Oskilloskooppi

Report
Oskilloskooppi
Pekka Rantala
25.3.2014
Signaalien katselulaite
pystysuunta
vertical
jännite-akseli
herkkyys
x V / ruutu
Y-akseli
X-akseli
vaakasuunta
horizontal
aika-akseli
pyyhkäisynopeus
x s / ruutu
Kuvaa voi säätää vaakasuunnassa
• Venyttäminen ja kutistaminen vastaa
pyyhkäisynopeuden säätämistä
• Kuvaa voi siirtää vaakasuunnassa ilman
venytystäkin, pelkkä paikan säätäminen
(horizontal position)
Aika-akselin säädöt, horizontal
- toisella nupilla pyyhkäisynopeus: aika/ruutu (venytys)
- toisella nupilla vaakasuunnan siirtäminen
Kuvaa voi säätää pystysuunnassa
• Venyttäminen ja kutistaminen vastaa
herkkyyden (tai vahvistuksen) säätämistä
• Kuvaa voi siirtää pystysuunnassa ilman
venytystäkin, pelkkä paikan säätäminen
(vertical position)
Pysty-akselin säädöt, vertical
- toisilla nupeilla herkkyys: volttia/ruutu (venytys)
- toisilla nupeilla pystysuunnan siirtäminen
Ruudulla näkyy osa signaalista
• Signaali itsessään on loputtoman pitkä.
• Ruudulle siitä saadaan näkyviin vain lyhyt osa.
VAI
• Kuvan pituus määrätään pyyhkäisynopeudella.
• Miten määritetään kuvan alkukohta?
Liipaisu eli triggaus I
• Triggauksella määritetään signaalista se hetki,
jolloin kuvan piirtäminen ruudulle alkaa.
• Perusmuodossa triggauksessa on kaksi ehtoa:
1. Muutossuunta: nouseva tai laskeva reuna.
2. Jännitetaso, joka signaalin pitää saavuttaa.
Rising edge
Falling edge
Liipaisu eli triggaus II
• Triggaus toteutuu aina, kun:
– edellinen kuva on piirretty valmiiksi ja
– triggausehto seuraavan kerran toteutuu.
• Jos signaalista löytyy toistuvasti triggausehdon
toteuttavia kohtia, niin oskilloskooppi piirtää
ruudulle jatkuvasti uusia kuvia.
• Ihmisen näkemisen hitaudesta johtuen
ihminen näkee usean peräkkäisen kuvan
”yhteiskuvan”.
Liipaisu eli triggaus III
• Jos triggaus ei ole kunnossa, niin se ilmenee
kuvan väreilynä ja suttuisuutena.
Ja toisinpäin
• Jos skoopin kuva ei ole kaunis ja paikallaan
pysyvä, niin yleensä syynä on triggausongelmat.
Liipaisu eli triggaus IV
• Triggausehtona on nouseva reuna
Ruudun leveys
ja taso
Liipaisu eli triggaus V
• Triggausehtona on nouseva reuna
Ruudun leveys
ja taso
Onnistunut triggaus
• Pitää olla yhden jakson aikana yksiselitteinen
– Reunan suunta (nouseva tai laskeva)
– Jännitetaso
• Jos e.m. ehdot ei täyty, niin
– Käytetään triggaukseen toista signaalia/kanavaa
– Käytetään kertapyyhkäisyä, single
– Säädetään ikkunan leveys tasan jakson pituiseksi
(Huono juttu, aika-akseli epämääräinen)
Triggauksen asettaminen
• Kanava, source
– Analogiakanava 1 tai 2
• Reuna, edge
– Nouseva, rising
– Laskeva, falling
• Muoto, mode
– Auto tai Normal
• Jännitetaso, level
Level
Triggaustoiminnot
- source (kanava 1 vai 2)
- edge (nouseva vai laskeva reuna)
- level (pyöritettävä nuppi)
Käytössä olevat kanavat
Merkinnät ruudun reunoilla
triggaustaso näkyy, kun pyöräyttää level-nuppia
triggaustaso
T
1
2
Kanavan 1
0-taso
Kanavan 2
0-taso kuvan
ulkopuolella
Kiinnitä huomiota
Kaksi täysin eri arvot omaavaa signaalia voi ruudulla
näyttää aivan samanlaisilta!
• Mikä on pystysuunnan herkkyys?
– Esim. 5 µV/ruutu on eri kuin 2 V/ruutu
• Mikä on vaakasuunnan pyyhkäisynopeus?
– Esim. 10 µs/ruutu on eri kuin 20 ms/ruutu
• Missä on kanavan 0-kohta?
– Onko signaalissa offsettia?
– Vai onko signaali symmetristä 0-kohdan suhteen?
Sydänkäyrän tutkiminen
• Kytke signaaligeneraattorin lähtö
oskilloskoopin 1-kanavaan
• Hae generaattorista sydänkäyrä:
– ARB (arbitrary, ”valinnainen”)
– Select Wform
– Built-In
– Cardiac
• Paina oskilloskoopista ”Auto scale”
Sydänkäyrän triggaus
• Säädä aika-akselia niin, että näytöllä
näkyy 5-10 jaksoa.
• Säädä triggauksen tasoa (level) ylös-alas.
• Millä tasolla saadaan hyvä kuva?
Siniaallon tarkastelua
• Säädä generaattorista
– Taajuus 10 kHz
– Amplitudi 5 V peak-to-peak
– Offset 0,0 V
Siniaallon mittausta
• Mittaa skoopilla kursoreiden avulla,
kirjoita tulokset paperille muistiin.
– Signaalin jaksonpituus
– Amplitudi huipusta huippuun
• Miltä tulokset vaikuttavat?
Kytke 50 Ω:n vastus !!
• Generaattorin lähtö on sovitettava 50 Ω:n
kuormaan!
• Pelkkä oskilloskoopin tulo vastaa avointa linjan
päätä. Zin = hyvin suuri.
• Ilman sovitusta signaali heijastuu ja skooppi
näkee amplitudin 2-kertaisena,
etenevä + heijastunut signaali
• 50 Ω:n vastus kytketään T-kappaleella.
Siniaallon mittausta uudestaan
• Lisää kaapeliin 50 Ω:n vastus T-kappaleella
• Generaattorin asetukset:
– 10 kHz
5 V p-to-p
Offset 0,0 V
• Mittaa skoopilla kursoreiden avulla
– Amplitudi huipusta huippuun
• Miltä tulokset vaikuttavat?
Siniaallon mittausta lisää
• Mittaa skoopilla Quick measure -toiminnolla
– Amplitudi huipusta huippuun
– Amplitudin tehollisarvo, RMS
• Miltä tulokset vaikuttavat?
• Mikä yhteys on huipusta huippuun arvon ja
tehollisarvon välillä?
Kanttiaallon tarkastelua
• Minkä parametrien avulla kanttiaalto eli
sakara-aalto voidaan kuvata yksiselitteisesti?
•
•
•
•
Taajuus
Amplitudi, Vhigh, Vlow
Offset, nollasiirtymä (amplitudi peak-to-peak)
Duty cycle, pulssisuhde

similar documents