듀얼 트레이스 오실로스코프란? 정의, 작동 원리 및 모드 설명

듀얼 트레이스 오실로스코프란 무엇인가?

정의

듀얼 트레이스 오실로스코프는 하나의 전자빔을 사용하여 두 개의 독립된 입력 소스에 의해 편향되는 두 개의 별도의 트레이스를 생성합니다. 이러한 두 개의 트레이스를 생성하기 위해 주로 스위치로 제어되는 두 가지 작동 모드인 교차 모드와 절단 모드를 사용합니다.

듀얼 트레이스 오실로스코프의 목적

여러 전자 회로를 분석하거나 연구할 때, 그들의 전압 특성을 비교하는 것이 종종 중요합니다. 여러 오실로스코프를 사용하여 이러한 비교를 수행할 수 있지만, 각 장치의 스윕 트리거 동기화는 매우 어려울 수 있습니다. 듀얼 트레이스 오실로스코프는 하나의 전자빔을 사용하여 두 개의 트레이스를 생성함으로써 편리하고 정확한 동시 분석이 가능하게 합니다.

듀얼 트레이스 오실로스코프의 블록 다이어그램 및 작동 원리

아래는 듀얼 트레이스 오실로스코프의 블록 다이어그램입니다:

위 그림에서 보듯이, 오실로스코프는 A와 B로 표시된 두 개의 독립된 수직 입력 채널을 갖추고 있습니다. 각 입력은 별도로 프리앰플리파이어와 애티뉴에이터 단계로 공급됩니다. 이 두 단계의 출력은 전자 스위치로 라우팅되며, 이 스위치는 어느 한 순간에 한 채널의 입력만 수직 앰플리파이어로 통과하도록 합니다. 또한, 이 회로에는 트리거 선택 스위치가 포함되어 있어 채널 A, 채널 B 또는 외부 신호를 통해 트리거링할 수 있습니다.

수평 앰플리파이어는 전자 스위치에 신호를 공급하며, S0 및 S2 스위치에 따라 스윕 발생기 또는 채널 B 중 하나가 소스로 결정됩니다. 이러한 설정은 채널 A의 수직 신호와 채널 B의 수평 신호를 CRT로 보내 X-Y 모드 작동을 가능하게 하여 정밀한 X-Y 측정이 가능합니다.

오실로스코프의 작동 모드는 프론트 패널 컨트롤을 통해 선택되며, 사용자는 채널 A만, 채널 B만 또는 두 채널 모두의 트레이스를 표시할 수 있습니다. 앞서 언급했듯이, 듀얼 트레이스 오실로스코프는 두 가지 주요 모드로 작동합니다:

교차 모드

교차 모드가 활성화되면 전자 스위치는 각 새로운 스윕의 시작 시점에서 두 채널 사이를 교차합니다. 스위칭 속도는 스윕 속도와 동기화되어 각 채널의 트레이스가 별도의 스윕에서 표시됩니다: 첫 번째 스윕에서는 채널 A의 트레이스가 나타나고, 다음 스윕에서는 채널 B의 트레이스가 나타납니다.

채널 간의 스위칭은 스윕 플라이백 기간 동안 이루어지며, 이때 전자빔은 보이지 않으므로 트레이스에 가시적인 방해가 없습니다. 이를 통해 한 수직 채널의 완전한 스윕 신호가 표시되고, 다음 주기에서 다른 채널의 완전한 스윕이 표시됩니다.

교차 모드로 작동하는 오실로스코프의 파형 출력은 아래 그림에 표시되어 있습니다:

이 모드는 채널 A와 B의 신호 간의 올바른 위상 관계를 유지하지만, 한 가지 단점이 있습니다: 두 신호가 실제로 동시에 발생하더라도, 디스플레이는 두 신호가 서로 다른 시간에 발생한 것처럼 보입니다. 또한, 교차 모드는 저주파 신호 표시에 적합하지 않습니다.

절단 모드

절단 모드에서는 전자 스위치가 단일 스윕 동안 두 채널 사이를 빠르게 교차합니다. 스위칭 속도가 매우 빠르기 때문에 각 신호의 작은 부분들이 표시되어 두 채널 모두 연속적인 트레이스인 것처럼 보입니다. 절단 모드의 파형 표시는 아래 그림에 표시되어 있습니다:

절단 모드에서는 전자 스위치가 스윕 발생기의 주파수와 무관하게 고주파(보통 100 kHz에서 500 kHz)에서 자유롭게 작동합니다. 이 빠른 스위칭은 두 채널의 신호의 작은 부분들이 지속적으로 앰플리파이어로 공급되도록 합니다.

절단 주파수가 수평 스윕 주파수보다 높으면, 절단된 세그먼트가 CRT 화면에서 원활하게 결합하여 채널 A와 B의 원래 파형을 재구성합니다. 반면, 절단 주파수가 스윕 주파수보다 낮으면, 디스플레이는 불연속성이 나타나므로 이런 경우 교차 모드가 더 적합합니다. 듀얼 트레이스 오실로스코프는 사용자가 프론트 패널 컨트롤을 통해 원하는 작동 모드를 선택할 수 있게 합니다.