Analog Storage Oscilloscope : Block Diagram, Paggawa at Mga Aplikasyon Nito

Ang oscilloscope ay isang uri ng instrumento sa laboratoryo na karaniwang ginagamit upang ipakita ang isa o paulit-ulit na mga waveform na ipinapakita. Maaaring masuri ang mga waveform na ito para sa iba't ibang katangian tulad ng frequency, amplitude, rise time, distortion, time interval, atbp. Ang mga oscilloscope ay ginagamit sa iba't ibang larangan ng mga industriya tulad ng engineering, medisina, agham, telekomunikasyon, industriya ng automotive, atbp. Sa isang oscilloscope, mayroong ay dalawang pamamaraan na ginagamit upang mag-imbak ng mga signal; analog at digital na imbakan. Ang analog storage ay may kakayahang mas mataas na bilis, bagama't ito ay hindi gaanong versatile kumpara sa digital storage. Tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng isang analog storage oscilloscope – gumagana at mga aplikasyon nito.

Ano ang Analog Storage Oscilloscope?

Ang analog storage oscilloscope ay isang uri ng oscilloscope, na ginagamit upang mag-imbak ng mga waveform para sa visualization mamaya. Ang mga uri ng oscilloscope na ito ay napakasimple sa mga tuntunin ng kanilang pagganap, at ang mga ito ay napakamahal, kaya karaniwang ginagamit para lamang sa mga dalubhasang aplikasyon. Ang mga oscilloscope na ito ay gumagamit ng isang espesyal na CRT (cathode ray tube) sa pamamagitan ng isang mahabang pasilidad ng pagtitiyaga. Ang mga CRT na ito ay may kakayahan na mag-iba-iba ang pagtitiyaga, gayunpaman, kung ang napakaliwanag na mga bakas ay gaganapin sa itaas ng mahabang panahon, may pagkakataon na masunog ang bakas nang permanente sa display. Kaya't ang mga display na ito ay kinakailangang gamitin nang may pag-iingat.

Paggawa ng Analog Storage Oscilloscope

Gumagana ang mga analog storage oscilloscope sa pamamagitan ng paggamit ng isang espesyal na CRT na may mahabang kakayahan sa pagtitiyaga. Ang isang espesyal na CRT sa pamamagitan ng isang pagsasaayos ay ginagamit upang mag-imbak ng singil sa loob ng lugar ng display kung saan tumama ang electron beam, kaya pinapayagan ang fluorescence na manatili nang mas matagal kaysa sa mga normal na display.

Gumagana lamang ang oscilloscope na ito sa pamamagitan ng paglalapat ng boltahe na direktang sinusukat sa isang electron beam na gumagalaw sa screen ng oscilloscope. Ang beam ay nakadirekta sa isang phosphor-coated screen, na kumikinang kapag tinamaan ng beam. Ang sinag ay pagkatapos ay pinalihis ng signal, na sinusubaybayan ang waveform sa screen. Ang boltahe ay magpapalihis sa sinag pataas at pababa nang proporsyonal para sa pagsubaybay sa waveform sa display. Kaya nagbibigay ito ng agarang larawan ng waveform.

Mga pagtutukoy

Ang mga pagtutukoy ng isang analog storage oscilloscope isama ang mga sumusunod.

• Ang dimensyon o laki ay tinatayang: 305(W) x 135(H) x 365(D)mm.
• Ang input impedance ay 1 M Ohm.
• Ang trigger mode ay AUTO/TV-V/ NORM/TV-H.
• Ang X Y Phase Difference ay nasa ibaba o katumbas ng 3 degrees, DC – 50KHz.
• Ang pagpili ng Polarity ay + o -.
• Ang pag-trigger na may mataas na sensitivity ay katumbas ng 1mV/division.
• Incremental magnification function ng Ch1 channel para sa mas malinaw na inspeksyon.
• Mayroon itong TV synchronous separation circuit upang magpakita ng steady na signal ng TV.
• Ang CRT ay isang 6-inch na hugis-parihaba na screen na may panloob na graticule, 8 x10 div kung saan 1 div = 1cm.
• Ang mode ng display ay CH1, CH2, ADD, ALT, at CHOP.
• Ang oras ng pagtaas ay ≤ 8.8ns.
• Ang maximum na input ng boltahe ay 250V ≤ 1KHz.
• Ang input coupling ay AC, DC, at GND.
• Ang katumpakan ay ± 3%.
• Ang pinagmulan ng trigger ay CH1, CH2, VERT, LINE, at EXT.
• Ang pagiging sensitibo at dalas ay 20Hz ~ 60MHz.
• Ang pagkakalibrate ng waveform ay 1KH ± 20% frequency at 0.5V ± 10% na boltahe.
• Ang power supply ay 220V / 110V ± 10% ; 50/60Hz.
• Ang bigat nito ay humigit-kumulang 9Kg.

Analog Storage Oscilloscope Block Diagram

Ang isang Analog storage oscilloscope block diagram ay ipinapakita sa ibaba na gumagamit ng CRT. Ang uri ng CRT na ginamit sa oscilloscope na ito ay electrostatic sa halip na magnetic deflection dahil nagbibigay ito ng mas mabilis na electron stream control at nagbibigay-daan sa mga analog oscilloscope na makamit ang napakataas na frequency na operasyon. Ang analog oscilloscope ay may kasamang isang bilang ng mga bloke ng circuit at ito ay may kakayahang magbigay ng matatag na papasok na mga imahe ng waveform.

Mga Signal Input

Mayroong hanay ng mga kontrol na nauugnay sa input ng signal o Y-axis sa display. Sa maraming kaso, ang mga signal ay ipapatong sa isang DC bias. Kaya, ito ay kinakailangan upang ikonekta ang isang kapasitor sa serye sa pamamagitan ng input upang matiyak na ang DC ay naharang. Kapag ginamit ang isang kapasitor, ang pagpili sa opsyong AC ay magsasaad na ang mga signal na mababa ang dalas ay maaaring paghigpitan.

Y Attenuator

Ang Y attenuator ay ginagamit upang matiyak na ang mga signal ay ipinakita sa Y amplifier sa kinakailangang antas o hindi.

At Amplifier:

Ang Y amplifier sa oscilloscope ay nagbibigay lamang ng amplification upang magbigay ng output. Pangunahing linear ang amplifier na ito dahil ito ang magpapasya sa katumpakan ng oscilloscope.

Y Deflection Circuit:

Kapag ang amplified signal mula sa y amplifier ay ibinigay sa Y deflection circuit pagkatapos ay nagbibigay ito sa mga CRT plate sa mga kinakailangang antas. Ang pagpapalihis na ginamit sa CRT ay Electrostatic dahil nagbibigay ito ng mataas na bilis ng pagpapalihis na kinakailangan para sa oscilloscope na ito.

Trigger Circuitry:

Ang trigger system ay ginagamit upang matiyak na ang isang matatag na waveform ay ipinapakita sa display o hindi. Kinakailangang itakda ang ramp signal upang magsimula sa isang katulad na punto sa bawat cycle ng papasok na signal na susuriin. Sa ganitong paraan, ang isang katulad na punto sa waveform ay ipapakita sa isang katulad na posisyon sa display.

Sa block diagram sa itaas, may natatanggap na signal mula sa output ng Y amplifier at ibinibigay ito sa isa pang conditioning amplifier. Pagkatapos nito, ipinapasa ito sa isang Schmitt trigger circuit na nagbibigay ng mga solong switch point kapag tumaas at bumababa ang waveform. Ang kinakailangang kahulugan ay pinili para sa trigger upang ang trigger point ay maaaring maganap sa alinman sa pagtaas o pagbaba ng mga gilid ng waveform na maaaring piliin bago ibigay sa ramp circuit, kung saan man ang trigger signal ay nagbibigay ng start point para sa ramp.

Mula sa isang panlabas na pinagmulan, posible ring gumamit ng signal. Kaya maaari itong maging isang napaka-angkop na tampok dahil maaaring kailanganin itong makuha ang trigger mula sa isa pang pinagmulan bukod sa papasok na signal.

Blanking Amplifier

Ang isang blangko na amplifier ay ginagamit upang linisin ang screen sa buong fly-back phase na ito. Kinakailangan lamang ang elemento ng pag-reset ng ramp upang makagawa ng pulso na ibinibigay sa grid ng CRT. Binabawasan nito ang daloy ng elektron at mahusay na na-blangko ang display para sa panahong ito.

Ramp Generator (Time Base)

Ang time base control ay isa sa mga mahahalagang kontrol sa analog storage oscilloscope. Magkakaroon ito ng malaking pagkakaiba sa bilis at iaakma sa oras para sa bawat dibisyon sa saklaw CRT . Ang pagpili ng tamang timebase bilis upang ipakita ang partikular na waveform na kinakailangan ay mahalaga.

Ang operasyon ng analog storage oscilloscope na ito ay; ginagamit nito ang CRT upang magpakita ng mga signal sa parehong pahalang at patayong mga palakol. Kadalasan ang vertical axis ay ang instant incoming voltage value at ang horizontal axis ay ang ramp waveform.

Kapag tumaas ang boltahe ng ramp waveform, gumagalaw ang trace sa display sa pahalang na direksyon. Kapag dumating na ito sa dulo ng screen, babalik sa zero ang waveform at babalik ang trace sa simula. Sa pamamagitan ng paggamit ng diskarteng ito, ang pahalang na axis ay tumutugma sa oras samantalang ang vertical na axis ay tumutugma sa amplitude. Kaya sa ganitong paraan, ang mga karaniwang plot ng waveform ay maaaring ipakita sa CRT.

Digital Storage Oscilloscope vs Analog Storage Oscilloscope

Ang pagkakaiba sa pagitan ng digital storage oscilloscope at ang analog storage oscilloscope ay kinabibilangan ng mga sumusunod.

Mga Kalamangan at Kahinaan

Ang Mga pakinabang ng analog storage oscilloscope isama ang mga sumusunod.

• Ang mga analog storage oscilloscope ay karaniwang mas mura.
• Ang mga oscilloscope na ito ay may kakayahang magbigay ng mahusay na hanay ng pagganap para sa maraming sitwasyon sa laboratoryo at serbisyo.
• Ang mga oscilloscope na ito ay nagbibigay ng tumpak na pagganap, lalo na para sa mga pagsasanay sa laboratoryo.
• Ang mga oscilloscope na ito ay hindi nangangailangan ng Microprocessor, ADC, o acquisition memory para sa pagsukat.

Ang disadvantages ng analog storage oscilloscopes isama ang mga sumusunod.

• Hindi nag-aalok ng mga karagdagang tampok kumpara sa mga digital oscilloscope
• Ang mga device na ito ay hindi angkop para sa pagsusuri ng mga mas mataas na dalas ng sharp-rise-time transient sa loob ng mga electronic circuit.
• Ang mga oscilloscope na ito ay hindi simpleng gamitin, kaya kailangan mong magkaroon ng hands-on na pagsasanay.

Mga aplikasyon

Ang mga aplikasyon ng analog storage oscilloscopes isama ang mga sumusunod.

• Nagpapakita ito ng mga single-shot at long-period waveform.
• Ang analog oscilloscope ay ginagamit upang magbigay ng matatag na papasok na mga imahe ng waveform.
• Ang mga uri ng oscilloscope na ito ay malawakang ginagamit para sa real-time na pagmamasid sa mga kaganapan na nangyayari nang isang beses lang.
• Ito ay ginagamit upang ipakita ang napakababang dalas ng mga signal.
• Ang mga oscilloscope na ito ay pangunahing ginagamit kung saan ang oras ng pagpapakita sa screen ay masyadong maikli upang suriin ang mga signal na susukatin.
• Ginagamit ang oscilloscope na ito upang i-map at ipakita ang pare-parehong variable na boltahe ng input ng signal sa pamamagitan ng paggamit ng electron beam.

T: Ano ang pinakamataas na dalas na maaaring masukat ng isang analog storage oscilloscope?

A: Ang pinakamataas na dalas na maaaring masukat ng isang analog storage oscilloscope ay karaniwang nasa hanay ng ilang megahertz hanggang sampu-sampung megahertz.

T: Ano ang mga pakinabang ng paggamit ng analog storage oscilloscope kaysa sa digital storage oscilloscope?

A: Ang isang analog storage oscilloscope ay nakakakuha at nakakapagpakita ng mga kumplikadong waveform na may mataas na resolution, nagpapakita ng maramihang waveform sa parehong oras, at nag-iimbak ng waveform para sa isang yugto ng panahon pagkatapos na ang signal ay wala na. Bilang karagdagan, ang mga analog storage oscilloscope ay karaniwang mas mura kaysa sa mga digital storage oscilloscope.

T: Paano gumagana ang storage CRT sa isang analog storage oscilloscope?

A: Ang storage CRT sa isang analog storage oscilloscope ay kayang hawakan ang imahe ng waveform sa screen sa loob ng isang yugto ng panahon pagkatapos na wala na ang signal. Nagbibigay-daan ito sa user na pag-aralan ang waveform kahit na wala na ang signal.

T: Ano ang iba't ibang uri ng mga trigger na available sa isang analog storage oscilloscope?

A: Ang mga uri ng trigger na available sa isang analog storage oscilloscope ay kinabibilangan ng edge trigger, pulse width trigger, at video trigger.

T: Paano ipinapakita ng isang analog storage oscilloscope ang maramihang mga waveform sa parehong oras?

A: Ang isang analog storage oscilloscope ay maaaring magpakita ng maraming waveform nang sabay-sabay sa pamamagitan ng paggamit ng technique na tinatawag na 'dual-beam' o 'dual-trace' na gumagamit ng dalawang electron beam upang magpakita ng dalawang signal nang sabay-sabay.

T: Paano maihahambing ang isang analog storage oscilloscope sa isang digital storage oscilloscope sa mga tuntunin ng tibay?

A: Ang isang analog storage oscilloscope ay hindi gaanong matibay kaysa sa isang digital storage oscilloscope dahil sa paggamit nito ng isang cathode ray tube, na marupok at madaling masira.

Q: Ano ang karaniwang habang-buhay ng cathode ray tube sa isang analog storage oscilloscope?

A: Ang karaniwang habang-buhay ng cathode ray tube sa isang analog storage oscilloscope ay humigit-kumulang 10,000 hanggang 15,000 na oras ng operasyon.

T: Maaari bang gumamit ng analog storage oscilloscope para sukatin ang mga signal na mababa ang dalas?

A: Oo, maaaring gumamit ng analog storage oscilloscope upang sukatin ang mga signal na mababa ang dalas, ngunit maaaring mangailangan ito ng paggamit ng panlabas na low-pass na filter.

Q: Ano ang mga karaniwang uri ng probes na ginagamit sa isang analog storage oscilloscope?

A: Ang mga karaniwang uri ng probe na ginagamit sa isang analog storage oscilloscope ay kinabibilangan ng mga passive probe, active probe, at differential probe.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng analog storage oscilloscope – gumagana kasama ang mga aplikasyon. Sa isang analog storage oscilloscope, maraming mga kontrol na nagpapahintulot sa instrumento na ipakita ang signal nang eksakto sa kinakailangang paraan tulad ng Focus control, intensity control, signal inputs, time base, trigger, atbp. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang isang digital storage oscilloscope?