Questo articolo spiega cosa sono gli oscilloscopi. Scoprirai così quali sono i diversi tipi di oscilloscopi, quali sono le parti di un oscilloscopio e, infine, come viene utilizzato questo dispositivo elettronico.
Cos’è un oscilloscopio?
L’ oscilloscopio è uno strumento utilizzato per rappresentare graficamente i segnali elettrici che oscillano nel tempo. In poche parole, un oscilloscopio è un dispositivo che consente di visualizzare l’oscillazione di un segnale elettrico.
Gli oscilloscopi sono spesso utilizzati in elettronica per analizzare l’evoluzione temporale di diversi segnali elettrici in un circuito elettrico. È quindi comune trovare uno o più oscilloscopi nei laboratori di ricerca.
Inoltre l’utilizzo dell’oscilloscopio abbraccia diverse discipline, ad esempio nel settore dell’ingegneria o delle telecomunicazioni viene spesso utilizzato questo tipo di strumento di misura. Allo stesso modo, gli oscilloscopi vengono spesso utilizzati anche in medicina o nel settore automobilistico.
Tipi di oscilloscopi
A seconda del loro funzionamento, gli oscilloscopi possono essere classificati in due tipologie:
- Oscilloscopio analogico – Progettato per segnali analogici.
- Oscilloscopio digitale – Utilizzato principalmente per segnali digitali.
D’altra parte, gli oscilloscopi possono essere classificati anche in base alle loro caratteristiche di portabilità:
- Oscilloscopio portatile : oscilloscopio progettato per essere portato in giro.
- Oscilloscopio da tavolo : oscilloscopi più potenti di quelli portatili ma richiedono un’installazione fissa.
- Oscilloscopio USB : oscilloscopi che registrano dati e richiedono un computer per rappresentarli graficamente.
Ogni tipo di oscilloscopio è spiegato più dettagliatamente di seguito.
Oscilloscopio analogico
Gli oscilloscopi analogici rappresentano direttamente il segnale catturato su un grafico, senza alcuna elaborazione preventiva. Tuttavia, il segnale elettrico rappresentato deve essere periodico.
Questi tipi di oscilloscopi sono ideali per analizzare le variazioni rapide di un segnale in tempo reale. Inoltre permettono di misurare il segnale elettrico sotto forma d’onda, cosa molto utile per esaminare i circuiti elettronici.
oscilloscopio digitale
Un oscilloscopio digitale trasforma il segnale analogico catturato in un segnale digitale e quindi lo traccia su un grafico. Pertanto, i segnali rappresentati sono segnali binari con solo due valori: uno basso e uno alto.
Questo tipo di oscilloscopio viene utilizzato per misurare segnali specifici, ovvero segnali non ripetitivi, come i picchi di tensione.
Oscilloscopio portatile
Il vantaggio principale degli oscilloscopi portatili è che sono facili da trasportare, poiché sono progettati per questo.
Sono ideali per effettuare misurazioni in un luogo diverso dal solito luogo di lavoro, ad esempio un elettricista potrebbe aver bisogno di un oscilloscopio portatile per misurare la tensione di un cavo in un’installazione domestica.
tavolo dell’oscilloscopio
Gli oscilloscopi da tavolo sono oscilloscopi che devono essere installati in una posizione fissa, quindi possono essere utilizzati solo in una posizione. Questi tipi di oscilloscopi sono spesso utilizzati nei laboratori industriali.
Sebbene gli oscilloscopi da tavolo abbiano lo svantaggio di non essere portatili, sono generalmente molto più potenti e precisi degli oscilloscopi portatili.
Oscilloscopio USB
Gli oscilloscopi USB sono un tipo di oscilloscopio che non dispone di uno schermo per visualizzare il segnale misurato, ma richiede invece un computer per rappresentare i dati.
Il vantaggio principale di questo tipo di oscilloscopi è che sono molto facili da trasportare e, inoltre, utilizzano l’alimentazione del computer e quindi non necessitano di un’alimentazione esterna. Tuttavia, il suo utilizzo è condizionato perché richiede un computer per funzionare.
Parti di un oscilloscopio
Sebbene a seconda del modello un oscilloscopio possa avere più o meno pulsanti, in generale tutti gli oscilloscopi hanno quanto segue:
- Display : Questa è la parte dell’oscilloscopio in cui sono rappresentati graficamente i segnali elettrici misurati.
- Canali di ingresso : parte dell’oscilloscopio attraverso la quale sono collegati i cavi che collegano i segnali da misurare.
- Pulsante di accensione – Un pulsante che accende o spegne l’oscilloscopio.
- Pulsanti del menu : pulsanti che consentono di configurare la misurazione del segnale elettrico. A seconda del modello di oscilloscopio e delle sue utilità, il dispositivo avrà più o meno pulsanti.
- Scala orizzontale (tempo) : parte dell’oscilloscopio che permette di modificare la scala orizzontale, normalmente utilizzata per rappresentare il tempo.
- Scala verticale : è la parte dell’oscilloscopio che serve per regolare l’ampiezza del segnale sullo schermo, cioè permette di visualizzare più o meno dettagliatamente il segnale misurato.
- Trigger : permette di sincronizzare il campionamento e la cattura del segnale elettrico in un punto specifico.
Come utilizzare un oscilloscopio
Infine, dopo aver visto quali sono i componenti di un oscilloscopio, vedremo come funziona questo tipo di strumento di misura.
Per utilizzare un oscilloscopio, è necessario sapere cosa significano gli assi sul grafico dell’oscilloscopio. L’asse X dello schermo dell’oscilloscopio mostra l’ora e, invece, l’asse Y rappresenta il valore del segnale misurato. Ad esempio se misuriamo una tensione, l’asse Y mostrerà la variazione della tensione del segnale e l’asse X indicherà l’evoluzione del tempo, in questo modo potremo analizzare l’evoluzione temporale del segnale misurato.
Il funzionamento di un oscilloscopio è semplice: dopo essere stato calibrato, è sufficiente collegare il segnale elettrico da misurare al canale di ingresso e, successivamente, è necessario regolare le scale grafiche utilizzando i controlli dell’oscilloscopio. Una volta regolata la scala, l’oscilloscopio visualizzerà la variazione del segnale elettrico con il passare del tempo.
Tieni presente che la maggior parte degli oscilloscopi consente di visualizzare due o più segnali elettrici contemporaneamente, quindi puoi impostare valori di scala diversi per ciascun segnale misurato.
Inoltre, solitamente la scala dell’asse verticale è espressa in quadrati, quindi l’altezza di ciascun quadrato equivale a un determinato valore. Pertanto, quando si regola la scala verticale, l’altezza di ciascun quadrato rappresenterà un valore maggiore o minore. Allo stesso modo il valore del segnale analizzato viene misurato in base alla sua altezza, ad esempio se l’altezza di un quadrato rappresenta 5V e il segnale ha un’altezza di due quadrati, significa che il segnale è 10V.
Infine, alcuni oscilloscopi sono dotati di cursori, costituiti da linee che possono essere spostate sullo schermo, che permettono di misurare la differenza di una quantità elettrica tra due punti diversi o, anche, di determinare l’intervallo tra due punti.