สิ่งที่เป็นออสซิลโลสโคปแบบสองทางติดตาม คำจำกัดความ หลักการทำงานและโหมดอธิบาย

อุปกรณ์วัดสัญญาณออสซิลโลสโคปแบบสองแทรคคืออะไร?

คำนิยาม

ออสซิลโลสโคปแบบสองแทรคใช้ลำแสงอิเล็กตรอนเพียงลำเดียวในการสร้างแทรคแยกต่างหากสองแทรค โดยแต่ละแทรคถูกขับเคลื่อนโดยแหล่งสัญญาณอิสระ การสร้างแทรคทั้งสองนี้ใช้วิธีการทำงานสองแบบหลัก คือ โหมดสลับและโหมดตัด โดยควบคุมด้วยสวิตช์

วัตถุประสงค์ของออสซิลโลสโคปแบบสองแทรค

เมื่อทำการวิเคราะห์หรือศึกษาวงจรไฟฟ้าหลายวงจร การเปรียบเทียบคุณสมบัติแรงดันของวงจรเหล่านั้นมักจะมีความสำคัญ แม้ว่าจะสามารถใช้ออสซิลโลสโคปหลายเครื่องในการเปรียบเทียบนี้ แต่การประสานกันของสัญญาณทริกเกอร์ของแต่ละเครื่องนั้นยากมาก ออสซิลโลสโคปแบบสองแทรคแก้ปัญหานี้โดยการสร้างแทรคสองแทรคโดยใช้ลำแสงอิเล็กตรอนเพียงลำเดียว ทำให้สามารถวิเคราะห์ได้พร้อมกันอย่างสะดวกและแม่นยำ

แผนภาพบล็อกและการทำงานของออสซิลโลสโคปแบบสองแทรค

แผนภาพบล็อกของออสซิลโลสโคปแบบสองแทรคแสดงดังนี้:

ตามที่แสดงในแผนภาพด้านบน ออสซิลโลสโคปมีช่องทางนำเข้าแนวตั้งอิสระสองช่อง ระบุด้วย A และ B แต่ละช่องทางนำเข้าถูกส่งไปยังสเตจปรีแอมพลิฟายเออร์และแอทเทนูเอเตอร์ สัญญาณจากสองสเตจนี้ถูกส่งไปยังสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งอนุญาตให้มีการผ่านสัญญาณจากช่องทางหนึ่งไปยังแอมปลิฟายเออร์แนวตั้งในเวลาใดเวลาหนึ่งเท่านั้น วงจรยังรวมถึงสวิตช์เลือกทริกเกอร์ ทำให้สามารถทริกเกอร์ผ่านช่องทาง A ช่องทาง B หรือสัญญาณภายนอก

แอมปลิฟายเออร์แนวนอนส่งสัญญาณไปยังสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ โดยแหล่งสัญญาณถูกกำหนดโดยสวิตช์ S0 และ S2—ไม่ว่าจะเป็นเครื่องกำเนิดสัญญาณสแกนหรือช่องทาง B การตั้งค่านี้ทำให้สัญญาณแนวตั้งจากช่องทาง A และสัญญาณแนวนอนจากช่องทาง B ถูกส่งไปยัง CRT ทำให้สามารถทำงานในโหมด X-Y สำหรับการวัด X-Y ที่แม่นยำ

โหมดการทำงานของออสซิลโลสโคปถูกเลือกผ่านปุ่มควบคุมบนแผงหน้า ทำให้ผู้ใช้สามารถแสดงแทรคจากช่องทาง A เฉพาะช่องทาง B เฉพาะ หรือทั้งสองช่องทางพร้อมกัน ตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ออสซิลโลสโคปแบบสองแทรคทำงานในโหมดสำคัญสองโหมด:

โหมดสลับ

เมื่อเปิดใช้งานโหมดสลับ สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์จะสลับระหว่างสองช่องทาง โดยสลับที่เริ่มต้นของแต่ละสแกนใหม่ อัตราการสลับจะถูกประสานกับอัตราการสแกน เพื่อให้แน่ใจว่าแทรคของแต่ละช่องทางจะแสดงในสแกนแยกต่างหาก: แทรคของช่องทาง A จะปรากฏในสแกนแรก ตามด้วยแทรคของช่องทาง B ในสแกนถัดไป

การสลับระหว่างช่องทางเกิดขึ้นในช่วงเวลาฟลายแบคของสแกน เมื่อลำแสงอิเล็กตรอนไม่เห็น—ป้องกันการรบกวนที่มองเห็นของแทรค ผลลัพธ์คือสัญญาณสแกนเต็มรูปแบบจากช่องทางแนวตั้งหนึ่งช่องทางถูกแสดง ตามด้วยสแกนเต็มรูปแบบจากช่องทางอื่นในรอบถัดไป

สัญญาณคลื่นที่แสดงผลจากการทำงานของออสซิลโลสโคปในโหมดสลับแสดงดังนี้:

โหมดนี้รักษาความสัมพันธ์เฟสที่ถูกต้องระหว่างสัญญาณจากช่องทาง A และ B อย่างไรก็ตาม มีข้อเสีย: การแสดงผลแสดงสัญญาณทั้งสองว่าเกิดขึ้นในเวลาต่างกัน แม้ว่าพวกเขาจะเกิดขึ้นพร้อมกัน นอกจากนี้ โหมดสลับไม่เหมาะสมสำหรับการแสดงสัญญาณความถี่ต่ำ

โหมดตัด

ในโหมดตัด สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์สลับระหว่างสองช่องทางอย่างรวดเร็วหลายครั้งภายในสแกนเดียว การสลับนั้นเร็วมากจนกระทั่งส่วนเล็ก ๆ ของแต่ละสัญญาณถูกแสดง สร้างภาพลวงตาของแทรคที่ต่อเนื่องสำหรับทั้งสองช่องทาง การแสดงผลสัญญาณคลื่นในโหมดตัดแสดงดังนี้:

ในโหมดตัด สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานในสถานะฟรีรันนิ่งที่ความถี่สูง (ทั่วไปประมาณ 100 kHz ถึง 500 kHz) ไม่ขึ้นอยู่กับความถี่ของเครื่องกำเนิดสัญญาณสแกน การสลับอย่างรวดเร็วนี้ทำให้ส่วนเล็ก ๆ ของสัญญาณจากทั้งสองช่องทางถูกส่งไปยังแอมปลิฟายเออร์อย่างต่อเนื่อง

เมื่ออัตราการตัดสูงกว่าอัตราการสแกนแนวนอน ส่วนที่ถูกตัดจะรวมกันอย่างราบรื่นบนหน้าจอ CRT สร้างรูปคลื่นต้นฉบับของช่องทาง A และ B กลับมา หากอัตราการตัดต่ำกว่าอัตราการสแกน การแสดงผลจะแสดงความไม่ต่อเนื่อง—ทำให้โหมดสลับเหมาะสมมากกว่าในกรณีเช่นนี้ ออสซิลโลสโคปแบบสองแทรคให้ผู้ใช้เลือกโหมดการทำงานที่ต้องการผ่านปุ่มควบคุมบนแผงหน้า