Czym jest oscyloskop dwukanałowy

Dwukanałowy oscyloskop

Definicja: W dwukanałowym oscyloskopie pojedynczy promień elektronowy generuje dwa ślady, które są odchylane przez dwa niezależne źródła. Aby wytworzyć te dwa oddzielne ślady, stosowane są dwie główne metody: tryb alternatywny i tryb przycinania. Są one również nazywane dwoma trybami pracy przełącznika.

Wtedy powstaje pytanie: dlaczego taki oscyloskop jest potrzebny?

Podczas analizowania lub badania wielu obwodów elektronicznych kluczowe znaczenie ma porównywanie ich napięć. Jedną z opcji do takich porównań jest użycie wielu oscyloskopów. Jednak synchroniczne uruchamianie skanu każdego oscyloskopu jest trudnym zadaniem.

To jest właśnie miejsce, w którym przydaje się dwukanałowy oscyloskop. Używa on pojedynczego promienia elektronowego, aby zapewnić dwa ślady.

Schemat blokowy i działanie dwukanałowego oscyloskopu

Poniższy rysunek przedstawia schemat blokowy dwukanałowego oscyloskopu:

Zasada działania dwukanałowego oscyloskopu

Jak widać na powyższym rysunku, dwukanałowy oscyloskop ma dwa niezależne pionowe kanały wejściowe, czyli Kanał A i Kanał B.

Dwa sygnały wejściowe wchodzą osobno do etapów wstępnych wzmacniaczy i tłumików. Wyjścia tych dwóch niezależnych etapów wstępnych wzmacniaczy i tłumików są następnie wysyłane do elektronicznego przełącznika. Ten elektroniczny przełącznik przesyła sygnał wejściowy tylko jednego kanału do wzmacniacza pionowego w określonym momencie.

Obwód jest również wyposażony w przełącznik wyboru wyzwalacza, który pozwala na wyzwalanie obwodu przez sygnał wejściowy Kanału A, sygnał wejściowy Kanału B lub zewnętrzny sygnał.

Sygnał z wzmacniacza poziomego może być wprowadzany do elektronicznego przełącznika poprzez generator skanu lub z Kanału B za pomocą przełączników S0 i S2.

W ten sposób, sygnał pionowy z Kanału A i sygnał poziomy z Kanału B są dostarczane do lampa katodowa (CRT), umożliwiając działanie oscyloskopu. Jest to tryb XY oscyloskopu, który umożliwia dokładne pomiary XY.

Faktycznie, tryb działania oscyloskopu zależy od wyboru kontrolek na panelu przednim. Na przykład, czy jest wymagany kształt fali Kanału A, kształt fali Kanału B, czy kształty fal Kanału A lub B są wymagane osobno.

Jak wcześniej omówiliśmy, istnieją dwa tryby działania dla dwukanałowego oscyloskopu. Następnie szczegółowo przeanalizujemy te dwa tryby.

Tryb alternatywny dwukanałowego oscyloskopu

Gdy aktywujemy tryb alternatywny, pozwala to na naprzemienne połączenie dwóch kanałów. Ta alternatywa lub przełączanie między Kanałem A i Kanałem B następuje na początku każdego kolejnego skanu.

Dodatkowo, istnieje relacja synchronizacji między częstotliwością przełączania a częstotliwością skanu. To pozwala na wyświetlenie kształtu fali każdego kanału w jednym skanie. Na przykład, kształt fali Kanału A będzie wyświetlany w pierwszym skanie, a w następnym skanie lampa katodowa (CRT) wyświetli kształt fali Kanału B.

W ten sposób, naprzemienne połączenie dwóch kanałów wejściowych z wzmacniaczem pionowym jest osiągnięte.

Elektroniczny przełącznik przełącza się z jednego kanału na drugi podczas okresu powrotu. Podczas okresu powrotu, promień elektronowy jest niewidoczny, więc może nastąpić przełączenie między kanałami.

Zatem, pełny skan wyświetli sygnał z jednego kanału pionowego na ekranie, a w następnym skanie, sygnał z drugiego kanału pionowego zostanie wyświetlony.

Poniższy rysunek przedstawia kształt fali wyjściowej oscyloskopu pracującego w trybie alternatywnym:

Zasada działania dwukanałowego oscyloskopu

Jak wynika z powyższego diagramu, dwukanałowy oscyloskop jest wyposażony w dwa niezależne pionowe kanały wejściowe, czyli Kanał A i Kanał B.

Dwa sygnały wejściowe są wprowadzane odpowiednio do etapów wstępnych wzmacniaczy i tłumików. Wyjścia tych dwóch oddzielnych etapów wstępnych wzmacniaczy i tłumików są następnie wysyłane do elektronicznego przełącznika. Ten elektroniczny przełącznik przesyła sygnał wejściowy tylko jednego kanału do wzmacniacza pionowego w określonym momencie.

Obwód posiada również przełącznik wyboru wyzwalacza, który umożliwia wyzwalanie obwodu przez sygnał wejściowy Kanału A, sygnał wejściowy Kanału B lub zewnętrzny sygnał.

Sygnał z wzmacniacza poziomego może być wprowadzany do elektronicznego przełącznika poprzez generator skanu lub z Kanału B za pomocą przełączników S0 i S2.

W ten sposób, sygnał pionowy z Kanału A i sygnał poziomy z Kanału B są dostarczane do lampa katodowa (CRT), umożliwiając działanie oscyloskopu. Jest to tryb XY oscyloskopu, który umożliwia dokładne pomiary XY.

Faktycznie, tryb działania oscyloskopu zależy od opcji kontrolnych na panelu przednim. Na przykład, czy jest potrzebny kształt fali Kanału A, kształt fali Kanału B, czy kształty fal Kanału A lub B są wymagane osobno.

Jak wcześniej wspomniano, istnieją dwa tryby działania dla dwukanałowego oscyloskopu. Następnie szczegółowo przeanalizujemy te dwa tryby.

Tryb alternatywny dwukanałowego oscyloskopu

Gdy aktywowany jest tryb alternatywny, pozwala to na naprzemienne połączenie dwóch kanałów. Ta alternatywa lub przełączanie między Kanałem A i Kanałem B następuje na początku każdego skanu.

Dodatkowo, istnieje relacja synchronizacji między częstotliwością przełączania a częstotliwością skanu. To pozwala na prezentację kształtu fali każdego kanału podczas jednego skanu. Na przykład, kształt fali Kanału A zostanie wyświetlony w pierwszym skanie, a w następnym skanie lampa katodowa (CRT) wyświetli kształt fali Kanału B.

W ten sposób, naprzemienne połączenie między dwoma kanałami wejściowymi a wzmacniaczem pionowym jest realizowane.

Elektroniczny przełącznik przełącza się z jednego kanału na drugi podczas okresu powrotu. Podczas okresu powrotu, promień elektronowy jest niewidoczny, co pozwala na przełączenie między kanałami.

Zatem, pełny skan wyświetli sygnał z jednego kanału pionowego na ekranie, a następny skan wyświetli sygnał z drugiego kanału pionowego.

Poniższy diagram przedstawia kształt fali wyjściowej oscyloskopu pracującego w trybie alternatywnym:

W tym trybie, elektroniczny przełącznik działa swobodnie z bardzo wysoką częstotliwością, która mieści się w zakresie około 100 kHz do 500 kHz. Ponadto, częstotliwość elektronicznego przełącznika jest niezależna od częstotliwości generatora skanu.

W ten sposób, małe segmenty dwóch kanałów mogą być ciągle podłączone do wzmacniacza.

Gdy częstotliwość przycinania jest wyższa niż częstotliwość skanu poziomego, oddzielnie przycięte segmenty będą scalane i ponownie łączone, tworząc oryginalne zastosowane kształty fal Kanału A i Kanału B na ekranie lampa katodowa (CRT).

Jednak, jeśli częstotliwość przycinania jest niższa niż częstotliwość skanu, na pewno prowadzi to do nieciągłości w wyświetlaczu. Dlatego w takim przypadku, tryb alternatywny jest bardziej odpowiedni.

Dwukanałowy oscyloskop pozwala na wybór odpowiednich trybów działania poprzez panel przedni instrumentu.