STRUMENTI CON UN’ANIMA DIGITALE
Oscilloscopio da banco o portatile - quale scegliere?
Negli oscilloscopi il segnale in ingresso su uno o due canali viene campionato e successivamente convertito in forma grafica per essere visualizzato sul display, il più delle volte viene espresso nel dominio del tempo. L'utente può scalare verticalmente e orizzontalmente questa rappresentazione grafica ed effettuare diverse misurazioni.
La scelta dell'oscilloscopio
Nella fase di scelta di uno specifico oscilloscopio bisogna prestare attenzione ai suoi parametri base, che definiscono la classe del dispositivo. La versione dell'oscilloscopio deve essere scelta in funzione dell'impiego previsto, inoltre è necessario definire l'intervallo di frequenza previsto e valutare se il dispositivo deve essere utilizzato principalmente per l'analisi di segnali analogici o digitali. Inoltre si consiglia di valutare se il dispositivo deve essere utilizzato per l'esame di fenomeni aleatori, o ad es. per la calibrazione dei circuiti costruiti.
Oscilloscopi e multimetri
Un buon oscilloscopio può sostituire pienamente un multimetro e ridurre i costi di acquisto dell'equipaggiamento del laboratorio. I moderni oscilloscopi effettuano automaticamente le misurazioni tipiche realizzabili con i multimetri. Particolarmente interessanti da questo punto di vista sono gli oscilloscopi palmari, che grazie alle loro ridotte dimensioni sono portatili e maneggevoli.
Parametri base
- risposta in frequenza
Questo parametro esprime la frequenza massima del segnale che l'oscilloscopio è in grado di elaborare. Questo valore, per consentire una buona riproduzione dell'andamento del segnale sul display, dovrebbe superare di 3 volte (nel caso dei segnali analogici) o addirittura 5 volte (nel caso dei segnali digitali) il valore della frequenza del segnale analizzato.
Da questo punto di vista segnaliamo l'oscilloscopio AXIOMET AX-DS1100CFM, che presenta una larghezza di banda di 100 MHz.
- frequenza di campionamento
Per via del criterio di Nyquist, questo valore dovrebbe essere almeno due volte superiore alla frequenza del segnale campionato. Ciò consente di evitare il fenomeno dell'aliasing.
Nel caso dei moderni oscilloscopi digitali, questo parametro viene spesso espresso in due modi:
- per il campionamento in tempo reale
- e per il cosiddetto tempo equivalente.
La seconda variante viene utilizzata nel caso dei segnali ripetitivi che possono essere campionati in base a più intervalli, aumentando così la frequenza di campionamento effettiva.
- memoria
Maggiore è la memoria disponibile, maggiore sarà la quantità di campioni che potranno essere memorizzati. Disponendo di un segnale campionato con precisione è possibile visualizzarne l'andamento sullo schermo, ma la lunghezza dell'andamento disponibile sarà limitata dalla memoria dell'oscilloscopio.
Nel caso degli oscilloscopi AXIOMET questo valore raggiunge 1 GS/s.
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Ulteriori caratteristiche
Gli oscilloscopi da banco e quelli portatili inoltre si distinguono per il tempo di salita e per la frequenza di aggiornamento.
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Il tempo di salita determina con quale velocità i segnali e gli impulsi crescenti possono essere misurati, solitamente tale valore è fortemente legato alla risposta in frequenza dell'oscilloscopio.
- La frequenza di aggiornamento esprime il tempo che il dispositivo necessita per elaborare i dati e visualizzarli.
Maggiore è questo intervallo di tempo, maggiore sarà la limitazione della frequenza con cui l'oscilloscopio potrà effettuare un successivo campionamento. Un breve tempo di elaborazione consente di evitare tempi morti, durante i quali l'oscilloscopio non registra l'andamento d'onda. La frequenza di aggiornamento risulta particolarmente importante quando l'utente tenta di rilevare eventi casuali, principalmente durante la diagnosi di guasti in apparecchiature elettroniche.
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Funzioni di trigger
I moderni oscilloscopi sono dispositivi avanzati anche dal punto di vista dei loro software. Questi consentono tra l'altro una libera scelta dei livelli di trigger – sia nel caso di trigger singoli, che automatici.
Come condizione di trigger può essere utilizzato:
- il livello del segnale
- il secondo canale dell'oscilloscopio,
- un canale aggiuntivo,
- un segnale di trigger esterno.
Le funzioni trigger più complesse possono sfruttare ad esempio una larghezza dell'impulso o una maschera, il cui superamento provoca la disattivazione del trigger.
Funzioni supplementari
L'oscilloscopio può consentire tra l'altro un facile controllo semi-automatico dei componenti, ad esempio specificando le condizioni che deve soddisfare il segnale affinché il dispositivo venga riconosciuto pienamente funzionante. Un buon oscilloscopio inoltre consente il calcolo della trasformata di Fourier mediante l'utilizzo di finestre di misura appositamente scelte.
Vale la pena di prestare attenzione al numero di canali supportati dall'oscilloscopio e alle interfacce mediante le quali è possibile collegare l'apparecchio ad altri dispositivi.
Inoltre i dispositivi possono differire dal punto di vista degli accessori forniti a corredo: sonde di misura e cavi di misura.
Riassumendo
Gli oscilloscopi spesso costituiscono l'arma principale per superare la concorrenza nel settore dell'elettronica. Naturalmente il software utilizzato nel dispositivo svolge un ruolo fondamentale, consentendo una facile analisi; mentre nel caso degli apparecchi portatili il peso e la qualità del rivestimento sono parametri non trascurabili.