Analogový osciloskop

Transkript

1 Analogový osciloskop Y u 1 AC PZ DC GND u 2 VZ u 1 u 2 Spoušěcí úr. EXT. INT. EXT. TRIG. AUTO u 5 u 3 X GSP u 3 ČZ u 4 ČZ X HZ x 10 u 4 u 5 Spousěná časová základna nasavení spoušěcího bodu: - úroveň - hrana (vzesupná, sesupná) - zdroj spoušění: vniřní, vnější, siť; - vazba spoušěcího signálu (ss, sř,) Režim HOLD OFF Evropský sociální fond P8/1

2 Dvoukanálový analogový osciloskop Y1 Y2 u 1 u 1 DC DC AC AC PZ1 GND GND u 2,1 u 2,2 PZ2 Al Chop u 6 VZ AM Přepínání ČZ (Al) u 2,1 u 2,2 u 4 EXT. TRIG. EXT. CH1 CH2 Přepínání AM (Chop) u 2,1 u 5 u 2,2 GSP u 3 u 4 ČZ ČZ X HZ u 6 X AUTO Čas. lupa x 10 Evropský sociální fond P8/2

3 Pasivní sonda 1:10 a) ekvivalenní obvod, b) ekvivalenní obvod překreslený jako frekvenčně kompenzovaný odporový dělič napěí SONDA OSCILOSKOP HROT SONDY R 1 R 1 C 1 C 1 C K kapacia kabelu C K a) R i C i b) R i C i + C K Kalibrace sondy (nasavení kapaciy C 1 ) pomocí periodického obdélníkového průběhu u u a) R 1 C 1 < R i (C K +C i ) b) R 1 C 1 = R i (C K +C i ) c) R 1 C 1 > R i (C K +C i ) (správná kompenzace) u Evropský sociální fond P8/3

4 VSTUP (2) VSTUP (1) Ex. TRIG Osciloskop s číslicovou paměí (číslicový osciloskop) Vsup. zesil. KANÁL 2 (VZ, VZP, AČP, ČP) Gen. spoušěcího pulsu AČP ČASOVAČ FIFO HODINY Videoprocesor Způsob ukládání vzorků do paměi: Paměi v jednolivých kanálech ypu FIFO (firs in firs ou) po zapnuí rvale plněny vzorky signálu; Po generování spoušěcího pulsu zasavení plnění paměi a) okamžiě (záporného zpoždění pre-rigger) b) po zpoždění, keré odpovídá době naplnění paměi FIFO ( normální ) c) po zpoždění delším než odpovídá době naplnění paměi FIFO (zpožděný - delay) Mikropočíač Vzorkovač RAM Sandard. rozhraní IEEE 488 RS-232 USB Evropský sociální fond P8/4

5 Režim pre-rigger (záporné zpoždění) a režim delay (zpoždění) SB spoušěcí (u číslicových osciloskopů přesněji zasavovací ) bod FIFO paměť: šířka n biů (obvykle 8), délka k vzorků a) pre-rigger (záporné zpoždění): zobrazeno l vzorků před SB a k - l vzorků po SB (zápis do paměi se zasaví po zapsání k - l vzorků po generování spoušěcího pulsu) SB spoušěcí k-l úroveň k b) normální režim: zobrazeny vzorky následující po SB odpovídá zobrazení analog. osc. (zápis do paměi se zasaví po zapsání k vzorků po generování spoušěcího pulsu) SB spoušěcí úroveň k c) delay (zpoždění): zobrazeny vzorky následující d vzorků po SB (zápis do paměi se zasaví po zapsání k + d vzorků po generování spoušěcího pulsu). SB d k+d k spoušěcí úroveň Evropský sociální fond P8/5

6 Spekrální analyzáor Neharmonický periodický signál souče harmonických složek (Fourierova řada) Harmonické složky - posloupnos komplex. čísel frekvenční spekrum periodického signálu Ampliudové frekvenční spekrum: absoluní hodnoy harmonických Fázové frekvenční spekrum: fáze harmonických složek MĚŘENÍ AMPLITUDOVÉHO SPEKTRA: SELEKTIVNÍ VOLTMETR (VF selekivní volmer - heerodynní princip) HETERODYNNÍ SPEKTRÁLNÍ ANALYZÁTOR analogové zpracování - frekvenční pásmo desíky khz až jednoky GHz MĚŘENÍ OBOU SLOŽEK SPEKTRA FFT SPEKTRÁLNÍ ANALYZÁTOR - výpoče DFT (Diskréní Fourierovy Transformace) z digializovaného signálu frekvenční pásmo od velmi nízkých frekvencí až do sovek khz Evropský sociální fond P8/6

7 HETERODYNNÍ SPEKTRÁLNÍ ANALYZÁTOR x() f X VZ S MFF D Z f O f M = kons. GP NŘO VZ VSTUPNÍ ZESILOVAČ, S SMĚŠOVAČ, MFF MEZIFREKVENČNÍ FILTR (pásmová propus naladěná na pevnou frekvenci f M, zv. mezifrekvenci) D DETEKTOR (usměrňovač), Z ZESILOVAČ, GP GENERÁTOR PILOVÉHO PRŮBĚHU, NŘO NAPĚTÍM ŘÍZENÝ OSCILÁTOR Evropský sociální fond P8/7

8 Nízkofrekvenční generáory měřicích signálů GENERÁTORY HARMONICKÉHO SIGNÁLU (RC) RC OSCILÁTOR ZESILOVAČ (nas zesílení) VÝSTUPNÍ ZESLABOVAČ 50 Ω (600 Ω) MĚŘENÍ ÚROVNĚ Výsupní napěí definováno: a) naprázdno b) při zaížení definovanou impedancí (obvykle 50 Ω) (Je-li v omo případě zaěžovací impedance vysoká, je generované napěí dvakrá věší než nasavené. Too plaí obecně i u jiných ypů generáorů!) Nevýhody: Nízká sabilia kmioču i napěí Výhody: Malé zkreslení, malá sejnosměrná složka Evropský sociální fond P8/8

9 FUNKČNÍ GENERÁTORY C 1 R R ZESILOVAČ R 1 + OZ1 u 2 () OZ2 + u 1 () u 2 () TVAROVAČ VÝSTUPNÍ DĚLIČ VÝSTUP Generování harmonického napěí z pilového napěí pomocí varovače: u 1 u 3 u 2 u 2 u 3 Evropský sociální fond P8/9

10 GENERÁTORY PROGRAMOVATELNÝCH PRUBĚHU (ARBITRARY GENERATORS) ČÍSLICOVÝ VSTUP (N x k biů) PAMĚŤ N x k ČAP1 (k biů) U A FILTR ZESIL.+ DĚLIČ ANALOG. VÝSTUP ČÍTAČ do N ČAP2 AMPLITUDA (ČÍSL.VSTUP) f VZ = N/T U N V paměi generáoru N k-biových hodno vzorků signálu (1 perioda) Posupný cyklický výběr jednolivých vzorků a frekvencí f VZ při N vzorcích na periodu je frekvence základní harmonické generovaného signálu f SIG = f VZ /N Nasavení ampliudy ČAP2 (rozsah výsupního napěí - děličem na výsupu) Evropský sociální fond P8/10