In dit artikel wordt uitgelegd wat oscilloscopen zijn. Zo ontdekt u wat de verschillende soorten oscilloscopen zijn, wat de onderdelen van een oscilloscoop zijn en, ten slotte, hoe dit elektronische apparaat wordt gebruikt.
Wat is een oscilloscoop?
Een oscilloscoop is een instrument dat wordt gebruikt om elektrische signalen grafisch weer te geven die in de loop van de tijd oscilleren. Simpel gezegd is een oscilloscoop een apparaat waarmee u de oscillatie van een elektrisch signaal kunt bekijken.
Oscilloscopen worden vaak gebruikt in de elektronica om de temporele evolutie van verschillende elektrische signalen in een elektrisch circuit te analyseren. Het is dan ook gebruikelijk om in onderzoekslaboratoria één of meerdere oscilloscopen aan te treffen.
Bovendien bestrijkt het gebruik van de oscilloscoop verschillende disciplines, bijvoorbeeld in de techniek of telecommunicatie wordt dit type meetinstrument vaak gebruikt. Op dezelfde manier worden oscilloscopen ook vaak gebruikt in de geneeskunde of de automobielsector.
Soorten oscilloscopen
Afhankelijk van hun werking kunnen oscilloscopen in twee typen worden ingedeeld:
- Analoge oscilloscoop – Ontworpen voor analoge signalen.
- Digitale oscilloscoop – Hoofdzakelijk gebruikt voor digitale signalen.
Aan de andere kant kunnen oscilloscopen ook worden geclassificeerd op basis van hun draagbaarheidskenmerken:
- Draagbare oscilloscoop : oscilloscoop ontworpen om mee te nemen.
- Tafeloscilloscoop : oscilloscopen zijn krachtiger dan draagbare oscilloscopen, maar vereisen een vaste installatie.
- USB-oscilloscoop : oscilloscopen die gegevens registreren en een computer nodig hebben om deze in een grafiek weer te geven.
Hieronder wordt elk type oscilloscoop nader toegelicht.
Analoge oscilloscoop
Analoge oscilloscopen geven het vastgelegde signaal rechtstreeks weer in een grafiek, zonder enige voorafgaande verwerking. Het weergegeven elektrische signaal moet echter periodiek zijn.
Dit soort oscilloscopen zijn ideaal voor het realtime analyseren van snelle variaties in een signaal. Bovendien maken ze het mogelijk om het elektrische signaal in golfvorm te meten, wat erg handig is bij het onderzoeken van elektronische circuits.
digitale oscilloscoop
Een digitale oscilloscoop transformeert het vastgelegde analoge signaal in een digitaal signaal en zet dit vervolgens in een grafiek. Daarom zijn de weergegeven signalen binaire signalen met slechts twee waarden: één laag en één hoog.
Dit type oscilloscoop wordt gebruikt om specifieke signalen te meten, dat wil zeggen niet-repetitieve signalen, zoals spanningspieken.
Handoscilloscoop
Het grote voordeel van draagbare oscilloscopen is dat ze gemakkelijk te vervoeren zijn, aangezien ze daarvoor zijn ontworpen.
Ze zijn ideaal voor het uitvoeren van metingen op een locatie die niet de gebruikelijke werkplek is. Een elektricien heeft bijvoorbeeld een draagbare oscilloscoop nodig om de spanning van een kabel in een huishoudelijke installatie te meten.
oscilloscoop tafel
Tafeloscilloscopen zijn oscilloscopen die op een vaste locatie moeten worden geïnstalleerd, zodat ze maar op één locatie kunnen worden gebruikt. Dit soort oscilloscopen worden vaak gebruikt in industriële laboratoria.
Hoewel tafeloscilloscopen het nadeel hebben dat ze niet draagbaar zijn, zijn ze over het algemeen veel krachtiger en nauwkeuriger dan draagbare oscilloscopen.
USB-oscilloscoop
USB-oscilloscopen zijn een type oscilloscoop die geen scherm heeft om het gemeten signaal weer te geven, maar in plaats daarvan een computer nodig heeft om de gegevens weer te geven.
Het grote voordeel van dit type oscilloscopen is dat ze zeer gemakkelijk te transporteren zijn en bovendien computerkracht gebruiken en dus geen externe voeding nodig hebben. Het gebruik ervan is echter voorwaardelijk omdat er een computer voor nodig is.
Delen van een oscilloscoop
Hoewel een oscilloscoop afhankelijk van het model meer of minder knoppen kan hebben, hebben alle oscilloscopen over het algemeen het volgende:
- Display : Dit is het deel van de oscilloscoop waarin de gemeten elektrische signalen grafisch worden weergegeven.
- Ingangskanalen : onderdeel van de oscilloscoop waarop de kabels zijn aangesloten die de te meten signalen verbinden.
- Aan/uit-knop – Een knop die de oscilloscoop aan of uit zet.
- Menuknoppen : knoppen waarmee u de meting van het elektrische signaal kunt configureren. Afhankelijk van het oscilloscoopmodel en de bijbehorende voorzieningen heeft het apparaat meer of minder knoppen.
- Horizontale schaal (tijd) : onderdeel van de oscilloscoop waarmee u de horizontale schaal kunt wijzigen, die normaal gesproken wordt gebruikt om de tijd weer te geven.
- Verticale schaal : dit is het deel van de oscilloscoop dat wordt gebruikt om de amplitude van het signaal op het scherm te regelen, dat wil zeggen dat het ervoor zorgt dat het gemeten signaal in meer of minder detail kan worden bekeken.
- Trigger : hiermee kunt u de bemonstering en opname van het elektrische signaal op een specifiek punt synchroniseren.
Hoe een oscilloscoop te gebruiken
Nadat we hebben gezien wat de componenten van een oscilloscoop zijn, zullen we ten slotte zien hoe dit type meetinstrument werkt.
Om een oscilloscoop te gebruiken, moet je weten wat de assen in de oscilloscoopgrafiek betekenen. De X-as van het oscilloscoopscherm geeft de tijd weer en de Y-as vertegenwoordigt daarentegen de waarde van het gemeten signaal. Als we bijvoorbeeld een spanning meten, toont de Y-as de variatie van de spanning van het signaal en geeft de X-as de evolutie van de tijd aan. Op deze manier kunnen we de temporele evolutie van het gemeten signaal analyseren.
De werking van een oscilloscoop is eenvoudig: na te zijn gekalibreerd, hoeft het te meten elektrische signaal eenvoudigweg op het ingangskanaal te worden aangesloten en vervolgens moeten de grafische schalen worden aangepast met behulp van de oscilloscoopbedieningen. Zodra de schalen zijn aangepast, geeft de oscilloscoop de variatie van het elektrische signaal weer naarmate de tijd verstrijkt.
Let op: bij de meeste oscilloscopen kun je twee of meer elektrische signalen tegelijkertijd bekijken, waardoor je voor elk gemeten signaal verschillende schaalwaarden kunt instellen.
Bovendien wordt de schaal van de verticale as meestal in vierkanten weergegeven, zodat de hoogte van elk vierkant gelijk is aan een bepaalde waarde. Dus bij het aanpassen van de verticale schaal zal de hoogte van elk vierkant een grotere of kleinere waarde vertegenwoordigen. Op dezelfde manier wordt de waarde van het geanalyseerde signaal gemeten op basis van de hoogte ervan. Als de hoogte van één vierkant bijvoorbeeld 5V vertegenwoordigt en het signaal een hoogte van twee vierkanten heeft, betekent dit dat het signaal 10V is.
Ten slotte hebben sommige oscilloscopen cursors, bestaande uit lijnen die over het scherm kunnen worden verplaatst en die het mogelijk maken om het verschil in elektrische grootheid tussen twee verschillende punten te meten of ook om het interval tussen twee punten te bepalen.