Mérések fejlett oszcilloszkóp-funkciók használatával

A korszerű digitális oszcilloszkópok már nem csak az elektromos jelek időben történő lefutási hullámgörbéinek megjelenítésére alkalmas eszközök. A mérőberendezés fejlett funkciói ugyanis arra is lehetőséget biztosítanak, hogy gyorsan megmérhessük e jelek különböző paramétereit és diagnosztikát is végezhetünk velük.

Jelen cikkben bemutatjuk, hogy miként hasznosíthatók az AXIOMET AX-DS1100CFM oszcilloszkóp fejlett funkciói.

Létezik néhány – főként diagnosztikai célokra használt – mérésféleség, melyek a modern digitális oszcilloszkópokkal automata vagy félautomata üzemmódban lefuttathatók. Munkánk megkönnyítése érdekében érdemes ezekkel megismerkedni.

Jelparaméterek automatikus mérése

Kezdetnek tételezzük föl, hogy egy, a bemenetek egyikre vezetett szakaszos jel paramétereit akarjuk megszerezni. Az AXIOMET AX-DS1100CFM oszcilloszkóp intelligens funkciója révén automatikusan beállítja magát a rákapcsolt jeltől függően. Miaután benyomjuk az AUTO gombot, a berendezés magától érzékeli, hogy melyik bemenetekre kapcsoltak jeleket, és olyan megjelenítési módost választ, amelyen e legjobban láthatóak a ráadott hullámformák.

Abban az esetben pl., ha az első csatorna bemenetére 1kHz-es 3 V amplitúdójú fűrészfog jelet adnak, akkor az AUTO gomb megnyomását követően az oszcilloszkóp a függőleges osztásközt automatikusan 1 V-ra a vízszintest pedig 250µs-ra állítja. Kiszámítja az átlagos feszültséget, hullámhosszt, amplitúdót és jelfrekvenciát, melyeket meg is jelenít a képernyőjén az időbeli lefutást prezentáló hullámforma alatt.

Ha egy jel szimpla szakaszának pontos paraméterei képezik a mérés tárgyát, akkor egy másik opciót kell választanai a jobboldali menüből. Ekkor az időtartomány osztásköze 100 µs-ra állítódik, a mért értékek pedig a minimális és maximális feszültség, az átlagértékeik illetve az impulzusszélesség lesznek.

Gyakori mérési feladat a jelerősség növekedési vagy csökkenési idejének meghatározása. A modern oszcilloszkópok ezt a mérést is automatikusan végzik – az AX-DS1100CFM készülék esetében az automatikus mérés menü harmadik és negyedik opciója nyújtja ezt a szolgáltatást, melyet használva a készülék megadja a kiszámított jelnövekedési időt és a jel amplitúdó értékét.

A menü megfelelő opciónak kiválasztásával a mai modern oszcilloszkópok alkalmasak számos egyéb jelparaméter automatikus kiszámítására is.

Nem szabályos jelenségek felfedése

Egyes oszcilloszkópok esetében – mint amilyen pl. az AXIOMET DS1100CFM is – nagyon hasznos funkció a hullámformák memóriába történő regisztrálása. Tételezzük fel, hogy az általunk vizsgált berendezés bizonyos időnként nem kívánt módon működik, de nem tudjuk prognosztizálni, hogy ez mikro fordulhat elő legközelebb, és nem tudunk olyan triggerelési módot választani, amellyel csak ezt a kritikus időpillanatot tudnánk regisztrálni single-shot üzemmódban. Ekkor bizonyul nagyon hasznosnak a mintavételezések regisztrálásának lehetősége. A DS1100CFM modell esetében a felhasználó bekapcsolhatja a jel belső memóriába történő rögzítésének funkcióját. Elegendő kiválasztani a jelforrás csatornát, a mintavételezési intervallumot valamint a regisztrálandó mintavételezések számát és benyomni a folyamatot elindító gombot. Az időintervallum 1 ms-től 1000 s-ig állítható, a memorizálandó mintavételezések száma maximum 2500 lehet. Ez azt jelenti, hogy elég precízen regisztrálható a hullámforma lefutás 2,5 másodperce, vagy, hogy pl. non-stop, közel egy hónapon keresztül lehet kb. 16 percenként elmenteni a hullámformákat.

Ha a hullámformák regisztrálva lettek, akkor azok megtekinthetőek, előhívhatók manuálisan vagy automatikusan is.

Esetünkben a 34-es rácsban hirtelen jelkiesést lehet látni.

Ehhez hasonló anomáliák diagnosztizálásának másik módja lehet a jel-perzisztencia bekapcsolása. Ez azt eredményezi, hogy a képernyőn mutatkozó jel nyomot hagy maga után, ami egy meghatározott ideig ott rögzül. Emlékezetet ez némiképp a régi képcsöves oszcilloszkópokkal végzett luminforos (foszforeszkáló fénypor) munkára, melynél az - a gerjesztést követően, a fénynyaláb nagy intenzivitásainál - egy kicsit tovább világított, így hagyva nyomot maga után. Digitális oszcilloszkópok esetében ez az effektus mesterségesen generálódik és az „eltűnési” időtartam 1s, 2s vagy 5 s-re, illetve végtelenre is beállítható.

Referencia hullámformák és automatikus tesztek

A hullámformák analizálásának következő kényelemes módszere a referencia lefutások memorizálása. Egy „megfogott”vagy elkapott hullámformát rögzíteni lehet a berendezés belső memóriájában majd azt statikusan meg lehet jeleníteni a képernyőn együtt, egyidejűleg az 1 és 2 csatornáról származó aktuális hullámformákkal. Ennek köszönhetően a felhasználónak lehetősége van ezeket egymással közvetlenül összehasonlítani.

Egyes oszcilloszkópok – mint pl. az AX-DS1100CFM - által nyújtott sokkal fejlettebb szolgáltatásnak minősül az automatizált tesztelés. A berendezés lehetőséget biztosít olyan ún. maszkok vagy fedőgörbék meghatározására, melyekben el kell férniük a regisztrálandó hullámformáknak. Ehhez meg kell adni az alsó és felső határokat valamint az impulzus szélességeket. Az AXIOMET oszcilloszkópok esetében a maszk-definiálási folyamatot nagymértékben leegyszerűsítettek, úgy, hogy nyomógombok és forgatógombok segítségével könnyen összeállítható legyen és alkalmassá váljon az ismétlődő jel-lefutások/hullámgörbék vizsgálatára.

Magát az automatizált vizsgálati folyamatot is lehet konfigurálni. Az oszcilloszkóp minden olyan hullámforma esetén képes hangjelzést adni, ami nem fér el a maszkban, vagy képes az ilyen hullámformák kimerevítésére a kijelzőn. Ezen túlmenően összegzi a sikeres és sikertelen tesztek számát és az aktuális vizsgálati eredményeket kiadja az oszcilloszkóp hátoldalán lévő kimenetre.

Összegzés

A tárgyalt funkcióknak köszönhetően a tervező vagy szervizmérnökök munkája jelentősen egyszerűsödik. Ebből következően, egy oszcilloszkóp beszerzésekor – a költségkeretet is figyelembe véve – érdemes olyan modellt választanunk, amely képes a felsorolt fejlett digitális mérések lefolytatására.