Que é un osciloscopio de dobre traza Definición Principio de funcionamento e modos explicados

Que é un osciloscopio de dobre rastro?

Definición

Un osciloscopio de dobre rastro utiliza un único feixe de electróns para xerar dous rastros separados, cada un desviado por unha fonte de entrada independente. Para producir estes dous rastros, emprega principalmente dous modos de funcionamento—modo alternativo e modo cortado—controlados por un interruptor.

Propósito dun osciloscopio de dobre rastro

Ao analizar ou estudar múltiples circuitos electrónicos, a comparación das súas características de voltaxe é a miúdo crítica. Aínda que se puidese usar múltiples osciloscopios para tales comparacións, sincronizar o disparo do varrido de cada dispositivo é moi difícil. Un osciloscopio de dobre rastro resolve isto xerando dous rastros usando un único feixe de electróns, permitindo unha análise simultánea cómoda e precisa.

Diagrama de bloques e principio de funcionamento dun osciloscopio de dobre rastro

O diagrama de bloques dun osciloscopio de dobre rastro amóstrase a continuación:

Como se mostra na figura anterior, o osciloscopio dispón de dúas canles de entrada vertical independentes, etiquetadas A e B. Cada entrada alimentase de forma separada a un estádio de preamplificador e atenuador. As saídas destes dous estádios diríxense entón a un interruptor electrónico, que só permite que a entrada dunha canle pase ao amplificador vertical en calquera momento dado. O circuito tamén inclúe un interruptor selector de disparo, que permite o disparo a través da canle A, da canle B ou dunha señal aplicada externamente.

Un amplificador horizontal fornece sinais ao interruptor electrónico, coa fonte determinada polos interruptores S0 e S2—ou o xerador de varrido ou a canle B. Esta configuración permite que as señais verticais da canle A e as señais horizontais da canle B se envíen ao CRT, permitindo a operación no modo X-Y para medidas precisas X-Y.

Os modos de funcionamento do osciloscopio seleccionanse mediante controles frontais, permitindo aos usuarios mostrar rastros da soa canle A, da soa canle B ou ambas as canles simultaneamente. Como xa se notou, os osciloscopios de dobre rastro funcionan en dous modos clave:

Modo alternativo

Cando se activa o modo alternativo, o interruptor electrónico alterna entre as dúas canles, cambiando no inicio de cada novo varrido. A taxa de conmutación sincrónica coa taxa de varrido, asegurando que o rastro de cada canle se mostre en varridos separados: o rastro da canle A aparece no primeiro varrido, seguido polo rastro da canle B no seguinte.

A conmutación entre canles ocorre durante o período de retorno do varrido, cando o feixe de electróns é invisible—evitando calquera interrupción visible nos rastros. Isto resulta nunha sinal de varrido completo dunha canle vertical sendo mostrado, seguido dun varrido completo da outra canle no ciclo subsecuente.

A saída de onda do osciloscopio funcionando en modo alternativo amóstrase na figura a seguir:

Este modo preserva a relación correcta de fase entre as señais das canles A e B. No entanto, ten un inconveniente: a visualización mostra as dúas señais como ocorrendo en momentos diferentes, aínda que sexan realmente simultáneas. Ademais, o modo alternativo non é axeitado para mostrar señais de baixa frecuencia.

Modo cortado

No modo cortado, o interruptor electrónico alterna rapidamente entre as dúas canles varias veces durante un único varrido. A conmutación é tan rápida que incluso segmentos minúsculos de cada sinal son mostrados, creando a illusión de rastros continuos para ambas as canles. A visualización de onda no modo cortado amóstrase na figura a seguir:

No modo cortado, o interruptor electrónico funciona nun estado de libre execución a alta frecuencia (tipicamente 100 kHz a 500 kHz), independente da frecuencia do xerador de varrido. Esta conmutación rápida asegura que segmentos pequenos de señais de ambas as canles se alimenten continuamente ao amplificador.

Cando a taxa de corte supera a taxa de varrido horizontal, os segmentos cortados fusionánse sinxelmente na pantalla CRT, reconstruíndo as ondas orixinais das canles A e B. Por contra, se a taxa de corte é menor que a taxa de varrido, a visualización amosará discontinuidades—faiendo que o modo alternativo sexa máis axeitado neses casos. Os osciloscopios de dobre rastro permítenlle aos usuarios seleccionar o modo de funcionamento deseado a través dun control frontal.