اسیلوسکوپ دیجیتال

اسیلوسکوپ دیجیتال

مفهوم اسیلوسکوپ دیجیتال تا حدودی با یک اسکوپ آنالوگ متفاوت است. به جای پردازش سیگنال‌ها به روش آنالوگ، DSO آنها را با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال ADC به یک فرمت دیجیتال تبدیل می‌کند، سپس داده‌های دیجیتال را در حافظه ذخیره می‌کند و سپس سیگنال‌ها را به صورت دیجیتال پردازش می‌کند، در نهایت سیگنال‌های حاصل را تبدیل می‌کند. سیگنال در یک فرمت تصویری برای نمایش بر روی صفحه نمایش آماده می کند. از آنجایی که شکل موج در یک فرمت دیجیتال ذخیره می‌شود، داده‌ها را می‌توان در خود اسیلوسکوپ یا حتی توسط رایانه‌ای که به آن متصل است پردازش کرد. یکی از مزایای استفاده از DSO این است که داده های ذخیره شده را می توان برای تجسم یا پردازش سیگنال در هر زمان استفاده کرد. دامنه های آنالوگ حافظه ندارند، بنابراین سیگنال را می توان فقط به صورت آنی نمایش دهند. بخش های گذرا سیگنال (که ممکن است حتی در میلی ثانیه یا میکروثانیه ناپدید شوند) را نمی توان با استفاده از اسیلوسکوپ آنالوگ مشاهده کرد. DSOها با توجه به انعطاف پذیری و عملکردشان به طور گسترده در بسیاری از برنامه ها استفاده می شوند.

اسیلوسکوپ های دیجیتال در بین دانشجویان مهندسی و علاقه مندان به کارهای الکترونیکی کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. این تجهیز آزمایشگاهی به عنوان یکی از بهترین و تواناترین دستگاه ها برای ضبط، تجزیه و تحلیل و بررسی ویژگی های برجسته سیگنال های الکتریکی شناخته شده است. اسیلوسکوپ های دیجیتال همچنین در تست وسایل نقلیه موتوری، مهندسی مخابرات، سیستم های احتراق خودرو و همچنین ابزارهای پزشکی مانند ECG استفاده می شود. اسیلوسکوپ دیجیتال اساسا یک اسیلوسکوپ آنالوگ است که از مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای تبدیل ولتاژ اندازه گیری شده به داده های دیجیتال استفاده می کند. این دستگاه از یک سیستم نمونه برداری برای بدست آوردن شکل موج ورودی استفاده می کند و آنها را تا زمانی که نمونه های کافی برای نشان دادن شکل موج بدست آید ذخیره می کند. سپس این سیگنال ها دوباره مرتب می شوند تا به صورت نموداری روی صفحه نمایش داده شوند. این سیگنال ها را می توان از طریق پارامترهای مختلف آنها مانند ولتاژ، جریان یا حتی قدرت مغناطیسی مشاهده کرد. اسیلوسکوپ های دیجیتال عمدتا به چهار نوع تقسیم می شوند. بررسی دقیق برخی از بهترین اسیلوسکوپ های دیجیتال در زیر ارائه خواهد شد.

• اسیلوسکوپ ذخیره سازی دیجیتال (DSO)

• اسیلوسکوپ فسفر دیجیتال (DPO)

• اسیلوسکوپ سیگنال مختلط دیجیتال (MSO)

• اسیلوسکوپ دامنه مختلط دیجیتال (MDO)

مزایای اسیلوسکوپ های دیجیتال

برخی از مزایای اسیلوسکوپ دیجیتال بر اسیلوسکوپ آنالوگ عبارت است از توانایی برای ذخیره اطلاعات دیجیتال، آپلود به یک کامپیوتر، تولید یک نسخه کپی و ظرفیت آن برای اندازه گیری بر روی داده های دیجیتال. از مزیت های اسیلوسکوپ دیجیتال است.این دستگاه برای تشخیص می تواند در رنگ متضاد نمایش دهد. مزیت نهایی این است که DSO می تواند اطلاعات بسیار بیشتری در مورد یک سیگنال (زمان افزایش پالس، طیف فرکانس و غیره) را فراهم کند. که از روش های کاملا آنالوگ این کار را میکند.

در خرید اسیلوسکوپ دیجیتال به چه چیزی توجه کنیم

پهنای باند: نکته‌ای که در خرید اسیلوسکوپ باید به آن دقت کرد، پهنای باند است. پهنای باند سیگنال، در واقع دقت اندازه‌گیری سیگنال آنالوگ است که برحسب فرکانس بیان می‌شود اما نباید آن را با مفهوم فرکانس اسیلوسکوپ، اشتباه گرفت. در واقع پهنای باند یک سیگنال، توانایی اندازه گیری دقیق مقدار سیگنال آنالوگ وقتی که به اندازه 3 db افت کرده، با دقت دو صدم است. به عبارت دیگر، اگر بخواهیم با یک اسیلوسکوپ 100 مگاهرتزی، دقتی دو صدمی داشته باشیم، بیشترین فرکانس اعمالی به دستگاه 20 مگاهرتز می‌تواند باشد.

تعداد کانال‌ها: در خرید اسیلوسکوپ، باید به تعداد شکل موج‌هایی که می‌تواند در لحظه نمایش دهد نیز، توجه کرد؛ این مسئله، بستگی به تعداد کانال‎های ورودی آن دارد. اسیلوسکوپ‌های دو و چهار کاناله پرکاربرد ترین نوع اسیلوسکوپ‌ها هستند. همچنین، تعداد کانال‌های یک اسیلوسکوپ، در قیمت آن نیز موثر است.

نرخ نمونه برداری: نرخ نمونه‌برداری در اسیلوسکوپ، شبیه همان تعداد فریم عکس در فیلمبرداری است؛ هرچه تعداد این فریم‌ها بیشتر باشد، کیفیت فیلم نیز بیشتر شده و تعداد لحظات از دست رفته بسیار ناچیز خواهد بود. بنابراین هرچه نرخ نمونه برداری از سیگنال بیشتر باشد، سیگنال نمونه برداری شده از سیگنال آنالوگ، از کیفیت بالاتری برخوردار خواهد بود.

تریگر: تریگر بخشی از سیگنال ورودی را به صورت تکراری و پشت سر هم نشان می‌دهد. به این ترتیب اگر روی اسیلوسکوپ شکل یک موج ایستا را تماشا کنید، خواهید دید که یک سیگنال مدام تکرار می‌شود. بنابراین از تریگر برای ثابت کردن سیگنال پردازش شده، توسط اسیلوسکوپ در صفحه نمایشگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع این ولوم تریگر است که پس از پیدا کردن اولین نقطه تکرار یک سیگنال، فرکانس جاروب افقی خود را برای نمایش ثابت سیگنال تنظیم می‌کند.

مقدارحافظه: توانایی ثبت و ذخیره سیگنال در اسیلوسکوپ دیجیتال، به ظرفیت حافظه داخلی این دستگاه، بستگی دارد. مقدار حافظه داخلی اسیلوسکوپ نیز همانند تعداد کانالهای ورودی نقش مهمی در تعیین قیمت اسیلوسکوپ دارد.

برای اطلاعات بیشتر میتوانید مقاله ی بهترین اسیلوسکوپ های دیجتال را مطالعه فرمایید.