오실로스코프 유형

Oscilloscope types

오실로스코프 문서의 하위 섹션으로, 오실로스코프의 다양한 유형과 모델에 대해 자세히 설명합니다.

디지털 오실로스코프

아날로그 장치는 지속적으로 변화하는 전압을 사용하는 반면, 디지털 장치는 전압 샘플에 해당하는 이진수를 사용합니다.디지털 오실로스코프의 경우 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 사용하여 측정된 전압을 디지털 정보로 변경합니다.파형은 일련의 샘플로 간주됩니다.샘플이 저장되고 파형을 설명하기 위해 충분히 수집될 때까지 누적된 다음 다시 조립하여 표시합니다.디지털 테크놀로지에 의해, 밝기, 선명함, 및 안정성으로 정보를 표시할 수 있습니다.그러나 오실로스코프의 성능과 마찬가지로 한계가 있습니다.오실로스코프가 작동할 수 있는 최고 주파수는 기기의 프론트 엔드 구성 요소의 아날로그 대역폭과 샘플링 속도에 따라 결정됩니다.

디지털 오실로스코프는 디지털 스토리지 오실로스코프와 디지털 샘플링 오실로스코프의 [1][2]두 가지 주요 범주로 분류할 수 있습니다.최신 모델에는 PC 기반 오실로스코프(데이터 처리 및 디스플레이를 위해 PC에 연결)와 혼합 신호 오실로스코프(전압 측정 외에 다른 기능을 사용)가 있습니다.

디지털 스토리지 오실로스코프

주요 기사:디지털 스토리지 오실로스코프
음극선 튜브 디스플레이를 사용하는 HP의 디지털 오실로스코프 화면

디지털 스토리지 오실로스코프, 줄여서 DSO는 이제 대부분의 산업 애플리케이션에서 선호하는 유형입니다.DSO는 저장 방식의 브라운관 대신 디지털 메모리를 사용해 성능 저하 없이 필요한 만큼 데이터를 저장할 수 있습니다.디지털 스토리지 오실로스코프는 또한 고속 디지털 신호 처리 회로에 의한 신호의 복잡한 처리를 가능하게 한다.

수직 입력은 아날로그-디지털 변환기에 의해 디지털화되어 마이크로프로세서의 메모리에 저장되는 데이터 세트를 만듭니다.데이터 세트는 처리되어 디스플레이로 전송됩니다.이 디스플레이는 초기 DSO는 브라운관이었지만 현재는 LCD 플랫 패널입니다.컬러 LCD 디스플레이를 탑재한 DSO는 일반적입니다.샘플링 데이터 세트는 내부 또는 이동식 저장소에 저장하거나 처리 또는 보관을 위해 LAN 또는 USB를 통해 전송할 수 있습니다.화면 이미지는 오실로스코프 카메라 없이도 내장 또는 이동식 스토리지에 저장하거나 내장 또는 외부로 연결된 프린터로 전송할 수 있습니다.오실로스코프의 자체 신호 분석 소프트웨어는 많은 유용한 시간 영역 기능(예: 상승 시간, 펄스 폭, 진폭), 주파수 스펙트럼, 히스토그램 및 통계, 지속성 맵 및 통신, 디스크 드라이브 분석 및 전력 전자 장치와 같은 전문 분야의 엔지니어에게 의미 있는 다수의 파라미터를 추출할 수 있습니다..

디지털 오실로스코프는 주로 아날로그 입력 회로의 성능, 샘플 창의 지속 시간 및 샘플 속도의 분해능에 의해 제한됩니다.등가샘플링을사용하지않을경우샘플링주파수는관측신호의가장높은주파수성분의2배인나이키스트레이트보다높아야합니다.그렇지 않으면 앨리어스가 발생합니다.

아날로그 오실로스코프에 비해 장점은 다음과 같습니다.

  • 여러 트레이스를 구별하기 위한 색상으로 밝고 큰 디스플레이
  • 스토리지 타입의 CRT에 따른 문제 없이 메모리로의 간단한 원샷 수집
  • 훨씬 더 다양한 트리거
  • 아날로그 오실로스코프에 발생하는 인광 어두운 곳에서도 노이즈를 숨길 수 없습니다.
  • 입력 신호는 단순히 화면의 라인으로 변환되는 것이 아니라 저장 또는 추가 처리가 가능한 샘플 데이터로 사용할 수 있습니다(즉, 오실로스코프와 함께 제공되는 측정 및 분석 도구를 통해).
  • 연속적인 샘플 또는 스캔과 오버샘플링을 통해 작동하는 특정 HiRes 모드에 대한 평균을 구하면 수직 분해능이 높아질 수 있습니다.
  • 다양한 측정 및 분석 기능으로 모든 관련 신호 특성을 쉽게 수집할 수 있습니다.
  • 메모리 용량이 작은 디지털 오실로스코프의 긴 타임베이스 설정에서 특정 이벤트를 찾는 피크 감지(새로운 오실로스코프가 매우 긴 타임베이스 설정에서도 샘플링 속도를 충분히 높게 유지하는 대용량 메모리를 탑재하여 관련성이 떨어짐)
  • 간단한 이동 및 확대/축소
  • USB, 이더넷 또는 GPIB를 통한 원격 제어

구형 디지털 오실로스코프의 단점은 아날로그 이전 오실로스코프에 비해 파형 업데이트 속도(트리거 속도)가 제한되어 있어 디지털 오실로스코프, 특히 지속성 모드가 없는 구형 오실로스코프의 경우 "결함"이나 기타 희귀 현상을 감지하기 어려울 수 있습니다.그러나 파형 처리의 향상 덕분에 최신 디지털 오실로스코프는 100만 업데이트/초를 초과하여 트리거 속도에 도달할 수 있습니다. 이는 최고의 아날로그 오실로스코프가 수행할 수 있었던 약 600,000 트리거/초보다 많은 수치입니다.최신 디지털 오실로스코프에는 아날로그 지속성 모드도 함께 제공되어 아날로그 오실로스코프의 인광 CRT의 잔광을 재현합니다.

디지털 샘플링 오실로스코프

디지털 샘플링 오실로스코프는 아날로그 샘플링 오실로스코프와 동일한 원리로 작동하며 아날로그 샘플링 오실로스코프와 마찬가지로 고주파 신호, 즉 오실로스코프의 샘플링 속도보다 주파수가 높은 반복 신호를 분석할 때 매우 유용합니다.이 유형은 반복 신호를 측정할 때 실시간 오실로스코프보다 최대 10배 더 큰 대역폭과 고속 타이밍을 제공하는 데 사용되었습니다.

"싱글샷" 스코프라고도 불리던 실시간 오실로스코프는 각 트리거 이벤트에서 전체 파형을 캡처합니다.이를 위해서는 스코프가 하나의 연속 레코드에 다수의 데이터 포인트를 캡처해야 합니다.단순히 "샘플링 스코프"라고도 하는 순차 등가 시간 샘플링 오실로스코프는 트리거당 한 번만 입력 신호를 측정합니다.다음에 스코프가 트리거되면 약간의 지연이 추가되고 다른 샘플이 수집됩니다.따라서 파형 사진을 작성하기에 충분한 샘플을 수집하려면 다수의 트리거 이벤트가 발생해야 합니다.측정 대역폭은 현재 90GHz를 [3]초과할 수 있는 썬플라의 주파수 응답에 의해 결정됩니다.

순차 등가 시간 샘플링 대신 랜덤 등가 시간 샘플링이라고 합니다.샘플은 트리거 이벤트가 아니라 스코프의 내부 샘플링 클럭과 동기화됩니다.이로 인해 트리거 이벤트와 관련하여 명백히 랜덤한 시간에 발생합니다.스코프는 트리거와 각 샘플 사이의 시간 간격을 측정하고 이를 사용하여 샘플을 x축에서 올바르게 찾습니다.이 과정은 파형 사진을 작성하기에 충분한 샘플이 수집될 때까지 계속됩니다.순차 등가 시간 샘플링에 비해 이 기법의 장점은 스코프가 대부분의 실시간 디지털 스토리지 스코프의 트리거 전 기능과 유사한 방식으로 트리거 이벤트 이전 및 이후로부터 데이터를 수집할 수 있다는 것입니다.랜덤 등가샘플링은 특별한 샘플링 하드웨어를 필요로 하지 않고 표준 DSO에 통합할 수 있지만 순차 샘플링 [4]방법보다 타이밍 정밀도가 떨어진다는 단점이 있습니다.

그러나 대역폭이 100GHz 이상인 실시간 오실로스코프가 탄생한 ADC 기술의 발전으로 인해 디지털 샘플링 오실로스코프에 대한 수요는 줄어들고 있으며, [citation needed]실시간 오실로스코프에 동등한 타임 샘플링을 통합해야 합니다.

휴대용 오실로스코프

휴대용 오실로스코프는 많은 테스트 및 필드 서비스 응용 프로그램에 유용합니다.오늘날 휴대용 오실로스코프는 일반적으로 흑백 또는 컬러 LCD 디스플레이를 사용하는 실시간 오실로스코프입니다.일반적으로 휴대용 오실로스코프에는 아날로그 입력 채널이 하나 또는 두 개 있지만, 4입력 채널 버전도 사용할 수 있습니다.일부 계측기는 디지털 멀티미터의 기능을 오실로스코프와 결합합니다.이것들은 보통 가볍고 [citation needed]정확도가 좋다.

PC 기반 오실로스코프

PC 기반 오실로스코프는 파형 표시 및 계측기 제어를 위해 표준 PC 플랫폼에 의존하는 디지털 오실로스코프의 한 유형입니다.일반적으로 두 가지 유형의 PC 기반 오실로스코프가 있습니다.

  • 내장 PC 플랫폼(PC 메인보드)을 탑재한 스탠드아론 오실로스코프– 상위 미드레인지 및 하이엔드 오실로스코프에 공통
  • USB 또는 이더넷을 통해 별도의 PC(데스크탑 또는 노트북)에 연결하는 외부 오실로스코프

1990년대 말, Nicolet과 HP는 최초의 독립형 PC 기반 오실로스코프를 발표했습니다.여기서 "오시스코프" 부분은 절연 및 자동 게인 제어를 제공하는 전기 인터페이스, 고속 아날로그-디지털 변환기, 샘플 메모리 및 온보드 디지털 신호로 구성된 특수 신호 수집 시스템으로 구성됩니다.프로세서(DSP).PC 부품은 운영 체제로 Microsoft Windows를 실행했으며, 이 운영 체제는 파형 데이터를 표시하고 계측기를 제어하는 데 사용되었습니다.

이후 4대 오실로스코프 제조업체(HP/Agilent/Keysight, LeCroy, Tektronix, Rohde & Schwarz)의 고급 독립형 오실로스코프 라인은 모두 PC 플랫폼을 기반으로 하고 있습니다.

PC 기반 오실로스코프의 다른 그룹은 외부 오실로스코프입니다. 즉, 수집 시스템이 PC 플랫폼과 물리적으로 분리되어 있습니다.외부 오실로스코프의 정확한 하드웨어 구성에 따라 하드웨어는 디지타이저, 데이터 로거 또는 특수 자동 제어 시스템의 일부로 설명될 수도 있습니다.별도의 PC는 디스플레이, 제어 인터페이스, 디스크 스토리지, 네트워킹 및 종종 획득 하드웨어의 전력을 제공합니다.외부 오실로스코프는 스트리밍 모드와 블록 모드라는 두 가지 방법으로 데이터를 컴퓨터로 전송할 수 있습니다.스트리밍 모드에서는 데이터가 손실되지 않고 연속 흐름으로 PC로 전송됩니다.PCO를 PC에 접속하는 방법(이더넷, USB 등)에 따라 최대 도달 가능 속도와 주파수와 해상도가 결정됩니다.블록 모드는 외부 오실로스코프의 온보드 메모리를 사용하여 데이터 블록을 수집한 다음 블록이 기록된 후 PC로 전송됩니다.그런 다음 수집 하드웨어가 재설정되고 다른 데이터 블록을 기록합니다.이 프로세스는 매우 빠르게 진행되지만, 소요 시간은 데이터 블록의 크기와 데이터 전송 속도에 따라 달라집니다.이 방법을 사용하면 샘플링 속도가 훨씬 빨라지지만 대부분의 경우 하드웨어는 기존 블록을 전송하는 동안 데이터를 기록하지 않습니다.

독립형 PC 기반 오실로스코프의 장점은 다음과 같습니다.

  • 오실로스코프에서 실행할 수 있는 스프레드시트 및 워드프로세서 등의 표준 PC 소프트웨어로 데이터를 쉽게 내보낼 수 있습니다.
  • 수치 분석 소프트웨어 및 신호 분석 소프트웨어와 같은 분석 도구를 오실로스코프에서 직접 실행할 수 있는 기능
  • 자동화 소프트웨어를 실행하여 자동 테스트 실행 가능
  • 네트워킹을 통해 원격지에서 오실로스코프를 쉽게 제어할 수 있는 기능

외부 오실로스코프의 장점은 독립형 PC 기반 오실로스코프와 동일하며, 추가로 다음과 같은 이점이 있습니다.

  • 특히 사용자가 이미 적절한 PC 또는 노트북을 소유하고 있는 경우, 동등한 스탠드아론 오실로스코프보다 비용이 낮은 경우가 많습니다.
  • 일반적으로 스탠드아론 PC와 노트북에는 기존의 오실로스코프에 있는 작은 디스플레이보다 읽기 쉬운 대형 고해상도 컬러 디스플레이가 있습니다.
  • 노트북과 함께 사용할 경우 휴대성
  • 일부 외장 오실로스코프는 휴대용 오실로스코프보다 물리적으로 훨씬 작습니다.

그러나 PC 기반 오실로스코프(독립형 또는 외장형)에는 다음과 같은 단점도 있습니다.

  • 저레벨 신호 분해능을 얻으려면 신중하고 광범위한 차폐가 필요한 PC 회로로부터의 전원 공급 및 전자파 노이즈
  • 외부 오실로스코프의 경우 소유자가 PC에 오실로스코프 소프트웨어를 설치해야 하며, 이는 PC 운영 체제의 현재 릴리스와 호환되지 않을 수 있습니다.
  • 내장형 플랫폼을 기반으로 독립형 오실로스코프를 거의 즉시 시작할 때와 비교하여 PC 플랫폼 부팅 시간(모든 오실로스코프가 사양 준수에 도달하려면 예열 시간이 필요하므로 거의 문제가 되지 않습니다)

혼합 신호 오실로스코프

혼합 신호 오실로스코프(MSO)는 디지털 스토리지 오실로스코프의 모든 측정 기능과 사용 모델을 논리 분석기의 일부 측정 기능과 결합합니다.아날로그 및 디지털 신호는 단일 타임베이스로 수집되어 단일 디스플레이에서 볼 수 있으며, 이러한 신호의 조합은 오실로스코프를 트리거하는 데 사용할 수 있습니다.

MSO는 일반적으로 고급 디지털 측정 기능과 독립형 논리 분석기의 [5]많은 디지털 수집 채널이 부족합니다.일반적인 혼합 신호 측정에는 임베디드 시스템, 아날로그/디지털 변환기(ADC), 디지털/아날로그 변환기(DAC), 제어 시스템 등의 하이브리드 아날로그/디지털 회선의 특성화와 디버깅이 포함됩니다.

음극선 오실로스코프

최초의 가장 간단한 유형의 오실로스코프는 브라운관, 수직 증폭기, 타임베이스, 수평 증폭기 및 전원 공급기로 구성되었습니다.1990년대와 2000년대에 보편화된 "디지털" 오실로스코프와 구별하기 위해 지금은 "아날로그" 오실로스코프라고 합니다.

CRO가 현재 형태로 도입되기 전에 음극선관은 이미 측정 장치로 사용되었습니다.음극선 튜브는 흑백 TV와 유사한 진공 유리 엔벨로프이며 평평한 면이 형광 물질(인광체)로 덮여 있습니다.화면은 일반적으로 직경이 20cm 미만으로 텔레비전 세트보다 훨씬 작습니다.오래된 CRO는 원형 스크린 또는 전면 플레이트를 사용했지만 더 나은 CRO의 새로운 CRT는 직사각형 전면 플레이트를 사용하였습니다.

튜브의 목에는 전자총이 있습니다. 전자총은 작고 가열된 금속 실린더로 끝이 전자 방출 산화물로 코팅되어 있습니다.그 근처에는 둥근 구멍이 뚫린 음극 끝에 디스크를 실은 훨씬 큰 직경의 실린더가 있습니다. 이것은 증폭기 진공관 그리드와 역사적인 유사성으로 "그리드"(G1)라고 불립니다.스위프 역추적 중이나 트리거 이벤트가 발생하지 않을 때처럼 전자 빔을 꺼야 할 때 전자가 구멍을 통과하는 것을 차단하는 데 작은 음의 그리드 전위(캐소드라고 함)가 사용됩니다.

그러나 G1이 음극에 대해 부극이 작아지면 G2라고 하는 또 다른 원통형 전극이 음극에 대해 수백 볼트의 정극으로 전자를 홀에 끌어들인다.그들의 궤적은 구멍을 통과할 때 모여 크로스오버라고 불리는 꽤 작은 직경의 "핀치"를 만듭니다.전극("그리드")에 이어 정전렌즈도 이 크로스오버의 초점을 스크린에 맞춥니다.스팟은 크로스오버의 이미지입니다.

일반적으로 CRT는 약 -2kV로 동작하며 이에 대응하여 G1 전압을 오프셋하기 위해 다양한 방법이 사용됩니다.전자총을 따라 진행되면서 빔은 이미징 렌즈와 제1의 양극을 통과하며 음극과 동일한 전자볼트의 에너지로 나타납니다.빔은 한 세트의 편향 플레이트를 통과한 다음 다른 세트의 편향 플레이트를 통과합니다. 여기서 빔은 필요에 따라 인광 스크린으로 편향됩니다.

편향 플레이트의 평균 전압은 수직 출력단에 직접 연결해야 하기 때문에 상대적으로 접지와 가깝습니다.

빔이 편향 영역을 벗어나면 유용한 밝은 트레이스를 생성할 수 있습니다.그러나 트레이스가 인광 스크린을 통해 보다 빠르게 이동할 수 있는 고대역폭 CRO의 경우 10,000V 이상의 양의 편향 후 가속도(PDA) 전압이 사용되는 경우가 많아 인광체와 충돌하는 전자의 에너지(속도)가 증가합니다.전자의 운동 에너지는 충돌 지점에서 형광체에 의해 가시광선으로 변환됩니다.

전원을 켜면 CRT는 보통 화면 중앙에 밝은 점을 하나 표시하지만 점은 정전 또는 자기적으로 이동할 수 있습니다.오실로스코프의 CRT는 항상 정전 편향을 사용합니다.일반적인 정전기 편향 플레이트는 일반적으로 빔을 약 15도 정도만 축 밖으로 이동할 수 있습니다. 즉, 오실로스코프 CRT에는 길고 좁은 깔때기가 있으며 화면 크기에 비해 일반적으로 상당히 긴 편입니다.CRT 길이가 CRO를 전면에서 후면으로 "깊이" 만듭니다.현대의 평면 오실로스코프는 그런 극단적인 치수를 필요로 하지 않습니다. 모양은 직사각형 도시락에 가깝습니다.

Cro principle diagram.png

전자총과 스크린 사이에는 편향판이라고 불리는 두 쌍의 마주보는 금속판이 있습니다.수직 증폭기는 한 쌍의 플레이트에서 전위차를 발생시켜 전자 빔이 통과하는 수직 전계를 생성합니다.플레이트 전위가 동일하면 빔이 편향되지 않습니다.상판이 하단 플레이트에 대해 양이면 빔이 위로 꺾이고 필드가 반전되면 빔이 아래로 꺾입니다.수평 증폭기는 다른 한 쌍의 편향 플레이트와 비슷한 역할을 하여 빔이 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동하도록 합니다.이 편향 시스템은 정전 편향이라고 불리며 텔레비전 튜브에 사용되는 전자파 편향 시스템과 다릅니다.자기편향에 비해 정전편향은 전위의 무작위적이고 빠른 변화를 더 쉽게 따라갈 수 있지만, 작은 편향각으로 제한됩니다.

편향 플레이트의 일반적인 표현은 오해의 소지가 있다.한쪽 편향축용 플레이트는 다른 쪽 플레이트보다 스크린에 가깝다.플레이트가 서로 가까워질수록 감도가 향상되지만 적절한 감도를 얻으려면 CRT의 축을 따라 충분히 확장해야 합니다.(특정 전자가 장에서 오래 있을수록 더 멀리 편향됩니다.)단, 긴 플레이트 간격이 좁으면 빔이 최대 진폭 편향 전에 빔과 접촉하게 되므로 절충형상은 빔이 음극 쪽으로 상대적으로 가까워지고 화면을 향해 얕은 VEE로 분리됩니다.그것들은 어떤 CRT도 평평하지 않고 꽤 오래된 CRT입니다!

타임베이스는 램프 전압을 생성하는 전자 회로입니다.이 전압은 시간에 따라 연속적으로 선형적으로 변화하는 전압입니다.사전 정의된 값에 도달하면 램프가 재설정되고 시작 값으로 안착됩니다.트리거 이벤트가 인식되면 재설정 프로세스(홀드오프)가 완료되면 램프가 다시 시작됩니다.타임베이스 전압은 일반적으로 수평 증폭기를 구동합니다.그 효과는 전자 빔의 화면 끝을 스크린을 가로질러 왼쪽에서 오른쪽으로 일정한 속도로 스위프한 다음 빔을 블랭크하고 편향 전압을 왼쪽으로 되돌리는 것입니다. 즉, 다음 스위프를 시작할 수 있도록 합니다.일반적인 스위프 회선은 리셋에 상당한 시간이 걸릴 수 있습니다.CRO에 따라서는 스위프보다 재트레이스하는 데 더 많은 시간이 필요합니다.

한편 수직증폭기는 측정하는 회로 또는 실험에서 얻은 외부전압(수직입력)에 의해 구동됩니다.앰프는 입력 임피던스(일반적으로 1메가움)가 매우 높기 때문에 신호 소스에서 아주 적은 전류만 끌어옵니다.감쇠기 프로브는 소비 전류를 더욱 줄입니다.앰프는 수직 입력에 비례하는 전압으로 수직 편향 플레이트를 구동합니다.전자는 이미 일반적으로 2kV(대략) 가속되어 있기 때문에 이 증폭기는 약 100V의 전압을 공급해야 하며 이는 매우 넓은 대역폭으로 공급해야 합니다.수직 증폭기의 게인은 입력 전압의 진폭에 맞게 조정할 수 있습니다.정입력전압은 전자빔을 위쪽으로 구부리고 음전압은 아래로 구부려 트레이스 중 어느 부분의 수직편향이 그 [6]때의 입력값을 나타내도록 한다.

오실로스코프의 응답은 멀티미터와 같은 기계적 측정 장치의 응답보다 훨씬 빠릅니다. 이때 포인터의 관성(및 댐핑)으로 인해 입력에 대한 응답이 느려질 수 있습니다.

기존 CRO를 사용하여 고속 신호, 특히 비반복 신호를 관찰하는 것은 불안정하거나 트리거 임계값이 변경되어 화면에서 파형을 "고정"하기가 어렵습니다.따라서 실내를 어둡게 하거나 디스플레이 튜브의 표면 위에 특수 보기 후드를 배치해야 하는 경우가 많습니다.이러한 신호를 쉽게 볼 수 있도록 특수 오실로스코프는 야간 비전 기술을 차용하여 튜브 표면 뒤에 마이크로 채널 플레이트 전자 증배기를 사용하여 희미한 빔 전류를 증폭합니다.

Tektronix 모델 C-5A 오실로스코프 카메라(폴라로이드 인스턴트 필름 팩 포함)

CRO를 사용하면 신호를 볼 수 있지만, 기본적인 형태에서는 문서화를 위해 종이에 신호를 기록할 수 있는 수단이 없습니다.따라서, 특수 오실로스코프 카메라는 화면을 직접 촬영하기 위해 개발되었습니다.초기 카메라는 롤이나 플레이트 필름을 사용했고, 1970년대에는 폴라로이드 즉석 카메라가 인기를 끌었다.P11 CRT 형광체(시각적으로 파란색)는 필름 노출에 특히 효과적이었다.희미한 트레이스를 포착하기 위해 카메라(경우에 따라서는 단일 스위프 사용)가 사용되었습니다.

전원 공급기는 오실로스코프의 중요한 구성 요소입니다.이는 튜브 내 음극 히터(고전압을 위해 절연됨!)에 전력을 공급하기 위한 저전압과 수직 및 수평 증폭기, 트리거 및 스위프 회로를 제공합니다.정전 편향 플레이트를 구동하려면 더 높은 전압이 필요합니다. 즉, 수직 편향 증폭기의 출력 단계에서 큰 신호 변동 현상이 발생해야 합니다.이러한 전압은 매우 안정적이어야 하며 앰프 게인은 그에 따라 안정적이어야 합니다.큰 변화가 있을 경우 트레이스 크기에 오류가 발생하여 오실로스코프가 부정확해집니다.

이후 아날로그 오실로스코프는 표준 설계에 디지털 처리를 추가했습니다.음극선관, 수직 및 수평 증폭기와 같은 기본 아키텍처는 유지되었지만, 전자 빔은 아날로그 파형과 혼합된 그래픽과 텍스트를 표시할 수 있는 디지털 회로에 의해 제어되었습니다.듀얼/멀티레이스 오실로스코프가 채널을 표시하는 것과 기본적으로 동일한 방식으로 파형 디스플레이와 인터리브(멀티레이스)된 디스플레이 시간을 표시합니다.이 시스템에는 다음과 같은 추가 기능이 있습니다.

  • 앰프 및 타임베이스 설정의 화면 표시;
  • 전압 커서 - 전압 표시와 함께 조정 가능한 수평선;
  • 시간 커서 - 시간 표시와 함께 조정 가능한 수직선;
  • 화면에 표시되는 메뉴로 트리거 설정 및 기타 기능을 사용할 수 있습니다.
  • 표시된 트레이스의 전압과 주파수의 자동 측정

듀얼빔 오실로스코프

듀얼 빔 오실로스코프는 한때 한 신호를 다른 신호와 비교하는 데 사용되었던 오실로스코프의 한 종류였습니다.특수한 타입의 CRT에서 2개의 빔이 생산되었습니다.

단일 전자 빔을 시간적으로 공유하여 각 신호의 약 50%를 손실하는 일반적인 "듀얼 트레이스" 오실로스코프와 달리, 듀얼 빔 오실로스코프는 두 개의 개별 전자 빔을 동시에 생성하여 두 신호 모두를 캡처했습니다.한 유형(영국 Cossor)은 CRT에 빔 스플리터 플레이트가 있고 스플리터에 이어 단일 끝 수직 편향도 있었다.(이 문서의 마지막 부분에 이러한 유형의 오실로스코프에 대한 자세한 내용이 있습니다.)

다른 듀얼 빔 오실로스코프에는 2개의 완전한 전자총이 있어 CRT를 제조할 때 축방향(회전식) 기계적 정렬을 엄격하게 제어해야 했습니다.후자의 유형에서는 두 개의 독립된 수직 플레이트 쌍이 빔을 편향시킵니다.채널 A의 수직판은 채널 B의 빔에 영향을 주지 않았습니다.마찬가지로 채널 B에서도 B 빔만을 편향시키는 별도의 수직 플레이트가 존재했습니다.

일부 듀얼 빔 오실로스코프에서는 타임베이스, 수평 플레이트 및 수평 증폭기가 두 빔에 공통으로 사용되었습니다(빔 분할기 CRT는 이와 같이 작동).Tektronix 556 및 7844와 같은 보다 정교한 오실로스코프는 두 개의 독립된 타임베이스와 두 세트의 수평 플레이트 및 수평 증폭기를 사용할 수 있습니다.따라서 한 빔에서는 매우 빠른 신호를, 다른 빔에서는 느린 신호를 볼 수 있습니다.

대부분의 멀티채널 오실로스코프에는 다중 전자 빔이 없습니다.대신 한 번에 하나의 트레이스만 표시하지만 수직 증폭기의 후반 스테이지는 대체 스위프(ALT 모드) 또는 스위프당 횟수(CHOP 모드)로 한 채널과 다른 채널 간에 전환됩니다.진정한 듀얼 빔 오실로스코프는 거의 만들어지지 않았습니다.

디지털 신호 캡처의 등장으로 진정한 듀얼 빔 오실로스코프는 더 이상 사용되지 않게 되었습니다. 그 후 ALT 또는 CHOP 디스플레이 기술 또는 래스터 디스플레이 모드를 사용하여 메모리에서 두 개의 신호를 동시에 표시할 수 있게 되었습니다.

아날로그 스토리지 오실로스코프

트레이스 스토리지는 일부 아날로그 오실로스코프에서 사용할 수 있는 추가 기능으로, 다이렉트 뷰 스토리지 CRT를 사용했습니다.저장 기능을 사용하면 보통 1초 만에 소멸되는 트레이스 패턴을 몇 분 이상 화면에 유지할 수 있습니다.그런 다음 전기회로를 의도적으로 활성화하여 스크린의 트레이스를 저장하고 지울 수 있습니다.

보관은 2차 배출의 원리를 사용하여 이루어집니다.일반적인 필기 전자 빔이 형광체 표면의 한 지점을 통과할 때, 그것은 순간적으로 형광체를 비추게 할 뿐만 아니라 전자 빔의 운동 에너지가 형광체 표면에서 다른 전자들을 떨어트립니다.이것은 순정전하를 남길 수 있습니다.저장 오실로스코프는 인광 스크린을 향해 이동하는 저에너지 전자의 지속적인 홍수를 제공하는 하나 이상의 2차 전자총("플래드 건")을 제공합니다.플래드건은 화면 전체를 덮습니다.이상적으로는 균일합니다.플래드건의 전자는 쓰기 건이 순 양전하를 남긴 인광 스크린 영역으로 더 강하게 끌어당깁니다. 이렇게 하면 플래드건의 전자가 인광 스크린의 [7]양전하 영역에서 인광을 다시 비추게 됩니다.

플래드건 전자의 에너지가 적절히 평형되면 충돌하는 플래드건 전자는 형광체 스크린에서 1개의 2차 전자를 노크하여 형광체 스크린의 조명 영역에 순정전하를 보존한다.이렇게 하면 원래 필기구에 의해 작성된 이미지를 몇 초에서 몇 분 동안 장기간 유지할 수 있습니다.최종적으로, 2차 배출 비율의 작은 불균형이 발생하면, 화면 전체가 「양」으로 흐려지거나(점등) 원래의 기입 트레이스가 「음」으로 흐려집니다(소멸).이러한 불균형이 궁극적인 스토리지 시간을 제한합니다.[7]

이러한 유형의 스토리지 오실로스코프(및 대형 화면 스토리지 CRT 디스플레이)는 인광체에 저장되며, Tektronix가 만들었습니다.Hughes를 비롯한 다른 회사들은 초기에 보다 유연하고 비용이 많이 드는 내부 스토리지 구조를 갖춘 스토리지 오실로스코프를 만들었습니다.

일부 오실로스코프는 "안정적 스토리지"로 알려진 엄격히 2진수(on/off) 형태의 스토리지를 사용했습니다.다른 것들은 "가변 지속성"을 가진 형광체의 인상을 만들어 내는 짧고 불완전한 소거 주기를 지속적으로 허용했다.또한 일부 오실로스코프는 플래드건의 부분적 또는 완전한 셧다운을 허용하여 나중에 볼 수 있도록 저장된 잠복 이미지의 보존(보이지 않음에도 불구하고)을 가능하게 합니다. (플래드건이 켜져 있을 때만 플러드건 또는 페이딩 네거티브가 발생하고, 플래드건이 꺼진 상태에서는 인광 스크린의 전하 누출만이 저장 공간을 저하시킵니다.ed 이미지

아날로그 샘플링 오실로스코프

표본 추출의 원리는 1930년대에 벨 연구소에서 나이키스트에 의해 개발되었고, 그 후에 표본 추출 정리가 명명되었다.그러나 최초의 시료용 오실로스코프는 1950년대 후반 영국 하웰에 있는 원자력 연구소에서 G.B. 채플린, A.R. 오웬스, A.J. 콜에 의해 개발되었다.["DC to 300Mc/s 응답의 민감 트랜지스터 오실로그래프", Proc I.E. (런던) Vol.106, 파트 B.1959년 제16호 부속서]

최초의 샘플링 오실로스코프는 아날로그 계측기로, 원래는 기존 오실로스코프의 프론트 엔드 유닛으로 개발되었습니다.이 계측기의 필요성은 매우 빠른 반복 펄스의 파형을 포착해야 한다는 하웰의 핵 과학자들의 요구에서 비롯되었다.일반적으로 대역폭이 20MHz인 현재의 최첨단 오실로스코프는 이를 수행할 수 없었고 아날로그 샘플링 오실로스코프의 유효 대역폭 300MHz는 상당한 발전을 의미했습니다.

이러한 "앞부분"의 짧은 시리즈가 Harwell에서 만들어졌고 많은 사용법을 발견했고, Chaplin 등은 이 발명품에 대해 특허를 취득했다.이 특허의 상업적 이용은 최종적으로 Hewlett-Packard Company(나중에 Agilent Technologies)에 의해 이루어졌습니다.

샘플링 오실로스코프는 한 번에 전체 신호를 수신하지 않음으로써 큰 대역폭을 달성합니다.대신 신호의 샘플만 수집됩니다.그런 다음 샘플을 조립하여 파형을 생성합니다.이 방법은 반복 신호에만 사용할 수 있으며 일시적인 이벤트는 사용할 수 없습니다.샘플링의 개념은 스트로보 기술로 생각할 수 있습니다.스트로보 라이트를 사용하면 움직임의 일부만 볼 수 있지만, 충분히 촬영하면 전체적인 움직임을 포착할[8] 수 있습니다.

관련 기구

다양한 기술 분야에서 사용되는 많은 계측기는 실제로 입력, 교정, 제어, 디스플레이 교정 등이 있는 오실로스코프이며, 특정 응용 분야에 특화되어 최적화되어 있습니다.경우에 따라 신호 발생기와 같은 추가 기능이 계측기에 내장되어 있지 않으면 하나 이상의 추가 계측기가 필요할 측정을 용이하게 할 수 있습니다.

텔레비전 방송 엔지니어링의 파형 모니터는 표준 오실로스코프에 매우 가깝지만 복합 비디오 프레임, 필드 또는 필드 밖으로 선택한 라인을 안정적으로 표시할 수 있는 트리거 회로와 컨트롤이 포함되어 있습니다.Robert Hartwig는 파형 모니터가 "그림의 [9]흑백 부분을 그래픽으로 표시"한다고 설명합니다.비디오 신호의 흑백 부분은 형광색 때문에 "휘도"라고 불립니다.파형 모니터의 흑백 레벨 표시를 통해 엔지니어는 사진의 화질을 트러블 슈팅하고 필요한 기준에 부합하는지 확인할 수 있습니다.편의를 위해 파형 모니터의 수직 스케일은 IRE 단위로 교정됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "오시경의 종류"
  2. ^ "오실로스코프 프라이머의 XYZ"
  3. ^ "What is the difference between an equivalent time sampling oscilloscope and a real-time oscilloscope?" (PDF). keysight.com. Keysight Technologies. Retrieved 10 June 2013.
  4. ^ [시료채취 오실로스코프 기술, http://www.cbtricks.com/miscellaneous/tech_publications/scope/sampling.pdf], Tek Technical Primer 47W-7209, Tektronix Inc, 1989, 2013년 9월 25일 액세스
  5. ^ "When your MSO needs help". Byte Paradigm. Retrieved 13 August 2014.
  6. ^ 변조 모니터라고 불리는 특수 목적 오실로스코프는 앰프 스테이지 개입 없이 비교적 큰 전압의 무선 주파수 신호를 편향 플레이트에 직접 적용할 수 있습니다.이러한 경우 주파수가 너무 높기 때문에 일반적으로 적용된 RF의 파형을 표시할 수 없었습니다.이러한 모니터에서는, CRT의 대역폭(통상은 수백 MHz)에 의해서, 고주파 RF 의 엔벨로프를 표시할 수 있습니다.디스플레이는 트레이스가 아니라 빛의 입체 삼각형입니다.일부 벤치탑 오실로스코프는 이러한 용도로 편향 플레이트용 단자를 제공했습니다. (편집, 기본적으로 D에서).S. Evans and G. R. Jessup (ed), VHF-UHF 매뉴얼 (제3판), Radio Society of Great Britain, London, 1976년 10.15페이지)
  7. ^ a b Ian Hickman, 오실로스코프: 사용방법, 작업방법, Newnes, 2001.ISBN 0750647574 페이지 214-227
  8. ^ 히크먼, 이안오실로스코프:사용방법, 작동방법, 제5판, Newness, 2001년 페이지 88-91.
  9. ^ Robert Hartwig, Basic TV Technology, 포커스 프레스, 1995, ISBN 0-240-80228-4 페이지 28