Paměťový osciloskop
Hlavní přínos paměťového osciloskopu je ve zvýšení mezní frekvence do oblasti GHz, to je způsobeno že snímání a zobrazení měřeného signálu neprobíhá zároveň, jako u běžných osciloskopů. U paměťových osciloskopů se nejdříve sejme vysokou rychlostí signál. Proto také stačí pro zobrazení takového signálu obrazovka s elektromagnetickým vychylováním nebo LCD displej. Dalším přínosem je zobrazení jednorázových neperiodických dějů a uložení zobrazovaného průběhu do paměti. Je tedy možné zobrazený průběh upravovat a opětovně vyvolat.
Blokové schéma dvoukanálového paměťového osciloskopu:
VPA a VPB jsou vstupní analogové předzesilovače a děliče.
A/D převodník se vzorkovacím zesilovačem na vstupu, jeho úkolem je:
- Snímání okamžité hodnoty velikosti signálu v daných časových intervalech, velikost těchto intervalů určuje μP.
- S – analogoví spínač, řízený krátkými vzorkovacími impulsy. Během jejich trvání je spínač sepnut a Cp se nabije na hodnotu U, to se převede na číslicovou hodnotu a hodnota se uloží do paměti RAM, tento postup se opakuje příchodem dalšího vzorkovacího impulsu. Požadavky na A/D převodník:
Ø Rychlost převodu – je velmi rychlá v MS/s až GS/s (GigaSample/s)
- maximálně dosažená rychlost je GHz vzorkovacího imp.
Ø Přesnost – dána počtem výstupních bitů převodníku. (8Bit)
μP představuje mikroprocesoroví řídící systém osciloskopu. Je to jednoúčeloví mikropočítač jehož úkolem je řízení všech fcí. osciloskopu. Základní fce. μP:
v Nastavení kmitočtu a druhu vzorkování. (čím více vzorků se během jedné periody sejme tím věrnější bude jeho zpětná rekonstrukce, což je 50vzorků na periodu.
v Ukládání a vybírání digitalizovaných vzorků z paměti a řízení zobrazení.
v Matematické úpravy signálu (průměrkování, kmitočet, Uf, Usyč…)
v Komunikace s (RS232, GOIB)
1.Vzorkování v reálném čase: vzorkování je prováděno jednorázově tzn. Že všechny potřebné vzorky se odeberou během jednoho průběhu signálu.
a. Umožňuje zaznamenat jednorázové a neperiodické děje
b. Klade vysoké nároky na rychlost převodníku (rychlost př. musí být mnohokrát vyšší než je měřený signál.)
2. Periodické vzorkování - v každé periodě se sejme jeden vzorek z jiného místa průběhu signálu. Nejpoužívanější způsob period. vzorkování je náhodné vzorkování.
a. vzorkovaný signál
b. rekonstruovaný signál
Vlastní periodické vzorkování:
· Pro digitalizaci vystačíme s podstatně pomalejším převodníkem, než je km. signálu.
· Pomalejší převodník může mít lepší (rozlišení) zobrazovací schopnost.
Zobrazení: – analog. Obrazovkou (je nutný D/A převodník)
- LCD displej, je řízen číslicovým signálem (D/A převodník není nutný)
Parametry paměťových osciloskopů:
I. Šíře přenášeného pásma, citlivost zesilovačů, vstupní impedance – stejně jako u analogových osciloskopů
II. Druh vzorkování
III. Maximální vzorkovací frekvence (např. 1GS/s) a rozsah vzorkovacích frekvencí (např. 50S/s – 1GS/s)
IV. Délka zobrazení jednoho kanálu (2-20kB)
V. Vertikální rozlišení, dané počtem bitů použitého AP převodníku (8-12kb)
Shrnutí:
Ø Kvalitní sledování jednorázových dějů
Ø Velký kmitočtový rozsah
Ø Možnost matematických úprav signálu
Ø Přímé měření vybraných parametrů signálu
Ø Uložení průběhu do paměti a jeho opětovné vyvolání
Ø Možnost připojení do automatizovaného měřícího systému
Ø Použití bateriového napájení
Nedostatky:
- vyšší cena
- Nespojité zobrazení
- Při chybné obsluze nesprávné či zavádějící výsledky
- Složitější obsluha
Princip osc. sondy spočívá ve vytvoření děliče napětí z odporů sondy vst. Odporu zesilovače.
Dělič napětí osc. Sondy musí být kmitočtově kompenzován. (přenos sondy musí být konstantní s frekvencí)
Kalibrátor: zdroj obdélníkového napětí o frekvenci 1KHz o stab. Velikosti napětí.
Slouží k rychlé kontrole správné funkce osc. a to:
- skutečné velikosti zesílení zesilovačů
- ke kontrole kmitočtové kompenzace sond a celého osciloskopu.