Què és un oscil·loscopi de doble traça? Definició explicació del principi de funcionament i modes

Què és un oscil·loscopi de doble traça?

Definició

Un oscil·loscopi de doble traça utilitza un sol raig d'electrons per generar dues traçades separades, cada una desviada per una font d'entrada independent. Per produir aquestes dues traçades, principalment utilitza dos modes d'operació—el mode alternat i el mode tallat—controlats per un interruptor.

Finalitat d'un oscil·loscopi de doble traça

En l'anàlisi o l'estudi de múltiples circuits electrònics, sovint és crític comparar les seves característiques de tensió. Si bé es podrien utilitzar múltiples oscil·loscopis per a aquestes comparacions, sincronitzar la generació del rastreig de cada dispositiu és extremadament complicat. Un oscil·loscopi de doble traça resol això generant dues traçades mitjançant un sol raig d'electrons, permetent una anàlisi simultània convenient i precisa.

Diagrama en bloc i principi de funcionament d'un oscil·loscopi de doble traça

El diagrama en bloc d'un oscil·loscopi de doble traça es mostra a continuació:

Com es mostra en la figura superior, l'oscil·loscopi disposa de dos canals verticals d'entrada independents, etiquetats com A i B. Cada entrada es alimenta separatament a un estadi de preamplificador i atenuador. Les sortides d'aquests dos estadi són llavors encaminades cap a un interruptor electrònic, que només permet passar la entrada d'un canal al amplificador vertical en qualsevol moment donat. El circuit també inclou un interruptor selector de disparador, que permet el disparador a través del canal A, el canal B o una senyal aplicada externament.

Un amplificador horitzontal proporciona senyals a l'interruptor electrònic, amb la font determinada pels interruptors S0 i S2—ja sigui el generador de rastreig o el canal B. Aquesta configuració permet enviar senyals verticals del canal A i senyals horitzontals del canal B al CRT, permetent la operació en mode X-Y per mesures X-Y precises.

Els modes d'operació de l'oscil·loscopi es seleccionen a través dels controls del frontal, permetent als usuaris mostrar traçades només del canal A, només del canal B o tots dos canals simultàniament. Com s'ha mencionat anteriorment, els oscil·loscopis de doble traça operen en dos modes clau:

Mode alternat

Quan s'activa el mode alternat, l'interruptor electrònic alterna entre els dos canals, commutant al començament de cada nou rastreig. La velocitat de commutació està sincronitzada amb la velocitat de rastreig, assegurant que la traça de cada canal es mostri en rastrejos separats: la traça del canal A apareix en el primer rastreig, seguida per la traça del canal B en el següent.

La commutació entre canals ocorre durant el període de retrocès del rastreig, quan el raig d'electrons és invisible—evitant qualsevol interrupció visible a les traçades. Això resulta en un senyal de rastreig complet d'un canal vertical mostrat, seguit d'un rastreig complet de l'altre canal en el cicle següent.

La sortida de forma d'ona de l'oscil·loscopi operant en mode alternat es mostra a la figura següent:

Aquest mode preserva la relació correcta de fase entre les senyals dels canals A i B. Tanmateix, té un inconvenient: la pantalla mostra les dues senyals com si ocorressin en moments diferents, encara que realment siguin simultànies. A més, el mode alternat no és adequat per mostrar senyals de baixa freqüència.

Mode tallat

En el mode tallat, l'interruptor electrònic alterna ràpidament entre els dos canals diverses vegades durant un sol rastreig. La commutació és tan ràpida que fins i tot segments minúsculs de cada senyal són mostrats, creant l'il·lusió de traçades contínues per als dos canals. La visualització de la forma d'ona en el mode tallat es mostra a la figura següent:

En el mode tallat, l'interruptor electrònic opera en un estat de funcionament lliure a una alta freqüència (normalment entre 100 kHz i 500 kHz), independent de la freqüència del generador de rastreig. Aquesta commutació ràpida assegura que petits segments de les senyals dels dos canals són alimentats continuament a l'amplificador.

Quan la freqüència de tallat excedeix la freqüència de rastreig horitzontal, els segments tallats es fusionen de manera fluida a la pantalla del CRT, reconstruint les formes d'ona originals dels canals A i B. En canvi, si la freqüència de tallat és inferior a la freqüència de rastreig, la pantalla mostrarà discontinuïtats—fent que el mode alternat sigui més adequat en aquests casos. Els oscil·loscopis de doble traça permeten als usuaris seleccionar el mode d'operació desitjat a través d'un control del frontal.