Освоєння передових методів вимірювань за допомогою цифрових осцилографів

Магазин Gtest® - авторизований постачальник осцилографів в Україні: 
https://gtest.com.ua/uk/vimiryuvalni-priladi/oscilografi

Цифрові осцилографи зробили революцію в електронній промисловості, дозволяючи проводити точні вимірювання та аналіз електричних сигналів для цілей проектування та усунення несправностей. Хоча важливо навчитися читати основні форми сигналів на цифровому осцилографі, розуміння складних методів виміру може значно розширити корисність приладу.

У цій статті ми розглянемо, як цифрові осцилографи можуть використовуватись для широкого спектру складних вимірювальних програм.

Ми розглянемо концепції, включаючи частотний аналіз, швидке перетворення Фур'є (БПФ), тестування маски, вимірювання імпульсів і фронтів, а також аналіз глазкової діаграми. Інженери можуть отримати більш глибоке уявлення про електронні системи та підвищити їх точність та продуктивність, освоївши та використовуючи ці передові методи вимірювання.

Частотний аналіз та спектральний аналіз

Використовуючи функції частотного аналізу цифрового осцилографа інженери можуть досліджувати спектральні характеристики сигналів, що спостерігаються на приладі. Осцилографи оснащені можливістю виконувати швидке перетворення Фур'є (БПФ), що дозволяє перетворювати форми сигналів у часовій області в подання в частотній області. Щоб інженери могли проаналізувати сигнали, їх можна спочатку розкласти на смуги частот, гармоніки, шуми та спотворення, які складають їх компоненти. Проводячи частотний аналіз, ми можемо зосередитися на частотах, які становлять особливий інтерес, кількісно оцінити якість сигналу і оцінити продуктивність системи у широкому діапазоні частот.

Тестування масок та аналіз «пройшов/не пройшов»

Цифрові осцилографи включають можливості, які дозволяють проводити тестування маски, що робить їх корисним інструментом для підтвердження того, що сигнали знаходяться в межах певних параметрів. Проводиться порівняння між захопленою формою сигналу та маскою, яка відображає правильну форму сигналу, вказану інженерами. Це дозволяє інженерам проводити аналіз «пройшов/не пройшов», що дозволяє швидко ідентифікувати порушення сигналу та перевіряти відповідність стандартам. Тестування по масці корисно в ситуаціях, коли якість сигналу не може бути скомпрометовано будь-яким чином, наприклад, протоколи для високошвидкісної передачі даних або зв'язку.

Вимірювання імпульсів та фронтів

Цифрові осцилографи особливо хороші, коли справа доходить до захоплення та аналізу властивостей імпульсів та фронтів сигналу. Інженери можуть виконувати точні вимірювання ширини імпульсу, довжини наростання/спаду, викиду та провалу, а також інших ключових параметрів. Правильно характеризуючи властивості імпульсів та фронтів, інженери мають можливість покращити якість сигналу, визначити джерела спотворень та знайти вирішення проблем, пов'язаних із синхронізацією.

Аналіз очної діаграми

Аналіз глазкової діаграми дуже корисним методом визначення якості сигналів цифрового зв'язку. Складні можливості запуску та збору даних цифрових осцилографів дозволяють записувати безліч переходів сигналу одночасно, а потім накладати ці записи на тимчасову «очкову діаграму». Використання глазкової діаграми може бути використане для кращого розуміння спотворення сигналу, джиттера, шуму та проблем синхронізації. При проектуванні мереж зв'язку інженери можуть підвищити надійність передачі, провівши аналіз глазковой діаграми визначення ідеальної якості сигналу і відповідних часових запасів.

Вимірювання фази та затримки

Використання цифрових осцилографів дозволяє інженерам досліджувати синхронізацію сигналів, часові інтервали та кореляції сигналів. Це стає можливим завдяки тому, що цифрові осцилографи здатні виконувати точні вимірювання фаз та затримок. Ці види вимірювань дуже важливі для різних типів систем, включаючи радари, бездротовий зв'язок та системи керування. Інженери можуть послідовно вимірювати фазові відхилення між різними сигналами, що дозволяє оцінювати продуктивність системи з погляду вимог синхронізації та часу. LISUN має один із найкращих цифрових осцилографів.

Гармонічний аналіз та коефіцієнт гармонічних спотворень (THD)

Інженери можуть використовувати цифрові осцилографи з функцією швидкого перетворення Фур'є (БПФ) для проведення гармонійного аналізу та вимірювання THD. Додатки в силовій електроніці, аудіосистемах та керуванні двигунами повинні мати можливість визначати наявність гармонік у сигналах, а також інтенсивність цих гармонік. Кількісно визначаючи спотворення, викликане гармоніками, вимір загального гармонічного спотворення (THD) дає інформацію про якість сигналу, ефективність та відповідність стандартам гармонічних спотворень. Це робиться шляхом виміру загальної кількості гармонійних спотворень.

Розширений запуск та виявлення подій

Цифрові осцилографи

Інженери тепер мають можливість реєструвати певні події та відхилення в сигналах, які вони відстежують завдяки розширеним можливостям запуску. Ці тригери можуть активуватися залежно від широкого спектра параметрів, включаючи фронт, ширину імпульсу, рант, збої чи певні шаблони. Інженери тепер мають можливість реєструвати невловимі чи уривчасті події для більш глибокого вивчення завдяки розширеному запуску. Інженери можуть досліджувати перехідні явища, виявляти нерегулярності сигналів та вирішувати складні системні проблеми, якщо вони правильно фіксують та ізолюють окремі події, що мають значення у своїх дослідженнях.

Математичні функції та математичний аналіз

Цифрові осцилографи включають до своєї конструкції ряд математичних функцій, щоб полегшити покращений аналіз форми сигналу. Інженери мають доступ до всього спектру математичних операцій, включаючи додавання, віднімання, множення, інтеграцію та диференціацію, які вони можуть застосовувати до зібраних форм сигналу. Ці математичні процедури можуть використовуватися інженерами для отримання нових ідей, виконання обчислень та отримання додаткових даних із сигналів. Математичний аналіз може бути корисним для різних цілей, включаючи виявлення зв'язків між сигналами та компонентами, характеристику поведінки системи та оцінку характеристик сигналу.

Розширена автоматизація вимірювань та дистанційне керування

Розширені функції автоматизації вимірювань та віддаленого керування широко поширені в цифрових осцилографах. Завдяки цьому технічні фахівці зможуть включати осцилографи в автоматизовані тестові установки, оптимізувати процеси вимірювань і автоматизувати операції, що повторюються. Осцилографи з можливостями віддаленого керування дозволяють здійснювати централізоване адміністрування, збір даних та аналіз за допомогою комп'ютера або мережі. Автоматизація та дистанційне керування вимірами підвищують продуктивність, знижують ймовірність помилок, спричинених людським фактором, та спрощують інтеграцію осцилографів у більш комплексну інфраструктуру тестування.

Багатодоменний аналіз та міждоменні виміри

Цифрові осцилографи дозволяють проводити багатодоменний аналіз, який поєднує безліч різних вимірювальних можливостей для більш глибокого розуміння системи. Інженери мають можливість зіставляти сигнали в різних областях, таких як форми сигналів у часовій області, спектри в частотній області та аналіз модуляції. Завдяки багатодоменному аналізу інженерам набагато простіше зрозуміти, як численні компоненти системи працюють разом, формуючи єдине ціле. Міжмінні вимірювання необхідні для правильної діагностики та оптимізації складних сигналів та систем з метою досягнення оптимальної продуктивності.

Висновок

Якщо інженери зможуть освоїти складні методи вимірювання, які використовують цифрові осцилографи, вони зможуть отримати більш глибоке розуміння, точніше описувати сигнали і діагностувати поведінку складних систем. Цифрові осцилографи містять широкий спектр функцій для точного та всебічного аналізу форми сигналу. Деякі з цих функцій включають частотний аналіз, тестування маски, аналіз глазкової діаграми, вимірювання імпульсів та фронтів та розширений запуск. Використовуючи ці передові технології, інженери мають можливість підвищити точність та надійність своїх електричних конструкцій та додатків, а також покращити загальну продуктивність системи.