Automatisering van metingen met de universele oscilloscopen van AXIOMET

Op dit moment dienen oscilloscopen niet alleen voor het onderzoeken van cyclische variaties als functie van de tijd, maar beschikken zij ook over vele andere observatiefuncties.

• Één ervan is de mogelijkheid om het spectrum van een signaal te presenteren door middel van een berekening van de Fourier-transformatie. Hiermee verandert de meter in een spectrumanalyseapparaat.
• De beschikbaarheid van een ingang voor kanaal X maakt het mogelijk om het instrument om te vormen in een apparaat voor het triggeren van X-Y-grafieken en ze te gebruiken voor aanduiding van de bandbreedte, het triggeren van stroom-spanning-karakteristieken van niet-lineaire elementen, etc.
• Oscilloscopen met ingebouwde multimeter met de mogelijkheid voor langdurige registratie, maken daarentegen de uitvoering van cursormetingen en automatische metingen van verloopparameters volgens gedefinieerde criteria mogelijk.

Scherm

Een moderne oscilloscoop is een digitaal instrument, meestal uitgerust met een TFT-LCD-kleurenscherm, met uiteenlopende resoluties. In de eenvoudigste modellen en draagbare apparatuur is dit 320 x 240 pixels, in populaire modellen met behoorlijke meetmogelijkheden circa 480 x 350 pixels, en in de meest geavanceerde apparatuur 800 x 600 pixels.

Hoe meer pixels, hoe leesbaarder de afbeelding van de grafieken****zijn en afgezien van de grafieken verschijnt op het scherm ook nog veel ondersteunende informatie, zoals het meetraster, trigger tags, cursors, actuele instelling voor de sporen X en Y, en zelfs de waarden van de spanningen en de tijdstippen in verband met het geobserveerde verloop.

Leesbare plaatsing van veel gegevens op een klein scherm vereist niet alleen het gebruik van kleuren, maar ook de genoemde goede resolutie. De afmeting van het scherm is ook bepalend voor het leescomfort. Hoe groter het scherm, hoe beter de informatie zichtbaar is. In het geval van een draagbaar apparaat heeft een groot scherm echter invloed op de afmetingen van de behuizing en het gewicht. Daarom beschikt stationaire apparatuur over schermen van 5 tot 10 inch, en zijn de schermen van draagbare apparaten meestal niet groter dan 5 inch.

Y-spoor

Een andere belangrijke parameter van de oscilloscoop waar u rekening mee moet houden, is de bandbreedte van de Y-sporen. Eenvoudige instrumenten hebben een bandbreedte in de orde van 25 MHz, waarmee u signalen kunt observeren tot ca. 5 MHz. De meest geavanceerde beschikken over een band van 50 of zelfs 100 Mhz, waardoor visualisering van vervormde verlopen tot ca. 20 Mhz mogelijk zijn. Boven 100 Mhz begint de laboratoriumapparatuur van een hogere technische klasse en prijsklasse dan de zgn. populaire modellen.

De brede bandbreedte maakt getrouwe weergave van de details van sterk vervormde verlopen mogelijk: blokvorm, piekvorm, volledige oscillatie, met veel harmonischen.

Een oscilloscoop met een smalle bandbreedte toont bij een lange stijgtijd de signalen niet op de juiste manier - de steile zijden en oscillaties worden afgevlakt en het beeld vervalst.

Bemonsteringsfrequentie

Een andere belangrijke eigenschap van oscilloscopen is de bemonsteringsfrequentie. Deze bepaalt hoe vaak de analoog-digitale meetwaarde-omvormer in het Y-spoor van het apparaat gegevens afleest.

Om digitale signalen of vervormde analoge signalen weer te geven, is een hoge bemonsteringsfrequentie van het signaal nodig.

Deze biedt de zekerheid dat de meter geen belangrijke details of onregelmatig verschijnende afwijkingen mist. Rekeninghoudend met de bovenstaande afhankelijkheid, zorgen producenten voor eenbemonstering van het ingangssignaal die ongeveer 10 keer hoger is dan de bandbreedte.

Het is belangrijk dat de digitale gegevens die het verloop beschrijven worden opgeslagen. De geheugenomvang van het apparaat bepaalt de omvang van de meetperiode binnen een cyclus die de oscilloscoop kan opslaan en tonen op het scherm. Een grote hoeveelheid geheugen maakt de registratie van belangrijke momenten mogelijk die verschijnen nadat de tijdbasis is bepaald een vormt de basis voor de observatie van niet-cyclische verlopen en het ontdekken van afwijkingen en storingen. De geheugengrootte is de belangrijkste parameter bij het onderzoeken van digitale seriële bussen, microprocessorsystemen en digitale systemen. Er is een verband met de bemonsteringsfrequentie. Hoe groter de bemonsteringsfrequentie, hoe meer geheugen de meter moet hebben om het gegeven verloop op te slaan.

Bij het kopen van het apparaat moet u zich afvragen hoeveel signalen u tegelijkertijd wilt observeren en met elkaar wilt vergelijken op het scherm (van één tot vier). Het lijkt erop dat voor de meeste toepassingen twee kanalen voldoende zijn, en dat een dergelijke configuratie de observatie van de belangrijkste tijdcorrelaties tussen in- en uitgang mogelijk maakt.

Triggering

Het triggersysteem is verantwoordelijk voor de start (synchronisatie) van de signaalmeting en het opslaan van de gegevens in het geheugen.

Hoe geraffineerder het triggerssysteem, hoe groter de kans om afwijkingen en abnormale gebeurtenissen waar te nemen.

De basis is het activeren van een trigger op een bepaald niveau, maar ook impulsbreedte, stijgtijd, televisiesignaal, logische toestand of een combinatie van logische toestanden, en in de meest geavanceerde constructies - een bepaalde toestand van de digitale bus of een door de operator aangeduid gebied op het scherm. Bovendien kan de triggering ook automatisch, enkelvoudig of uit een bepaald kanaal plaatsvinden, of worden gegenereerd door een extern signaal.

Extra mogelijkheden

Een moderne oscilloscoop is geen meter die uitsluitend zelfstandig werkt ("standalone"), hij heeft namelijk een interface waarmee u hem kunt aansluiten op een computer (USB, RS232) en de instellingen kunt beheren, metingen uitvoeren en resultaten verzamelen. Aansluiting van een oscilloscoop op de computer is ook een mogelijkheid voor automatisering en archivering van metingen.

Constructie

Het is goed om te weten dat oscilloscopen verkrijgbaar zijn in verschillende uitvoeringen. Naast de klassieke versies - voor op het bureau - zijn er ook draagbare meters (de zg. scopemeters). Meters van het type handheld zijn uitermate geschikt bij servicewerkzaamheden. Ze kenmerken zich door grote mobiliteit en doen met betrekking tot de parameters niet onder voor stationaire instrumenten en in sommige gevallen overstijgen ze deze zelfs. Ze nemen weinig plaats in en kunnen werken in een halfstaande positie. Meestal combineren ze de functies van een oscilloscoop met een digitale multimeter.

Digitale oscilloscopen van AXIOMET

Het aanbod van AXIOMET omvat drie universele, tweekanaals digitale oscilloscopen met uitgebreide functies en goede gebruiksparameters, nl.:

• AX-DS1022C7 - het eenvoudigste model met een bandbreedte van 25 MHz, monstername tot 500 Msps en een geheugen van 32 k meetpunten;
• AX-DS1062CFM - gemiddelde versie met een bandbreedte van 70 MHz, monstername tot 1 Gsps en een geheugen van 1 Mpunt/kanaal;
• AX-DS1062CFM - meest uitgebreide versie met een bandbreedte van 100 MHz, monstername tot 1 Gsps en een geheugen van 1 Mpunt/kanaal; De instrumenten zijn geplaatst in kleine, platte behuizingen, waardoor ze weinig ruimte innemen op het bureau. Dankzij de ingebouwde handgreep kunnen ze ook de functie van draagbare meters vervullen, vooral omdat ze slechts 2,5 kg wegen. De instrumenten beschikken over een 7-inch TFT-LCD-kleurenscherm met een resolutie van 480 x 234 pixels, waardoor een leesbaar beeld is gegarandeerd.

Bovengenoemde oscilloscopen hebben vergelijkbare verwerkingsparameters voor het Y-spoor. Hun ingangsgevoeligheid bevindt zich tussen 2 mV/dz...10 V/dz bij een impedantie van 1 MΩ. Het signaal van het Y-spoor wordt omgezet in digitale vorm met behulp van een 8-bits omzetter. Het X-spoor biedt een tijdbasis van: 25, 5 of 2,5 ns/eenheid, afhankelijk van het model. Ze beschikken over een ingangscontact X en externe triggering, waardoor X-Y-werking mogelijk is zonder tijdsbasis.

De ingebouwdeUSB- en RS232-poorten dienen voor aansluiting van de meters op een computer, besturing van het instrument en werking als element van een meetsysteem - de software wordt meegeleverd door de producent. De oscilloscopen worden gevoed uit een netwerk met een vermogen van 240 V AC. Hun afmetingen bedragen 323 x 135 x 157 mm voor het model AX-DS1022C7 en 399 x 110,5 x 148,5 mm voor de overige twee versies.

Alledrie de oscilloscopen beschikken over een uitgebreid triggersysteem uit een willekeurig kanaal of externe bron: trigger (stijgend, dalend), impulsbreedte, videosignaal. Ze voeren automatische metingen van 32 verloopparameters uit en laten eliminatie van storingen en ruis uit de signalen toe door middel van een digitaal filter, en tevens middeling van de waarden uit de laatste 256 verlopen.

Het geheugen van het instrument kan worden gebruikt voor het registreren van meetresultaten. Oscilloscopen hebben de mogelijkheid om te werken in FFT-modus en het ingangsverloop en de FFT-transformatie worden getoond op een gesplitst scherm, waardoor het mogelijk is het signaal te beoordelen op basis van tijd en frequentie.

---

Samenvatting

Oscilloscopen van AXIOMET hebben niet alleen een brede functionaliteit en goede parameters, maar ook een lage prijs. Het zijn praktische en universele gereedschappen die zowel van pas komen in servicewerkplaatsen, als in verkeersafdelingen of ontwerpbureaus. Bovendien kunnen deze meters door de mogelijkheid voor aansluiting op een computer en automatisering van de metingen ook dienen voor testen bij de productie van elektronica.