Cosa è un Oscilloscopio a Doppia Traccia Definizione Principio di Funzionamento e Modalità Spiegate

Cos'è un oscilloscopio a doppia traccia?

Definizione

Un oscilloscopio a doppia traccia utilizza un singolo fascio elettronico per generare due tracce separate, ciascuna deviata da una sorgente di ingresso indipendente. Per produrre queste due tracce, impiega principalmente due modalità operative—modalità alternata e modalità a scintillazione—controllate da un interruttore.

Scopo di un oscilloscopio a doppia traccia

Quando si analizzano o si studiano più circuiti elettronici, confrontare le loro caratteristiche di tensione è spesso cruciale. Sebbene si potrebbero utilizzare più oscilloscopi per tali confronti, sincronizzare l'innescamento dello spazzamento di ciascun dispositivo risulta altamente sfidante. Un oscilloscopio a doppia traccia risolve questo problema generando due tracce con un singolo fascio elettronico, consentendo un'analisi simultanea comoda e accurata.

Diagramma a blocchi e principio di funzionamento di un oscilloscopio a doppia traccia

Il diagramma a blocchi di un oscilloscopio a doppia traccia è mostrato di seguito:

Come mostrato nella figura sopra, l'oscilloscopio presenta due canali verticali di ingresso indipendenti, etichettati A e B. Ogni ingresso viene alimentato separatamente in uno stadio di preamplificatore e attenuatore. Le uscite da questi due stadi vengono poi indirizzate a un interruttore elettronico, che consente il passaggio solo dell'ingresso di un canale al volta all'amplificatore verticale. Il circuito include anche un interruttore selettore di innescamento, che permette l'innescamento tramite il canale A, il canale B o un segnale applicato esternamente.

Un amplificatore orizzontale fornisce segnali all'interruttore elettronico, con la sorgente determinata dagli interruttori S0 e S2—sia dal generatore di spazzamento che dal canale B. Questa configurazione consente di inviare segnali verticali dal canale A e segnali orizzontali dal canale B al CRT, abilitando l'operazione in modalità X-Y per misurazioni precise X-Y.

Le modalità operative dell'oscilloscopio sono selezionate tramite i controlli sul pannello frontale, consentendo agli utenti di visualizzare tracce solo dal canale A, solo dal canale B o entrambi i canali contemporaneamente. Come notato in precedenza, gli oscilloscopi a doppia traccia operano in due modalità chiave:

Modalità alternata

Quando la modalità alternata è attivata, l'interruttore elettronico alterna tra i due canali, commutando all'inizio di ogni nuovo spazzamento. La frequenza di commutazione è sincronizzata con la frequenza di spazzamento, assicurando che la traccia di ciascun canale sia visualizzata in spazzamenti separati: la traccia del canale A appare nel primo spazzamento, seguita dalla traccia del canale B nel successivo.

La commutazione tra i canali avviene durante il periodo di ritorno dello spazzamento, quando il fascio elettronico è invisibile—prevenendo qualsiasi interruzione visibile alle tracce. Questo risulta in un segnale di spazzamento completo da un canale verticale visualizzato, seguito da un intero spazzamento dall'altro canale nel ciclo successivo.

L'uscita di forma d'onda dell'oscilloscopio in modalità alternata è mostrata nella figura seguente:

Questa modalità preserva la corretta relazione di fase tra i segnali dei canali A e B. Tuttavia, ha un inconveniente: la visualizzazione mostra i due segnali come se si verificassero in momenti diversi, anche se in realtà sono simultanei. Inoltre, la modalità alternata non è adatta per visualizzare segnali di bassa frequenza.

Modalità a scintillazione

In modalità a scintillazione, l'interruttore elettronico alterna rapidamente tra i due canali molte volte durante un singolo spazzamento. La commutazione è così rapida che anche piccoli segmenti di ciascun segnale vengono visualizzati, creando l'illusione di tracce continue per entrambi i canali. La visualizzazione della forma d'onda in modalità a scintillazione è mostrata nella figura seguente:

In modalità a scintillazione, l'interruttore elettronico opera in stato libero a alta frequenza (tipicamente da 100 kHz a 500 kHz), indipendentemente dalla frequenza del generatore di spazzamento. Questa rapida commutazione assicura che piccoli segmenti di segnali da entrambi i canali siano continuamente inviati all'amplificatore.

Quando la frequenza di scintillazione supera la frequenza di spazzamento orizzontale, i segmenti scintillanti si fondono senza soluzione di continuità sullo schermo CRT, ricostruendo le forme d'onda originali dei canali A e B. Al contrario, se la frequenza di scintillazione è inferiore alla frequenza di spazzamento, la visualizzazione mostrerà discontinuità—rendendo la modalità alternata più adatta in tali casi. Gli oscilloscopi a doppia traccia consentono agli utenti di selezionare la modalità operativa desiderata tramite un controllo sul pannello frontale.