Oscilloskop

Värt att veta om 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. 

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.

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.

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.

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.

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 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