Hvad er en tosporet oscilloskop? Definition arbejdsmåde og tilstande forklaret

Hvad er en dobbeltsporet oscilloskop？

Definition

En dobbeltsporet oscilloskop bruger en enkelt elektronstråle til at generere to separate spor, hver defletteret af en uafhængig indgangskilde. For at producere disse to spor anvender den hovedsageligt to driftstilstande—alternativ tilstand og skåret tilstand—styret af en skruge.

Formål med en dobbeltsporet oscilloskop

Når man analyserer eller studerer flere elektroniske kredsløb, er det ofte afgørende at sammenligne deres spændingskarakteristika. Selvom man kunne bruge flere oscilloskoper til sådanne sammenligninger, er det meget udfordrende at synkronisere sweep-udløsningen for hvert enhed. En dobbeltsporet oscilloskop løser dette ved at generere to spor ved hjælp af en enkelt elektronstråle, hvilket gør det bekvemt og præcist at analysere dem samtidigt.

Blokkdiagram og arbejdsmåde for en dobbeltsporet oscilloskop

Blokkdiagrammet for en dobbeltsporet oscilloskop vises nedenfor:

Som vist på figuren ovenfor, har oscilloskopet to uafhængige lodrette indgangskanaler, mærket A og B. Hver indgang føres separat ind i en forforstærker- og dæmpningsstage. Udgangene fra disse to stadier ledes derefter til en elektronisk skruge, som kun tillader, at en kanals indgang passerer igennem til den lodrette forstærker ad gangen. Kredsløbet inkluderer også en udløservalgskruge, som gør det muligt at udløse via enten kanal A, kanal B eller et eksternt anvendt signal.

En vandret forstærker leverer signaler til den elektroniske skruge, hvor kilde bestemmes af skruget S0 og S2—enten sweep-generator eller kanal B. Dette opsætning gør det muligt at sende lodrette signaler fra kanal A og vandrette signaler fra kanal B til CRT, hvilket gør X-Y tilstand mulig for præcise X-Y målinger.

Oscilloskopets driftstilstande vælges via frontpanelet, hvilket giver brugere mulighed for at vise spor fra kun kanal A, kun kanal B, eller begge kanaler samtidigt. Som tidligere nævnt, opererer dobbeltsporede oscilloskoper i to nøgletilstande:

Alternativ tilstand

Når alternativ tilstand aktiveres, skifter den elektroniske skruge mellem de to kanaler, ved at skifte ved starten af hvert nyt sweep. Skiftfrekvensen er synkroniseret med sweep-frekvensen, hvilket sikrer, at hvert kanals spor vises i separate sweeps: kanal A's spor vises i det første sweep, fulgt af kanal B's spor i det næste.

Skift mellem kanalerne foregår under sweep flyback-periode, hvor elektronstrålen er usynlig—hvilket forhindrer enhver synlig forstyrrelse af spor. Dette resulterer i et komplet sweep-signal fra en lodret kanal, der vises, fulgt af et fuldt sweep fra den anden kanal i den efterfølgende cyklus.

Bølgeformens output fra oscilloskopet, der fungerer i alternativ tilstand, vises på figuren nedenfor:

Denne tilstand bevare den korrekte fasen forhold mellem signaler fra kanal A og B. Dog har den en ulempe: displayet viser de to signaler som om de opstod i forskellige tider, selvom de faktisk er samtidige. Desuden er alternativ tilstand ikke egnet til at vise lavfrekvente signaler.

Skåret tilstand

I skåret tilstand skifter den elektroniske skruge hurtigt mellem de to kanaler flere gange under et enkelt sweep. Skiftet er så hurtigt, at endda små segmenter af hvert signal vises, hvilket skaber illusionen af kontinuerlige spor for begge kanaler. Bølgeformdisplayet i skåret tilstand vises på figuren nedenfor:

I skåret tilstand fungerer den elektroniske skruge i en fri løbende tilstand med høj frekvens (typisk 100 kHz til 500 kHz), uafhængigt af sweep-generatorens frekvens. Dette hurtige skift sikrer, at små segmenter af signaler fra begge kanaler konstant fødes til forstærkeren.

Når skæringsfrekvensen overstiger den vandrette sweep-rate, smelter de skårede segmenter naadløst sammen på CRT-skærmen, hvilket genskaber de originale bølgeformer for kanal A og B. Omvendt vil displayet vise diskontinuiteter, hvis skæringsfrekvensen er lavere end sweep-raten—gør alternativ tilstand mere passende i sådanne tilfælde. Dobbeltsporede oscilloskoper giver brugere mulighed for at vælge den ønskede driftstilstand via en frontpanel-kontrol.