オシロスコープの動作原理| オシロスコープの部品と機能

サイトを作成したいですか？ 無料のWordPressテーマとプラグインを見つけましょう。オシロスコープにはさまざまなブランドと複雑さがあります。 オシロスコープの1つの一般的なカテゴリには、汎用のベンチワークアプリケーションに使用されるものと、より複雑な（そして高価な）実験室品質のオシロスコープが含まれます（図XNUMXaおよびb）。 ポータブルスコープを図1cに示します。 図1：（a）汎用オシロスコープ。 （b）ラボ品質のオシロスコープ。 （c）ポータブルオシロスコープ（写真提供：Tektronix、Inc。）図2aに、「デジタルストレージ」オシロスコープ（DSO）を示します。 今日の世界では、これらは非常に一般的に使用されています。 これらのスコープには、信号波形をメモリに保存して、即時または後で取得または表示する機能があります。 このタイプのスコープは、さまざまな時間または場所での波形比較、複雑な、長時間および/または短時間の信号変化分析、およびその他の独自のタイプの信号比較および分析などのアプリケーションを可能にします。 これらは、標準のアナログリアルタイム（ART）スコープを使用して実行するのが困難または不可能な分析です。 「リアルタイム」識別子は、スコープに表示されていることが現在発生していることを示しているだけです。 信号を保存するために、このスコープは、信号波形の持続時間にわたって信号レベルを何度もサンプリングすることにより、アナログ信号を「デジタル化」します。 次に、デジタルデータはメモリに配置され、希望の時間に取得されます。 少なくともXNUMXつの有名なオシロスコープメーカーによって宣伝されているスコープの別の世代は、「自動測定」機能、グラフィカルインターフェイス、ストレージメディアディスクへの画像ファイルの保存、コンピューターへの接続、およびその他の驚くべき機能を備えたスコープです。 これらのスコープは、信号情報のXNUMX次元（振幅、時間、および時間の経過に伴う振幅の分布）を使用して、複雑な信号をリアルタイムで表示、保存、および分析する機能を備えていると宣伝されています。 これらの機能により、このタイプのスコープは、アナログリアルタイム（ART）およびデジタルストレージオシロスコープ（DSO）の機能を超えています。 このタイプのスコープの例については、図2bを参照してください。  最新のデジタルオシロスコープの多くは、古いアナログスコープよりも難しい波形測定をはるかに簡単にします。 フロントパネルのボタンと画面上のメニューにより、自動測定の選択が非常に直感的になります。 振幅、周期、立ち上がり、または立ち下がり時間の測定はすべて簡単に実行できます。 これらの最新のスコープのいくつかは、平均とRMSの計算、およびデューティサイクルの計算などを決定するという点で、いくつかの数学を実行することもできます。 これらのスコープを使用した自動測定は、画面上の英数字の読み取り値として表示されます。これは通常、スコープの目盛りから値を解釈しようとする場合よりも正確です。 また、最新のスコープの多くは、コンピューターやプリンターに結合できる出力を生成できるため、柔軟性と有用性がさらに高まります。 事実上すべてのスコープに共通する XNUMX つの一般的な特徴は次のとおりです。 すべてのスコープにはブラウン管 (CRT) があり、そこで視覚的なディスプレイが表示されます。 すべてのスコープには、テスト対象の信号の電圧、時間、波形、および周波数パラメーターを分析するのに役立つようにディスプレイを調整するコントロールと関連回路があります。 場合によっては、これらのコントロールは手動で操作されます。 また、使用しているオシロスコープの種類によっては、自動化されている場合もあります。 図2：（a）デジタルストレージオシロスコープ（DSO）（B＆K Precision提供）。 （b）デジタルリン光「ハイテク」オシロスコープ（National Instruments提供）オシロスコープの部品と機能簡略化したサンプルスコープのフロントパネルレイアウトを図3に示します。 次のリストと、関連するさまざまな制御および関連回路の説明を読むときは、この図を参照してください。 図3に示す制御に関連するオシロスコープの重要な部分は次のとおりです。信号が表示される画面で構成されるブラウン管（CRT）と、CRT内の要素を生成および制御します。 CRT画面の背面（内側）に当たる電子の流れにより、CRT画面の外側に表示される照明が生成されます。 情報提供のみを目的として、これらのCRT要素の一部を示す図4の簡略図に注意してください。 注：この時点で、トレーニングでこれらの要素に関する詳細を学習する必要はありません。  強度と焦点の制御。これにより、ユーザーは、電子ビームによって引き起こされるCRT画面上のスポットまたはトレースの明るさ、サイズ、明瞭さ、および焦点を調整できます（図3を参照）。 位置制御（垂​​直および水平）。これにより、CRT画面上のトレースの位置を制御する電圧を調整できます。 図4では、管の反対側の端から来て画面の背面に当たる電子ビームの位置と動きを制御するCRT「偏向板」を見ることができます。 電子ビームがCRTスクリーンの背面に当たる位置は、プレート間の電位差によってプレート間に設定された静電界によって制御されます。 これらの場に対する電子ビームの反応を図5に示します。 電子ビームが正の電荷を持つプレートに引き付けられ、負の電位または電荷を持つ偏向プレートからはじかれることに注意してください。 したがって、電子ビームがスクリーンに当たる位置は、偏向板に存在する電圧によって制御することができます。 電子ビームの偏向が正の偏向板に向かっており、負の偏向板から離れていることを知っていると、位置制御を理解できます。 電子ビームをCRT面上でどちらの方向に移動させるかに応じて、適切な偏向板をより正または負のいずれかにするだけです。 図 3: デュアル トレース スコープの一般的な制御 (簡略化) 図 4: 典型的な陰極線管 (CRT) の要素 図 5: 偏向板上の DC 電圧によって引き起こされる電子ビームの動き また、AC 電圧が印加されたときに何が起こるかを観察してください。図 6a、b、c に示すように、信号はさまざまな偏向板に適用されます。 水平掃引周波数制御は、CRT画面を横切る電子ビームの水平トレースの線形トレース速度と繰り返し率を制御するために使用されます。 水平偏向板に適用された鋸歯状（またはランプタイプ）の波形は、画面上に水平トレースを作成します（図7）。 水平プレートに印加される電圧は、水平「スイープ電圧」と呼ばれることもあります。これは、電圧によって電子ビームが画面全体を水平にスイープし、水平トレースまたはラインが作成されるためです。 図 6: 偏向板上の AC 電圧によって引き起こされる電子ビームの動き 図 7: 水平 (H) プレート上の鋸歯状電圧によって引き起こされる線形軌跡 電子ビームは、左から画面全体を一定の速度 (線形速度) で移動または追跡します右に移動してから、すぐに左の出発点に戻る、つまり「飛んで戻る」のです。 非常に短いリトレース（またはフライバック）時間中に、ブランキング信号がシステムに適用され、スコープ画面がリトレース時間中に画面を横切る（右から左への）電子ビームの動きを表示しないようにします。 電子ビームは左から右へのトレース時間中に画面上を一定の速度で移動するため、水平方向の「タイムベース」が確立されています。 つまり、ビームが画面上のある水平点から別の水平点に移動するのにかかる時間がわかります。 このため、後で説明するように、表示される信号波形の時間を測定し、周波数を計算することができます。 XNUMX秒間にビームが画面を横切ってトレースする回数は、掃引（鋸歯）電圧の周波数によって決まります。 これが急速に発生すると、画面に水平線が表示されます。 これには1つの理由があります。（2）CRTスクリーン材料には、電子ビームがその領域に当たるのを止めた後、短時間スクリーンから光を継続的に放出する持続性があります。 （XNUMX）私たちの目の網膜にも持続性の特徴があります。 これが、映画やテレビのフレーム間でちらつきが見られない理由です。 スイープ周波数コントロール（水平時間変数「VAR」および水平秒/ div（XNUMX目盛りあたりの秒数））は、オシロスコープの水平スイープ回路の周波数を調整します。 これは、ビームがCRT画面全体で水平方向にトレースされるXNUMX秒あたりの回数を制御します。 水平周波数制御により、さまざまな周波数の信号を表示できます。 この情報を蓄積したら、CRT画面に意味のある表示を提供するために、電子ビームがさらに制御、増幅、または減衰される方法を見てみましょう。 垂直セクションは、適切な表示のために必要に応じて、分析される信号がスコープに入力され、増幅または減衰される場所です。 このセクションの重要な要素は、垂直入力ジャック（Y入力ジャックと呼ばれることもあります）、および関連するコントロールを備えた垂直減衰器と垂直増幅器です。 スコープがシングルトレーススコープの場合、垂直入力ジャックはXNUMXつだけです。 デュアルトレーススコープが関係する場合、XNUMXつの垂直入力ジャックがあります。 （図1の図の第2章と第3章のV入力ジャックを参照してください。）垂直減衰器と増幅器回路、および関連する制御により、垂直入力ジャックを介してスコープに適用される信号の振幅を増減できます。 （s）。 図3をもう一度表示し、校正された垂直ボルト/ divと、スコープの垂直感度を調整して信号レベル制御を行うために使用される可変制御に注意してください。 これらのコントロールを使用すると、特定の垂直入力信号振幅でCRTトレースの垂直偏向を大きくしたり小さくしたりすることができます。 水平セクションにより、水平偏向板に印加される電圧と信号を制御できます。 重要な水平偏向要素と制御のいくつかについて簡単に説明しました。 これらのコントロールのXNUMXつは、内部で生成された水平掃引信号の周波数を調整します。 水平トレースに関連する他の可能な要素には、水平トレースラインの長さを変更する水平ゲインコントロール、および外部ソースから水平偏向システムへの信号の入力を可能にするジャック（多くの場合「ExtX」入力とマークされている）が含まれます。 、内部で生成されたスイープ信号を使用する代わりに。 同期コントロールは、観測する信号を水平トレースと同期するために使用されます。 したがって、波形は静止しているように見えます（信号に周期的な波形があると仮定）。 この効果は、たとえば自動車のタイミングを計るときに「ストップアクション」を提供するストロボライトによく似ています。 また、回転しているファンブレードを照らしているライトが適切な速度で点滅している場合、回転しているファンブレードが静止しているように見えることがあります。 回路について詳しく説明する必要はありませんが、電子ビームのトレース（左から右への水平掃引）を、観測する信号と適切な時間関係で開始または「トリガー」することで、十分に言えます。スコープ（垂直偏向板に送られる信号）には、安定した波形が表示されます。 この同期プロセスに関連するコントロールとジャックには、次のものがあります。 トリガー ソース セレクター スイッチ 「トリガー ホールド オフおよびレベル」コントロール。トリガー信号が最適に機能するように適切なレベルを設定するのに役立ちます。 (これらのコントロールを確認するには、図 3 を再度参照してください。) 実践上の注意 注意! スコープを操作するときに学ぶべきことのXNUMXつは、CRTのXNUMXつの位置に明るいスポットを残すのは良くないということです。 これが長時間発生すると、CRTスクリーンの素材が焼けたり損傷したりする可能性があります。 画面に「ハロー」効果を引き起こすほどトレースを明るくしないでください。 あなたはアンドロイドのためのapkを見つけましたか？

伝言を残す 

メッセージ一覧