Pomiary z użyciem zaawansowanych funkcji oscyloskopów

Nowoczesne oscyloskopy cyfrowe to nie tylko narzędzia do wykreślania przebiegów sygnałów elektrycznych w czasie. Zaawansowane funkcje aparatury pomiarowej pozwalają w wygodny sposób szybko zmierzyć parametry sygnałów oraz przeprowadzić diagnostykę.

W niniejszym artykule pokazujemy, jak wykorzystać zaawansowane funkcje oscyloskopu AXIOMET AX-DS1100CFM.

Istnieje kilka rodzajów pomiarów, stosowanych głównie na potrzeby diagnostyki, które nowoczesne oscyloskopy cyfrowe realizują w pełni automatycznie lub półautomatycznie. Warto znać te funkcje, by ułatwić sobie pracę.

Automatyczny pomiar parametrów sygnału

Na początek przyjmijmy, że chcemy uzyskać podstawowe parametry sygnału okresowego, wprowadzonego na jedno z wejść. Oscyloskop AXIOMET AX-DS1100CFM ma funkcję inteligentnego, automatycznego ustawiania się do podłączonych sygnałów. Po naciśnięciu przycisku AUTO, sprzęt sam wykrywa, do których wejść podłączone są sygnały i przystosowuje tryb wyświetlania tak, by jak najlepiej obejrzeć podane przebiegi.

W przypadku podania na wejście kanału pierwszego sygnału prostokątnego 1 kHz o amplitudzie 3 V i naciśnięciu przycisku AUTO, oscyloskop sam ustala podziałkę pionową na 1 V i poziomą na 250 µs. Oblicza średnie napięcie, okres, amplitudę i częstotliwość sygnału, prezentując dane na ekranie, poniżej samego wykresu przebiegu w czasie.

Jeśli przedmiotem pomiaru mają być dokładne parametry pojedynczego okresu sygnału, należy wybrać drugą z opcji z prawego menu. Wtedy podziałka w dziedzinie czasu zostaje ustalona na 100 µs, a mierzone wartości to napięcie minimalne, maksymalne, średnie oraz szerokość impulsu.

Częstym przedmiotem pomiaru jest czas narastania lub opadania zbocza sygnału. Nowoczesne oscyloskopy również dokonują tego pomiaru automatycznie – w przypadku AX-DS1100CFM służą do tego trzecia i czwarta opcja menu pomiarów automatycznych. Urządzenie podaje wyliczony czas narastania oraz amplitudę sygnału.

Nowoczesne oscyloskopy są też w stanie automatycznie obliczyć wiele innych parametrów sygnału poprzez wybranie odpowiednich opcji z menu.

Wykrywanie nieregularnych zjawisk

Bardzo przydatną funkcją oscyloskopów takich jak AXIOMET DS1100CFM jest rejestracja przebiegów w pamięci. Przyjmijmy, że badane urządzenie co jakiś czas zachowuje się w sposób niepożądany, ale nie da się przewidzieć chwili wystąpienia tego zjawiska ani tak określić sposobu wyzwalania, by tylko ten moment został zarejestrowany w trybie single-shot. Wtedy pomocna okazuje się właśnie rejestracja próbek. W modelu DS1100CFM użytkownik może włączyć nagrywanie sygnału do wewnętrznej pamięci. Wystarczy wybrać kanał źródłowy, interwał zbierania próbek oraz liczbę próbek do rejestracji i wcisnąć przycisk uruchomienia procesu. Interwał można ustalić na wartość od 1 ms do 1000 s, a liczba zapamiętywanych próbek nie może przekroczyć 2500. Oznacza to, że można dosyć precyzyjnie zarejestrować 2,5 sekundy przebiegu sygnału czy np. przez niecały miesiąc non-stop zrzucać przebiegi co ok. 16 minut.

Gdy przebiegi zostaną zarejestrowane, można je przeglądać ręcznie lub odtwarzać automatycznie.

W naszym przypadku, w klatce 34 widać nagły zanik sygnału.

Innym sposobem na diagnostykę podobnych anomalii jest włączenie persystencji sygnału. Sprawia ona, że prezentowany na ekranie sygnał będzie pozostawiał ślad, który utrzymywać się będzie przez określony czas. Przypomina to nieco pracę z luminoforem w oscyloskopach kineskopowych, który przy dużej intensywności wiązki świecił jeszcze przez krótki czas po wzbudzeniu, pozostawiając ślad. W przypadku oscyloskopów cyfrowych efekt ten jest generowany sztucznie, w związku z czym czas pozostawania sygnału na ekranie można ustawić na 1 s, 2 s, 5 s lub na nieskończoność.

Przebiegi odniesienia i testy automatyczne

Kolejnym sposobem wygodnego analizowania przebiegów jest zapamiętywanie przebiegów odniesienia. Raz zdjęty przebieg może być zapamiętany w pamięci wbudowanej urządzenia, a następnie wyświetlony statycznie na ekranie, równocześnie z przebiegami z kanałów 1 i 2, dzięki czemu użytkownik może bezpośrednio je ze sobą porównywać.

Znacznie bardziej zaawansowaną funkcją, realizowaną przez oscyloskopy takie jak AX-DS1100CFM, jest zautomatyzowane testowanie. Urządzenie pozwala określić maskę, w której ma się mieścić zarejestrowany przebieg. Ustala się górne i dolne granice oraz szerokości impulsów. W oscyloskopach AXIOMET proces definiowania maski został silnie uproszczony, tak by w łatwy sposób, za pomocą przycisków i pokręteł można było przygotować maski dla sygnałów okresowych.

Samo zautomatyzowane testowanie można także skonfigurować. Oscyloskop może wydawać dźwięki przy każdym przebiegu, który nie mieści się w masce, lub też zatrzymywać zebrany przebieg na ekranie. Oprócz tego zliczana jest liczba testów pomyślnych i negatywnych, a aktualny wynik testu jest ponadto podawany na wyjście z tyłu oscyloskopu.

Podsumowanie

Dzięki omówionym funkcjom, praca projektanta czy serwisanta staje się znacznie łatwiejsza. Dlatego decydując się na zakup oscyloskopu, warto wybrać model, który – mieszcząc się w założonym budżecie – jest w stanie realizować zaawansowane, cyfrowe pomiary.