oscyloskop

oscyloskop

[łac.-gr.],

urządzenie elektroniczne wytwarzające na ekranie (np. lampy oscyloskopowej, wyświetlacza LCD lub PDP) obraz świetlny będący odwzorowaniem zależności funkcyjnych między 2 zmiennymi wielkościami elektr. lub innymi wielkościami fiz., przetworzonymi na wielkości elektr. (zazwyczaj na napięcie elektr.).

W większości przypadków obraz jest wykresem w prostokątnym układzie współrzędnych (Y, X). Jeżeli zmiany w kierunku pionowym (Y) są proporcjonalne do wartości chwilowej badanej wielkości, a zmiany w kierunku poziomym (X) — proporcjonalne do czasu (t), to otrzymuje się wykres zależności badanej wielkości od czasu, czyli tzw. charakterystykę czasową Y(t). W tym przypadku jest konieczne wytworzenie w o. przebiegu elektr. o określonej charakterystyce czasowej, sterującego odchylaniem wiązki w kierunku X; aby otrzymać taki przebieg, stosuje się tzw. generator podstawy czasu wytwarzający przebiegi piłokształtne. Jeżeli natomiast zmiany zarówno w kierunku Y, jak i w kierunku X, są proporcjonalne do wartości chwilowych badanych wielkości, to otrzymuje się wykres odpowiedniej zależności funkcyjnej Y(X). W szczególnym przypadku, gdy obie badane wielkości są okresowymi funkcjami czasu (drganiami harmonicznymi), a stosunek ich częst. wyraża się liczbą naturalną, na ekranie powstają obrazy będące figurami Lissajous.

Rozróżnia się o. analogowe i cyfrowe. W o. analogowym obraz przebiegu powstaje na ekranie w czasie rzeczywistym. Głównymi blokami tego o. są: lampa oscyloskopowa wraz z układami sterowania wiązką elektronową, układ odchylania pionowego (Y), układ odchylania poziomego (X) zawierający generator podstawy czasu, zasilacz elektroniczny. Do podstawowych parametrów o. analogowych zalicza się: zakres przenoszonych częst., współczynnik odchylania (czułość) wyrażony w V/cm (określa wartość napięcia doprowadzonego do układu odchylania, wywołującego odchylenie wiązki elektronowej na ekranie o 1 cm, zależną gł. od wzmocnienia wzmacniacza toru Y) i szybkość podstawy czasu (współczynnik czasu) wyrażoną w s/cm (określa okres przebiegu powstającego w generatorze podstawy czasu).

W o. cyfrowym badany przebieg jest przetwarzany na postać cyfrową (przetwarzanie analogowo-cyfrowe), zapamiętywaną w pamięci cyfrowej (np. w pamięci półprzewodnikowej RAM lub na dysku magnet.), a kształt przebiegu jest odtwarzany na ekranie po wykonaniu operacji przetwarzania cyfrowo-analogowego. O. cyfrowy, poza układami typowymi dla o. analogowego, jest wyposażony w układy pamięci, przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe oraz mikroprocesor, sterujący pracą urządzenia; jego ważniejszymi parametrami są: częst. próbkowania przebiegów oraz zdolność rozdzielcza wyrażana liczbą bitów sygnału cyfrowego. Zaletą o. cyfrowego jest możliwość wykonywania wszelkiego rodzaju operacji cyfrowych i pomiarowych na zapamiętanym sygnale cyfrowym, np. przetwarzania sygnałów (m.in. dodawania, mnożenia, usuwania szumów i zakłóceń) oraz automatycznego pomiaru różnych parametrów sygnału (wartości chwilowej, częst., czasu narastania, szerokości impulsu itp.).

O. są powszechnie stosowane w wielu dziedzinach nauki i techniki (w fizyce, biologii, medycynie, elektronice i telekomunikacji), m.in. do pomiaru napięcia i natężenia prądu elektr., częst., przesunięcia fazowego, oraz do porównywania wartości wielkości mierzonej z jednostką miary, a także porównywania kilku różnych przebiegów. Stosując urządzenia pomocnicze można obrazować na ekranie o. przebiegi charakterystyk napięciowo-prądowych (charakterograf), częstotliwościowych (wobuloskop), fazowych czy amplitudowych badanych obwodów. O. umożliwia badanie przebiegów wielkości w zakresie częst. od 0 do kilkunastu GHz.