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Oszilloskop-Spezifikationen: So kaufen Sie das beste Zielfernrohr

Oszilloskop-Spezifikationen: So kaufen Sie das beste Zielfernrohr


Oszilloskope sind eine sehr verbreitete Form von Testgeräten - möglicherweise die wichtigste Art von Testgeräten.

Infolgedessen ist es häufig erforderlich, eines entweder aus dem Testgerätegeschäft oder als Mietobjekt oder beim Kauf eines Oszilloskops auswählen zu können.

Bei der Auswahl eines Oszilloskops, ob Sie es kaufen, mieten oder sogar nur im Geschäft des Unternehmens erwerben möchten, müssen viele verschiedene Spezifikationen und Parameter berücksichtigt werden, die sich jeweils auf die Leistung beziehen.

Was sind bei der Auswahl eines Oszilloskops die wichtigsten Spezifikationen und Parameter und welche beeinflussen die Leistung des Oszilloskops in der jeweiligen Anwendung. Wenn Sie das beste Oszilloskop kaufen möchten, müssen Sie sich alle Spezifikationen ansehen - von den Leistungsspezifikationen bis zu denen, die weniger wichtig erscheinen, sich aber genauso auf ihre Verwendung auswirken können.


Arten von Oszilloskopen

Eine der wichtigsten Spezifikationen beim Kauf eines Oszilloskops ist der tatsächlich erforderliche Oszilloskoptyp. Einige Arten von Oszilloskopen können andere Messungen besser durchführen als andere. Einige verwenden die aktuelle Technologie, während andere älter sind. und es kann auch Kostenfolgen geben.

Analoge, analoge Speicher, digitale, digitale Speicher, digitale Abtastung, USB-Bereiche und viele weitere Typen sind verfügbar.


Oszilloskop-Bandbreitenspezifikation

Eine wichtige Oszilloskopspezifikation bezieht sich auf die Frequenz oder Geschwindigkeit der Wellenformen, die gemessen werden können. Dies wird durch die Bandbreite des Oszilloskops bestimmt, und es wird festgestellt, dass die Fähigkeit des Oszilloskops, die Wellenform genau anzuzeigen, mit zunehmender Frequenz abnimmt. Die Art und Weise, wie dies spezifiziert wird, kann in IEEE 1057 gesehen werden, das die elektrische Bandbreite als den Punkt definiert, an dem die Amplitude eines Sinuswelleneingangs um 3 dB reduziert wird (dh auf 70,7% des wahren Wertes des Signals gedämpft wird - ein Abfall von ungefähr 30%) relativ zu seinem Niveau bei einer niedrigeren Referenzfrequenz.

Die Oszilloskopspezifikation für die Bandbreite wird normalerweise im folgenden Format angegeben: Bandbreite = -3 dB bei 1500 MHz. Wenn die Oszilloskopspezifikation für den -3 dB-Punkt nicht hoch genug ist, wird festgestellt, dass die Flanken von Impulsen und Rechteckwellen infolge der Verringerung der Hochfrequenzkomponenten verlangsamt werden. Auch Sinuswellen oberhalb der Bandbreitenfrequenz werden erheblich gedämpft - selbst diejenigen um die Bandbreitenfrequenz werden etwas gedämpft.

Um sicherzustellen, dass die Oszilloskopspezifikation angemessen ist, muss sichergestellt werden, dass die Bandbreite des Oszilloskops höher als die Betriebsfrequenz ist. Oft wird eine Faustregel als Faustregel verwendet. Hier sollte die Bandbreite des Oszilloskops das Fünffache der höchsten Frequenzkomponente im Signal betragen. Bei Verwendung dieser Regel beträgt der Fehler aufgrund der Frequenzbeschränkungen weniger als ± 2%.

Vertikale DC-Verstärkungsgenauigkeit

Bei der Messung der Signalamplitude ist es wichtig, die Genauigkeit der durchgeführten Messung zu kennen. Da Oszilloskope nicht anstelle von Digitalmultimetern verwendet werden sollen, wird nicht erwartet, dass die Spannungselemente der Oszilloskopspezifikation so genau sind.

Vertikale Kanalauflösung

Digitale Oszilloskope müssen das eingehende analoge Signal in ein digitales Signal umwandeln. Die vertikale Kanalauflösung bestimmt die "Granularität" des Signals.

Die vertikale Kanalauflösung ist abhängig vom Digital-Analog-Wandler im Bereich. Beispielsweise bieten acht Bit 256 Digitalisierungsstufen (2 bis 8 Potenzen), und bei einer Auflösung von 10 Bit ergeben sich 1024 verschiedene Stufen.

Ein Bereich mit nur acht Bits gibt eine Spur an, auf der die einzelnen Schritte sehr leicht zu sehen sind. Infolgedessen haben die meisten modernen Oszilloskope eine sehr hohe Auflösung. 10 Bit sind selbst für Einsteigerbereiche üblich, wobei Leistungsbereiche 14 Bit bieten und einige eine Auflösung von 15 oder 16 Bit bieten.

Die Auflösung von 12 oder 14 Bit ist für die meisten Anwendungen gut, aber die Auflösung von 15 oder 16 Bit liefert die größten Details.

Einige High-End-Bereiche bieten an allen Eingängen eine Auflösung von 14 oder 15 Bit, bieten jedoch möglicherweise die volle Auflösung von 16 Bit, wenn nur ein Kanal verwendet wird. Dieser Ansatz reduziert die Kosten und ermöglicht es dem Benutzer, sich auf die Genauigkeit zu konzentrieren, wenn nur ein Kanal verwendet wird.

Anstiegszeitspezifikation

Eine weitere wichtige Oszilloskopspezifikation, die berücksichtigt werden muss, ist die Anstiegszeit des Oszilloskops. Dies ist eine besonders wichtige Spezifikation für alle digitalen Schaltungen, bei denen die Kanten von Rechteckwellen und Impulsen häufig von großer Bedeutung sind. Das Oszilloskop muss eine ausreichend schnelle Anstiegszeit haben, um die schnellen Übergänge genau zu erfassen. Andernfalls werden wichtige Informationen möglicherweise nicht angezeigt und die Ergebnisse können irreführend sein.

Die Anstiegszeit des Oszilloskops ist definiert als die Zeit, die das Bild benötigt, um von 10% auf 90% des Endwerts zu steigen.

Obwohl die Bandbreite des Oszilloskops ausreichend hoch sein muss, ist auch die Anstiegszeit wichtig. Es kann als der Anstiegsrate bei Operationsverstärkern ähnlich angesehen werden, bei denen die Spannungsänderungsrate der begrenzende Faktor ist. Infolgedessen muss die Anstiegszeit des Oszilloskops ausreichend hoch sein, um die erforderlichen Details zu erfassen.

Es gibt eine Beziehung zwischen Bandbreite und Anstiegszeit für eine Schätzung erster Ordnung. Um die Anstiegszeit eines Oszilloskops anhand seiner Bandbreite abzuschätzen, kann eine einfache Formel verwendet werden:

Wo:
BW = 3dB Bandbreite des Oszilloskops
Tr = Anstiegszeit.

Es sei daran erinnert, dass dies keine exakte Gleichung ist, sondern eine Annäherung erster Ordnung. aber eine sehr nützliche.

Diese Beziehung für die Anstiegszeit des Oszilloskops wird für die meisten High-End-Oszilloskope verwendet. In der Vergangenheit verwendeten ältere Typen eher 0,35 als 0,45 als Konstante. Dies entspricht dem Abrollen eines 1- oder 2-poligen Filters.

Oszilloskop-Abtastrate

Mit zunehmendem Anteil digitaler Oszilloskope wird die Spezifikation des Oszilloskops mit Abtastrate immer weiter verbreitet und wichtiger. Die Abtastrate wird in Abtastungen pro Sekunde (S / s) angegeben. Je schneller das Oszilloskop die Wellenform abtastet, desto höher ist die Auflösung der Details auf der Wellenform und bei höheren Abtastraten ist die Wahrscheinlichkeit, dass kritische Informationen verloren gehen, geringer.

Während die maximale Abtastrate tendenziell die Überschriftenrate ist, kann auch die minimale Abtastrate wichtig sein. Dies tritt auf, wenn sich langsam ändernde Signale über längere Zeiträume betrachtet werden. Es ist auch wichtig zu beachten, dass sich die angezeigte Abtastrate mit Änderungen an der horizontalen Skalierungssteuerung ändert. Dies dient dazu, eine konstante Anzahl von Wellenformpunkten in der angezeigten Wellenformanzeige beizubehalten.

Für die meisten Anwendungen ist es erforderlich, die Mindestanzahl der erforderlichen Abtastwerte zu definieren. Dies sollte verwendet werden, wenn die gesamte Oszilloskopspezifikation betrachtet wird. Das Oszilloskop nimmt die Wellenform vom Spannungseingang auf und digitalisiert sie dann, wonach sie verarbeitet wird. Für die Anzeige ist es notwendig, die Wellenform zu konstruieren.

Um Aliasing zu vermeiden, schreibt das Nyquist-Theorem vor, dass die Abtastfrequenz doppelt so hoch sein sollte wie die der am höchsten anzuzeigenden Frequenzkomponenten. Dies macht jedoch einige Annahmen über sich wiederholende Wellenformen, anomale Ereignisse wie Störungen und Interpolationsmethoden. In der Realität ist es besser anzunehmen, dass bei Verwendung der Sin (x) / x-Interpolation (eine häufige Option). Infolgedessen hat die Branche eine Faustregel verabschiedet:

Beispielrate=2.5Höchste Frequenz

Wenn eine lineare Interpolation verwendet wurde, sollte eine Abtastrate mindestens das Zehnfache der Signalkomponente mit der höchsten Frequenz betragen.

Speichertiefe

Dies ist der Speicher zum Speichern von Signalen. Je größer die Speichertiefe ist, desto mehr Signal kann mit der höchsten Abtastrate aufgenommen werden.

Speichertiefe=(Erfassungszeitfenster)   (Beispielrate)

Mit einem 1MSa pro Kanal kann ein Oszilloskop 1 ms oder Zeit mit einer Abtastrate von 1GSa / s erfassen. Daher muss genügend Speicher verfügbar sein, um diese Datenmenge zu erfassen.

Bildschirmgröße

Oszilloskop-Bildschirme haben sich in den letzten Jahren unermesslich verbessert. Die Bildschirmgrößen haben erheblich zugenommen und die Definition ist sehr viel besser.

Bei Verwendung moderner Bildschirme ist es möglich, viele Definitionen in der Wellenform zu sehen, und dies kann Probleme aufdecken, die in älteren Bereichen möglicherweise nicht sichtbar waren.

Angaben zum physischen Anwendungsbereich

Neben rein elektrischen Spezifikationen sind auch einige physikalische Spezifikationen wichtig, da sie die Benutzerfreundlichkeit ebenso beeinträchtigen können.

Das Datenblatt enthält mehrere Spezifikationen für den mechanischen Bereich.

  • Größe: Die physische Größe des Oszilloskops hat einen großen Einfluss darauf, wie es verwendet werden kann. Glücklicherweise ist die Größe von Oszilloskopen heute sehr viel geringer als vor der Jahrhundertwende. Vorbei sind die verwendeten thermionischen Kathodenstrahlröhren. Diese mussten sehr lang sein, und viele Zielfernrohre waren bis zu einem halben oder dreiviertel Meter tief und nahmen daher viel Platz auf der Bank ein. Die heutigen Bereiche sind viel kleiner, da sie modernere Technologie für die Displays verwenden.
  • Lärm : Es war überraschend, als jemand erwähnte, dass Rauschen ein bedeutendes Problem für ein Oszilloskop sein könnte. Einige größere Bereiche verfügen jedoch möglicherweise über Lüfter, die aktiviert sind, um sie kühl zu halten. Das Lüftergeräusch kann manchmal laut sein und es kann ablenkend sein, neben ihm zu arbeiten. Es lohnt sich, beim Kauf eines Oszilloskops oder bei der Auswahl eines Oszilloskops die Spezifikation für den Geräuschpegel zu berücksichtigen, falls dies ein Problem darstellen könnte.

Verleih oder Kauf eines Oszilloskops

Die erforderlichen Oszilloskopspezifikationen können durch Entscheidungen darüber geregelt werden, wie die Testausrüstung erhalten wird. Es gibt verschiedene Möglichkeiten: Kauf des neuen Oszilloskops, Kauf eines gebrauchten Testgeräts oder Verleih von Testgeräten.

Wenn gebrauchte Testgeräte erforderlich sind, kann dies eine gute Option sein, insbesondere wenn es sich um überholte Testgeräte handelt, kann dies eine hervorragende Option sein. Überholte Testgeräte sind möglicherweise relativ neu und können mit erheblichen Reduzierungen erhalten werden.

Wenn Sie die Wahl zwischen neuen, gebrauchten überholten Testgeräten oder der Vermietung von Testgeräten treffen, kann dies die erforderliche Oszilloskopspezifikation ändern. Bei der Option zum Ausleihen von Testgeräten sollte der Zeitraum, in dem sich das Gerät vor Ort befindet, relativ kurz sein, und daher kann das Gerät an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Beim Kauf neuer oder überholter Testgeräte sollten andere Anwendungen berücksichtigt werden, für die das Gerät verwendet werden kann.

Die Oszilloskopspezifikation sollte nicht nur der aktuellen Anwendung entsprechen, sondern, abhängig von den Kosten, eine gewisse Zukunftssicherheit beinhalten. Insbesondere für Spezifikationen wie Bandbreite und Anstiegszeit kann ein gewisser Spielraum anwendbar sein, um zukünftige schnellere Entwicklungen mit höherer Geschwindigkeit zu ermöglichen. Andere Spezifikationen sollten ebenfalls im Hinblick darauf betrachtet werden, ob sie die Entwicklung oder Messung zukünftiger Produkte ermöglichen.

Es gibt sehr viele Spezifikationen, die in den Datenblättern für die verschiedenen Oszilloskope zu sehen sind. Diese Datenblätter sind in der Regel über das Internet erhältlich. Die Umfangsspezifikationen können dann verglichen und Preise erhalten werden, um den am besten geeigneten Typ und das Modell auszuwählen, um für eine bestimmte Situation auszuwählen, zu kaufen oder zu mieten.

Es sollte auch sorgfältig überlegt werden, ob die richtigen Bedingungen ausgehandelt werden. Oft gibt es mehr Optionen als einen direkten Kauf: Mietkaufoptionen, Vermietung und dergleichen sollten alle in Betracht gezogen werden, da diese einige sehr attraktive finanzielle Optionen bieten können.

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