Gli oscilloscopi sono uno dei pilastri di un laboratorio di elettronica e sono essenziali per chiunque progetti l'elettronica, la risoluzione dei problemi o lavori con l'elettronica ad alta velocità. Gli oscilloscopi sono uno dei pochi componenti di apparecchiature elettroniche che svolgono più ruoli e possono essere utilizzati al posto di altre apparecchiature elettroniche. Un certo numero di tipi di oscilloscopi sono disponibili per l'hobbista e per il professionista.
Tipi di oscilloscopi
Sono disponibili diversi tipi di oscilloscopi, sia analogici che digitali, in un'ampia gamma di prezzi che possono rendere la scelta dell'oscilloscopio giusto una sfida. Gli oscilloscopi analogici sono spesso utilizzati come risoluzione dei problemi chiave poiché gli oscilloscopi digitali campionano il segnale, possono perdere alcuni segnali transienti che possono causare un comportamento irregolare, motivo per cui gli oscilloscopi analogici sono ancora apprezzati per le applicazioni di risoluzione dei problemi transienti, sebbene gli oscilloscopi al fosforo digitale di fascia alta possano fornire funzionalità simili .
Oscilloscopi analogici
Un oscilloscopio analogico visualizza direttamente il segnale rilevato da una sonda e lo traccia essenzialmente sullo schermo. Le funzionalità di archiviazione consentono di visualizzare la forma d'onda per periodi estesi di tipo anziché decadere immediatamente. Laddove gli oscilloscopi analogici entrano davvero in gioco, si tratta di segnali analogici ed effetti transitori. I lavori audio e video analogici sono ideali per le funzionalità di un oscilloscopio analogico che può gestire anche segnali digitali a bassa velocità. Gli oscilloscopi analogici offrono una gamma dinamica migliore degli oscilloscopi digitali e non soffrono di problemi di aliasing che possono causare letture false sugli oscilloscopi digitali. Gli oscilloscopi analogici sono generalmente più convenienti degli oscilloscopi digitali e spesso essenziali per una buona risoluzione dei problemi e una grande opzione per principianti e appassionati.
Oscilloscopi digitali
Gli oscilloscopi digitali sono disponibili in una varietà di tipi. Due fattori chiave nelle prestazioni degli oscilloscopi digitali sono la frequenza di campionamento e la larghezza di banda. La frequenza di campionamento di un oscilloscopio limiterà la sua capacità di catturare eventi temporali, una tantum e la larghezza di banda di un oscilloscopio limiterà la frequenza dei segnali ripetitivi che possono essere visualizzati dall'oscilloscopio.
Oscilloscopi di archiviazione digitale
La maggior parte degli oscilloscopi digitali sono oscilloscopi a memoria digitale. Gli oscilloscopi di archiviazione digitale possono acquisire eventi transitori e memorizzarli per analisi, archiviazione, stampa o altre elaborazioni. Dispongono di una memoria permanente per la registrazione dei segnali e possono essere scaricati su altri supporti per la memorizzazione e l'analisi su un computer. Gli oscilloscopi di memoria digitale non possono visualizzare il livello di intensità di un segnale in tempo reale, a differenza di un oscilloscopio analogico. Gli eventi single shot possono essere catturati tramite l'uso di trigger che possono essere impostati manualmente o automaticamente a seconda dell'oscilloscopio. Gli oscilloscopi a memoria digitale sono i cavalli di battaglia della progettazione digitale del mondo reale in cui vengono analizzati simultaneamente quattro o più segnali.
Oscilloscopi ai fosfori digitali
Per l'acquisizione e l'analisi del segnale digitale ad alta velocità, gli oscilloscopi a fosforo digitali superano gli oscilloscopi di archiviazione digitale standard. Gli oscilloscopi a fosfori digitali utilizzano una soluzione di elaborazione parallela dell'ADC che offre frequenze di campionamento molto più elevate rispetto ai tradizionali oscilloscopi di memorizzazione digitale. Questa frequenza di campionamento consente un livello di prestazioni di visualizzazione del segnale che ha l'aspetto di tempo reale.
Gli oscilloscopi al fosforo digitale prendono il nome dalla loro somiglianza con gli oscilloscopi analogici nella visualizzazione dell'intensità di un segnale. Negli oscilloscopi analogici, ciò è dovuto al fatto che i fosfori su un monitor CRT emettono un bagliore per un certo periodo di tempo prima di diventare scuri, il che consente ai segnali ad alta velocità di creare un bagliore più intenso nelle aree che sono più e ai transienti di distinguersi come bene. Gli oscilloscopi al fosforo digitale duplicano l'effetto del fosforo memorizzando un database dei valori delle forme d'onda ripetitive e aumentando l'intensità sul display in cui le forme d'onda si sovrappongono. Come un oscilloscopio analogico, uno schermo al fosforo digitale può rivelare i transitori visualizzando il livello di intensità, ma può ancora perdere i transitori che si verificano al di fuori della finestra di acquisizione dei dati e il loro tasso di aggiornamento.
Gli oscilloscopi al fosforo digitale combinano le caratteristiche degli oscilloscopi a memoria digitale e della tecnologia dell'oscilloscopio analogico, rendendoli ideali per la progettazione di scopi generici, temporizzazione digitale, analisi avanzate, test di comunicazione e risoluzione dei problemi.
Oscilloscopi a dominio misto
Combinando un analizzatore di spettro RF, un analizzatore logico e un oscilloscopio digitale si ottiene un oscilloscopio a dominio misto. Quando si progetta o si lavora con sistemi che includono segnali digitali, logica digitale e comunicazione in radiofrequenza, gli oscilloscopi a domini misti diventano uno strumento essenziale. Il vantaggio essenziale di un oscilloscopio a dominio misto è la visualizzazione dei segnali da ciascun dominio, analogico, RF e logico, tempo correlato tra loro. Ciò consente la risoluzione dei problemi, il debug e il test di progettazione che consente a ciascun segnale di essere correlato nel tempo.
Oscilloscopi a segnali misti
Spesso le capacità di un oscilloscopio digitale e di un analizzatore logico sono necessarie insieme, motivo per cui è stato sviluppato l'oscilloscopio a segnale misto. L'oscilloscopio a segnale misto combina un oscilloscopio a memoria digitale (o un oscilloscopio a fosforo digitale) con un analizzatore logico multicanale. La capacità di trigger digitale dell'oscilloscopio a segnali misti favorisce l'analisi di eventi analogici in grado di attivare le transizioni logiche digitali. Gli oscilloscopi di segnale tipicamente misti hanno solo due o quattro canali di ingresso analogici e circa 16 canali di ingresso digitali.
Oscilloscopi di campionamento digitale
Gli oscilloscopi di campionamento digitale hanno una tecnica di input leggermente diversa rispetto ad altri oscilloscopi e offrono una larghezza di banda molto più elevata per un intervallo dinamico più basso. L'ingresso non viene attenuato o amplificato, pertanto l'oscilloscopio deve essere in grado di gestire l'intera gamma del segnale di ingresso, che generalmente è limitato a circa 1 volt da picco a picco. Gli oscilloscopi di campionamento digitale funzionano solo su segnali ripetitivi e non aiutano a catturare i transienti oltre la normale frequenza di campionamento. D'altra parte, gli oscilloscopi di campionamento digitale possono acquisire segnali di un ordine di grandezza più veloci rispetto ad altri tipi di oscilloscopi, con larghezze di banda superiori a 80 GHz.
Oscilloscopi portatili
Piccoli oscilloscopi palmari sono disponibili per applicazioni di campo e di prova in cui gli oscilloscopi più voluminosi sono poco maneggevoli o la potenza è difficile da trovare. Solitamente sono limitati a due ingressi e la larghezza di banda e la frequenza di campionamento sono limitati.
Oscilloscopi computerizzati
Uno dei tipi emergenti di oscilloscopi è l'oscilloscopio computerizzato, di solito un dispositivo esterno collegato a un computer tramite USB. Questi tipi di oscilloscopi hanno fatto rapidi progressi nelle funzionalità, aumentando la frequenza di campionamento, la larghezza di banda e le capacità complessive. Alcuni sistemi si avvicinano alle funzionalità degli oscilloscopi di archiviazione digitale di fascia bassa solo per poche centinaia di dollari e offrono ottime opzioni per gli hobbisti che cercano un oscilloscopio.
