Wat is een dubbeltracering oscilloscoop? Definitie, werking & modi uitgelegd

Wat is een Dual-Trace Oscilloscoop?

Definitie

Een dual-trace oscilloscoop gebruikt één elektronenstraal om twee afzonderlijke sporen te genereren, elk gebogen door een onafhankelijke ingang. Om deze twee sporen te produceren, maakt het voornamelijk gebruik van twee werkingsschema's - de wisselmodus en de geknipte modus - die worden bestuurd door een schakelaar.

Doel van een Dual-Trace Oscilloscoop

Bij het analyseren of onderzoeken van meerdere elektronische circuits is het vaak cruciaal om hun spanningseigenschappen met elkaar te vergelijken. Hoewel men meerdere oscilloscopen kan gebruiken voor dergelijke vergelijkingen, is het synchroniseren van het veegtriggering van elk apparaat zeer uitdagend. Een dual-trace oscilloscoop lost dit op door twee sporen te genereren met één elektronenstraal, waardoor een gemakkelijke en nauwkeurige simultane analyse mogelijk is.

Blokdiagram en Werking van een Dual-Trace Oscilloscoop

Het blokdiagram van een dual-trace oscilloscoop wordt hieronder getoond:

Zoals in de bovenstaande figuur wordt getoond, heeft de oscilloscoop twee onafhankelijke verticale ingangs kanalen, genaamd A en B. Elke ingang wordt apart naar een voorversterker en verzwakkingseenheid gevoerd. De uitgangen van deze twee stadia worden vervolgens doorgestuurd naar een elektronische schakelaar, die slechts de ingang van één kanaal toestaat om op een bepaald moment door te gaan naar de verticale versterker. Het circuit bevat ook een triggerschakelaar, waarmee triggering kan plaatsvinden via kanaal A, kanaal B, of een externe aangebrachte signaal.

Een horizontale versterker levert signalen aan de elektronische schakelaar, waarvan de bron wordt bepaald door schakelaars S0 en S2 - ofwel de veeggenerator of kanaal B. Deze opstelling stelt de gebruiker in staat om verticale signalen van kanaal A en horizontale signalen van kanaal B naar de CRT te sturen, wat X-Y-modusoperatie mogelijk maakt voor nauwkeurige X-Y-metingen.

De werkingsschema's van de oscilloscoop worden geselecteerd via bedieningsknoppen op het frontpaneel, waardoor gebruikers sporen kunnen weergeven van alleen kanaal A, alleen kanaal B, of beide kanalen tegelijk. Zoals eerder vermeld, werken dual-trace oscilloscopen in twee belangrijke schema's:

Wisselmodus

Wanneer de wisselmodus is geactiveerd, wisselt de elektronische schakelaar tussen de twee kanalen, overschakelend bij het begin van elke nieuwe veeg. Het overschakeltempo is gesynchroniseerd met het veegtempo, zodat het spoor van elk kanaal in afzonderlijke vegen wordt weergegeven: het spoor van kanaal A verschijnt in de eerste veeg, gevolgd door het spoor van kanaal B in de volgende.

Het overschakelen tussen kanalen vindt plaats tijdens de veegflybackperiode, wanneer de elektronenstraal onzichtbaar is - waardoor er geen zichtbare storing in de sporen optreedt. Dit resulteert in een compleet veegsignaal van één verticaal kanaal dat wordt weergegeven, gevolgd door een volledige veeg van het andere kanaal in de volgende cyclus.

De signaalweergave van de oscilloscoop in wisselmodus wordt in de onderstaande figuur getoond:

Deze modus behoudt de juiste faseverhouding tussen de signalen van kanalen A en B. Echter, het heeft een nadeel: de weergave toont de twee signalen als op verschillende tijdstippen plaatsvindend, terwijl ze in feite gelijktijdig zijn. Bovendien is de wisselmodus niet geschikt voor het weergeven van lage-frequentiesignalen.

Geknipte Modus

In de geknipte modus wisselt de elektronische schakelaar snel tussen de twee kanalen meerdere keren tijdens een enkele veeg. Het overschakelen is zo snel dat zelfs kleine segmenten van elk signaal worden weergegeven, waardoor de illusie ontstaat van continue sporen voor beide kanalen. De signaalweergave in geknipte modus wordt in de onderstaande figuur getoond:

In de geknipte modus werkt de elektronische schakelaar in een vrijloopstatus op hoge frequentie (meestal 100 kHz tot 500 kHz), onafhankelijk van de frequentie van de veeggenerator. Dit snelle overschakelen zorgt ervoor dat kleine segmenten van signalen van beide kanalen continu naar de versterker worden gevoerd.

Wanneer het knippertempo de horizontale veegfrequentie overtreft, fuseren de geknipte segmenten naadloos op het CRT-scherm, waardoor de oorspronkelijke golfformen van kanalen A en B worden gereconstrueerd. Daarentegen, als het knippertempo lager is dan de veegfrequentie, zal de weergave discontinuïteiten tonen - waardoor de wisselmodus in dergelijke gevallen meer geschikt is. Dual-trace oscilloscopen laten gebruikers toe om de gewenste werkingsschema's te selecteren via een bedieningsknop op het frontpaneel.