du veta i vilket syfte instrumentet ska användas. Välj först mellan en analog och digital enhet och bestäm sedan de nödvändiga funktionerna. Efter dessa kan du även filtrera delar av våra produkter:
- Bandbredd (minst tre gånger så stor som maximal frekvens)
- Antal och kvalitet av ingångskanaler (till exempel för grafiska menyer)
- Avsökningshastighet
- Minnesdjup (viktigt för signalregistrets omfattning och varaktighet)
- Kurvnavigation
- Zoom
- Triggning
- Anslutning
- Display
Vårt praktiska tips: Leveransomfång och tillbehör
Vid köp av en oscilloskopkontakt är det fördelaktigt att skaffa en anslutningskabel (oftast USB) och motsvarande drivrutiner. På så sätt kan enheten anslutas till datorn eller mobila enheter kan anslutas för laddning. Även en motsvarande PC-programvara medföljer inte alla oscilloskop. För batteridrivna apparater bör motsvarande batterier vara uppladdningsbara.