Analogový osciloskop Y
AC
u1 DC
u1
u2 VZ
PZ GND EXT.
u2
Spouštěcí úr.
INT.
EXT. TRIG. AUTO
GSP
u3
u5 u3
ČZ
HZ X
X
Spoustěná časová základna nastavení spouštěcího bodu: - úroveň - hrana (vzestupná, sestupná) - zdroj spouštění: vnitřní, vnější, siť; - vazba spouštěcího signálu (ss, stř,)
u4
u4 ČZ
x 10
u5
Režim HOLD OFF
Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
P8/1
Dvoukanálový analogový osciloskop Y1
u1
PZ1 DC
Y2
Přepínání ČZ (Alt) u2,1
AC
u2,1
GND AC
u1
u2,2 PZ2
DC
Alt
Chop
GND EXT.
EXT. TRIG.
u2,2
VZ
u6
AM
u4 Přepínání AM (Chop)
CH1
u2,1
CH2
u5
GSP
u3
ČZ
u2,2
u4 ČZ HZ X
AUTO
X
u6
Čas. lupa x 10
Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
P8/2
Pasivní sonda 1:10 a) ekvivalentní obvod, b) ekvivalentní obvod překreslený jako frekvenčně kompenzovaný odporový dělič napětí SONDA
HROT SONDY
OSCILOSKOP
R1
C1
Ci
Ri
CK
R1
C1
Ri
Ci + CK
CK – kapacita kabelu
a)
b)
Kalibrace sondy (nastavení kapacity C1) pomocí periodického obdélníkového průběhu u
u t
a) R1C1 < Ri(CK+Ci)
u t
b) R1C1 = Ri(CK+Ci) (správná kompenzace)
t c) R1C1 > Ri(CK+Ci)
Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
P8/3
Osciloskop s číslicovou pamětí (číslicový osciloskop) VSTUP (2)
KANÁL 2 (VZ, VZP, AČP, ČP) Mikropočítač
VSTUP (1)
Vstup. zesil.
Vzorkovač
AČP
RAM
FIFO Standard. rozhraní
Ext. TRIG
Gen.“spouštěcího“ pulsu
ČASOVAČ
HODINY
Způsob ukládání vzorků do paměti:
IEEE 488 RS-232 USB
Videoprocesor
Paměti v jednotlivých kanálech typu FIFO (first in first out) – po zapnutí trvale plněny vzorky signálu; Po generování „spouštěcího“ pulsu – zastavení plnění paměti a) okamžitě (záporného zpoždění – pre-trigger) b) po zpoždění, které odpovídá době naplnění paměti FIFO („normální”) c) po zpoždění delším než odpovídá době naplnění paměti FIFO (zpožděný - delay) Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
P8/4
Režim „pre-trigger“ (záporné zpoždění) a režim „delay“ (zpoždění) SB – „spouštěcí“ (u číslicových osciloskopů přesněji „zastavovací“) bod FIFO paměť: šířka n bitů (obvykle 8), délka k vzorků a) „pre-trigger“ (záporné zpoždění): zobrazeno l vzorků před SB a k - l vzorků po SB (zápis do paměti se zastaví po zapsání k - l vzorků po generování „spouštěcího“ pulsu) SB
spouštěcí úroveň
k-l k b) „normální“ režim: zobrazeny vzorky následující po SB – odpovídá zobrazení analog. osc. (zápis do paměti se zastaví po zapsání k vzorků po generování „spouštěcího“ pulsu) SB
spouštěcí úroveň
k c) „delay“ (zpoždění): zobrazeny vzorky následující d vzorků po SB (zápis do paměti se zastaví po zapsání k + d vzorků po generování „spouštěcího“ pulsu) SB
. d
k
spouštěcí úroveň
k+d Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
P8/5
Spektrální analyzátor Neharmonický periodický signál ↔ součet harmonických složek (Fourierova řada) Harmonické složky - posloupnost komplex. čísel ↔ frekvenční spektrum periodického signálu Amplitudové frekvenční spektrum: absolutní hodnoty harmonických Fázové frekvenční spektrum: fáze harmonických složek
MĚŘENÍ AMPLITUDOVÉHO SPEKTRA: SELEKTIVNÍ VOLTMETR (VF selektivní voltmetr - heterodynní princip) HETERODYNNÍ SPEKTRÁLNÍ ANALYZÁTOR – analogové zpracování - frekvenční pásmo desítky kHz až jednotky GHz
MĚŘENÍ OBOU SLOŽEK SPEKTRA FFT SPEKTRÁLNÍ ANALYZÁTOR - výpočet DFT (Diskrétní Fourierovy Transformace) z digitalizovaného signálu – frekvenční pásmo od velmi nízkých frekvencí až do stovek kHz
Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
P8/6
HETERODYNNÍ SPEKTRÁLNÍ ANALYZÁTOR x(t)
VZ
fX
S
MFF
fO GP
D
Z
fM = konst.
NŘO
VZ
VSTUPNÍ ZESILOVAČ,
S
SMĚŠOVAČ,
MFF MEZIFREKVENČNÍ FILTR (pásmová propust naladěná na pevnou frekvenci fM, tzv. mezifrekvenci) D
DETEKTOR (usměrňovač),
Z
ZESILOVAČ,
GP
GENERÁTOR PILOVÉHO PRŮBĚHU,
NŘO NAPĚTÍM ŘÍZENÝ OSCILÁTOR
Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
P8/7
Nízkofrekvenční generátory měřicích signálů GENERÁTORY HARMONICKÉHO SIGNÁLU (RC) RC OSCILÁTOR
ZESILOVAČ (nast zesílení)
VÝSTUPNÍ ZESLABOVAČ
50 Ω (600 Ω)
MĚŘENÍ ÚROVNĚ
Výstupní napětí definováno: a) naprázdno b) při zatížení definovanou impedancí (obvykle 50 Ω) (Je-li v tomto případě zatěžovací impedance vysoká, je generované napětí dvakrát větší než nastavené. Toto platí obecně i u jiných typů generátorů!) Nevýhody: Nízká stabilita kmitočtu i napětí Výhody:
Malé zkreslení, malá stejnosměrná složka
Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
P8/8
FUNKČNÍ GENERÁTORY C1 OZ1
R1
+
R
R
+ u2(t)
ZESILOVAČ
OZ2
u2(t)
VÝSTUP
VÝSTUPNÍ DĚLIČ
u1(t) TVAROVAČ
t
Generování harmonického napětí z pilového napětí pomocí tvarovače: u1 t u3 u2
u2 t
Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
u3
P8/9
GENERÁTORY PROGRAMOVATELNÝCH PRUBĚHU (ARBITRARY GENERATORS) ČÍSLICOVÝ VSTUP (N x k bitů)
PAMĚŤ Nxk
ČAP1 (k bitů)
FILTR
ZESIL.+ DĚLIČ
UA ČÍTAČ do N
fVZ = N/T
ČAP2
ANALOG. VÝSTUP
AMPLITUDA (ČÍSL.VSTUP)
UN
¾ V paměti generátoru N k-bitových hodnot vzorků signálu (1 perioda) ¾ Postupný cyklický výběr jednotlivých vzorků a frekvencí fVZ → při N vzorcích na periodu je frekvence základní harmonické generovaného signálu fSIG = fVZ /N ¾ Nastavení amplitudy – ČAP2 (rozsah výstupního napětí - děličem na výstupu)
Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti Evropský sociální fond
P8/10
