Was ist ein Doppelspuroszilloskop
Doppelspur-Oszilloskop
Definition: In einem Doppelspur-Oszilloskop erzeugt ein einzelner Elektronenstrahl zwei Spuren, die von zwei unabhängigen Quellen abgelenkt werden. Um diese beiden getrennten Spuren zu erzeugen, werden zwei Hauptmethoden angewendet: der Alternativmodus und der Zerhackmodus. Diese werden auch als die beiden Betriebsarten des Schalters bezeichnet.
Es stellt sich dann die Frage: Warum ist ein solches Oszilloskop notwendig?
Bei der Analyse oder Untersuchung mehrerer elektronischer Schaltungen ist der Vergleich ihrer Spannungen entscheidend. Eine Möglichkeit, solche Vergleiche durchzuführen, besteht darin, mehrere Oszilloskope zu verwenden. Allerdings ist es eine schwierige Aufgabe, den Sweep jedes Oszilloskops synchron auszulösen.
Hier kommt das Doppelspur-Oszilloskop ins Spiel. Es verwendet einen einzigen Elektronenstrahl, um zwei Spuren bereitzustellen.
Blockschaltbild und Funktion des Doppelspur-Oszilloskops
Die folgende Abbildung zeigt das Blockschaltbild eines Doppelspur-Oszilloskops:
Funktionsprinzip des Doppelspur-Oszilloskops
Wie in der obigen Abbildung zu sehen, verfügt das Doppelspur-Oszilloskop über zwei unabhängige vertikale Eingangskanäle, nämlich Kanal A und Kanal B.
Die beiden Eingangssignale gelangen jeweils in die Vorverstärker- und Dämpferstufen. Die Ausgänge dieser beiden unabhängigen Vorverstärker- und Dämpferstufen werden dann an den elektronischen Schalter gesendet. Dieser elektronische Schalter überträgt das Eingangssignal nur eines einzigen Kanals zu einem bestimmten Zeitpunkt an den vertikalen Verstärker.
Das Schaltkreis ist auch mit einem Trigger-Auswahl-Schalter ausgestattet, der es ermöglicht, dass das Schaltkreis durch den Eingang von Kanal A, den Eingang von Kanal B oder ein extern angewendetes Signal ausgelöst wird.
Das Signal vom horizontalen Verstärker kann entweder über den Sweep-Generator oder von Kanal B über die Schalter S0 und S2 an den elektronischen Schalter eingespeist werden.
Auf diese Weise werden das vertikale Signal von Kanal A und das horizontale Signal von Kanal B an das Kathodenstrahlrohr (CRT) zur Verfügung gestellt, um den Betrieb des Oszilloskops zu ermöglichen. Dies ist der X-Y-Modus des Oszilloskops, der präzise X-Y-Messungen ermöglicht.
In der Praxis hängt der Betriebsmodus des Oszilloskops von den Steueroptionen auf der Frontplatte ab. Zum Beispiel, ob die Wellenform von Kanal A, die Wellenform von Kanal B oder die Wellenformen von Kanal A oder B separat benötigt werden.
Wie bereits erwähnt, gibt es zwei Betriebsmodi für das Doppelspur-Oszilloskop. Im Folgenden werden wir diese beiden Modi detailliert betrachten.
Alternativmodus des Doppelspur-Oszilloskops
Wenn wir den Alternativmodus aktivieren, können die beiden Kanäle abwechselnd verbunden werden. Diese Abwechslung oder Umschaltung zwischen Kanal A und Kanal B erfolgt am Anfang jeder aufkommenden Sweep.
Darüber hinaus besteht eine Synchronisationsbeziehung zwischen der Umschaltfrequenz und der Sweep-Frequenz. Dies ermöglicht, dass die Wellenform jedes Kanals in einer Sweep angezeigt wird. Zum Beispiel wird die Wellenform von Kanal A in der ersten Sweep angezeigt, und in der nächsten Sweep zeigt das Kathodenstrahlrohr (CRT) die Wellenform von Kanal B.
Auf diese Weise wird die abwechselnde Verbindung der zweikanaligen Eingänge zum vertikalen Verstärker realisiert.
Der elektronische Schalter schaltet während der Rücklaufphase von einem Kanal auf den anderen. Während der Rücklaufphase ist der Elektronenstrahl unsichtbar, sodass die Kanal-Umschaltung stattfinden kann.
Daher wird in einer vollständigen Sweep das Signal von einem vertikalen Kanal auf dem Bildschirm angezeigt, und in der nächsten Sweep wird das Signal vom anderen vertikalen Kanal angezeigt.
Die folgende Abbildung zeigt die Ausgangswellenform des Oszilloskops im Alternativmodus:
Funktionsprinzip des Doppelspur-Oszilloskops
Wie aus dem obigen Diagramm ersichtlich, ist das Doppelspur-Oszilloskop mit zwei unabhängigen vertikalen Eingangskanälen, nämlich Kanal A und Kanal B, ausgestattet.
Die beiden Eingangssignale werden jeweils in die Vorverstärker- und Dämpferstufen eingespeist. Die Ausgänge dieser beiden separaten Vorverstärker- und Dämpferstufen werden dann an den elektronischen Schalter gesendet. Dieser elektronische Schalter überträgt das Eingangssignal nur eines einzigen Kanals zu einem bestimmten Zeitpunkt an den vertikalen Verstärker.
Das Schaltkreis verfügt auch über einen Trigger-Auswahl-Schalter, der es ermöglicht, dass das Schaltkreis durch den Eingang von Kanal A, den Eingang von Kanal B oder ein extern angewendetes Signal ausgelöst wird.
Das Signal vom horizontalen Verstärker kann entweder über den Sweep-Generator oder von Kanal B über die Schalter S0 und S2 an den elektronischen Schalter eingespeist werden.
Auf diese Weise werden das vertikale Signal von Kanal A und das horizontale Signal von Kanal B an das Kathodenstrahlrohr (CRT) zur Verfügung gestellt, um den Betrieb des Oszilloskops zu ermöglichen. Dies ist der X-Y-Modus des Oszilloskops, der präzise X-Y-Messungen ermöglicht.
In der Realität hängt der Betriebsmodus des Oszilloskops von den Steueroptionen auf der Frontplatte ab. Zum Beispiel, ob die Wellenform von Kanal A, die Wellenform von Kanal B oder die Wellenformen von Kanal A oder B separat benötigt werden.
Wie bereits erwähnt, gibt es zwei Betriebsmodi für das Doppelspur-Oszilloskop. Im Folgenden werden wir diese beiden Modi detailliert betrachten.
Alternativmodus des Doppelspur-Oszilloskops
Wenn der Alternativmodus aktiviert wird, können die beiden Kanäle abwechselnd verbunden werden. Diese Abwechslung oder Umschaltung zwischen Kanal A und Kanal B erfolgt am Anfang jedes Scans.
Darüber hinaus besteht eine Synchronisationsbeziehung zwischen der Umschaltfrequenz und der Scan-Frequenz. Dies ermöglicht, dass die Wellenform jedes Kanals während eines einzelnen Scans dargestellt wird. Zum Beispiel wird die Wellenform von Kanal A in dem ersten Scan angezeigt, und im nächsten Scan zeigt das Kathodenstrahlrohr (CRT) die Wellenform von Kanal B.
Auf diese Weise wird die abwechselnde Verbindung zwischen den zweikanaligen Eingängen und dem vertikalen Verstärker realisiert.
Der elektronische Schalter schaltet während der Rücklaufphase von einem Kanal auf den anderen. Während der Rücklaufphase ist der Elektronenstrahl unsichtbar, sodass die Kanal-Umschaltung stattfinden kann.
Daher wird in einem vollständigen Scan das Signal von einem vertikalen Kanal auf dem Bildschirm angezeigt, und im nächsten Scan wird das Signal vom anderen vertikalen Kanal angezeigt.
Die folgende Abbildung zeigt die Ausgangswellenform des Oszilloskops im Alternativmodus:
In diesem Modus arbeitet der elektronische Schalter frei mit einer extrem hohen Frequenz im Bereich von etwa 100 kHz bis 500 kHz. Darüber hinaus ist die Frequenz des elektronischen Schalters unabhängig von der des Sweep-Generators.
Dadurch können kleine Segmente der beiden Kanäle kontinuierlich an den Verstärker angeschlossen werden.
Wenn die Zerhackrate höher als die horizontale Sweep-Rate ist, werden die separat zerhackten Segmente zusammengefügt und neu kombiniert, um die ursprünglich angewendeten Wellenformen von Kanal A und Kanal B auf dem Bildschirm des Kathodenstrahlrohres (CRT) zu bilden.
Wenn jedoch die Zerhackrate niedriger als die Sweep-Rate ist, führt dies sicherlich zu Unterbrechungen in der Anzeige. Daher ist in solchen Fällen der Alternativmodus geeigneter.
Das Doppelspur-Oszilloskop ermöglicht die Auswahl der jeweiligen Betriebsmodi über die Frontplatte des Instruments.
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