Oscilloscopio

Di seguito verranno spiegate alcune funzionalità dell'oscilloscopio, con particolare riferimento al Panasonic VP-5516A.

Questi sono tutti i controlli disponibili per il Panasonic:

I 4 canali del Panasonic sono configurati tramite i seguenti blocchi di controlli separati, ciascun blocco inerente solo uno specifico canale (nella foto sono stati evidenziati con colori diversi):

I canali 1 e 2 accettano un Input coupling di tipo AC, DC e GND, mentre 3 e 4 solo di tipo DC.

Come si vede sopra, ogni canale ha una regolazione differenziata dei Volts/Div (anche Deflection coefficient), Volt per ogni blocco nella griglia, che avviene tramite manopole per i CH1 e 2 e tramite pulsante e due valori fissi per il 3 e 4. Va ad incidere sulla distribuzione verticale del segnale.

La regolazione del Time/Div, tempo per ogni blocco di griglia, è invece comune per tutti i canali e avviene tramite questa manopola:

Essa va ad incidere sulla distribuzione orizzontale del segnale.

La posizione verticale del segnale può essere regolata singolarmente, tramite la manopola Position presente per ogni canale.

La posizione orizzontale del segnale è invece regolata in modo comune, tramite questa manopola:

Qui si può attivare o disattivare la visualizzazione dei canali:

Si può anche decidere di sommare, tramite ADD, il CH1 e 2.

La sweep è il fascio di elettroni che si muove in orizzontale che di fatto disegna la forma d'onda:

• Auto: in questa modalità il livello di trigger viene settato automaticamente anche in presenza di un segnale non perfettamente stabile, disegnando un'onda stabile
• Norm: in questa modalità l'oscilloscopio attende che il segnale raggiunga o superi il livello di trigger prima di disegnare la forma d'onda. Va bene per segnali stabili e periodici
• Single: in questo modalità, l'oscilloscopio attende il raggiungimento del livello di trigger e poi si ferma, consentendo così di catturare eventi non ripetitivi

Maggiori informazioni qui.

Quando la forma d'onda raggiunge il margine destro del display, deve essere ridisegnata a sinistra ; il trigger scatta al raggiungimento di una soglia, di un pattern, così da iniziare una nuova sweep che è sincronizzata con quella precedente e quella successiva, consentendo di visualizzare a display un segnale stabile.

Tutto il seguente blocco sul Panasonic serve a gestire il trigger:

Il livello di trigger viene regolato tramite le manopole LEVEL, per la sweep A e B; non funziona se è attivo il pulsante FIX.

Per visualizzare i livelli di trigger della sweep A e B bisogna attivare il menu apposito (vedi cursor); compariranno due tacchette, dove quella dx è la sweep A, mentre la sx la sweep B:

Il Panasonic consente due sweep, A e B con differenti time/divs; quindi le due sweep differiscono nella scala di tempo orizzontale, permettendo ad esempio di visualizzare la sweep A e un suo zoom con la sweep B, tramite il pulsante ALT della sezione Display Mode:

Nell'immagine sopra, viene catturato un singolo segnale; per visualizzare la sweep B si preme Delayed B Sweep, poi si preme ALT e si seleziona il Level di Trigger B fino a che non compare la forma d'onda zoomata (sweep B); questa avrà la medesima horizontal deflection (VOLTS/DIV), pari a 2 VDC, della sweep A; invece la TIME/DIV è .2 uS nel caso di B e .5 uS nel caso di A.

Le frecce tratteggiate gialle fanno vedere lo zoom della sweep A sotto ingrandita nella sweep B sopra.

Qui sotto lo stesso segnale con TIME/DIV per B pari a .1 uS; in pratica, ogni time division della sweep A sotto viene ingrandito di 5 volte nella sweep B sopra:

La porzione della sweep A che viene ingrandita è evidenziata con una intensità maggiore; il pulsante A INTEN consente semplicemente di visualizzare quale parte della sweep A sarà ingrandita una volta selezionato il Display Mode B oppure ALT.

Per regolare la separazione verticale tra sweep A e B si usa la manopola SEP esterna, sotto al display:

Tramite la funzione Cursor l'oscilloscopio offre misurazioni automatiche, ad esempio della frequenza di un segnale o dell'ampiezza dello stesso. Prima di tutto bisogna entrare nel menu, premendo il tasto SELECT:

La misurazione selezionata sopra, TIME.1/dT, consente di visualizzare il tempo e la frequenza (1/dT è l'inverso del delta time, cioè la frequenza). E' sufficiente, una volta selezionata questa funzione, tornare al display e spostare le barre verticali dei cursori tramite le frecce sx e dx del menu stesso per evidenziare un ciclo completo della forma d'onda (si passa dal cursore sx a dx premendo SELECT):

Un'altra funzione utile è VOLTS.TIME.1/dT, che consente di misurare contemporaneamente dV, utile ad es. per calcolare i V picco-picco, e la frequenza; in questo caso ci sono 4 barre cursore, oltre a sx e dx, c'è alto e basso:

Per spostare le barre in piccoli incrementi (modalità fine) usare la manopola in alto a dx TIME/DIV or SHIFT, che qui vale come SHIFT.

All'inizio conviene calibrare l'oscilloscopio con le sonde in utilizzo; per fare questo collegare una sonda sul canale 1, la sua clip nera di massa nell'alloggiamento tondo e il puntale nel pad superiore:

Conviene settare la vertical deflection (VOLTS/DIV) a .1 VDC, in quanto il segnale fornito dai terminali è pari a 0.3 VDC. Premere il puntale della sonda per 1 secondo per effettuare la calibrazione; sul display dovrebbero comparire due linee separate appunto da 0.3 VDC.

Non tutti i segnali in logica binaria arrivano a 5V; c'è un range all'interno del quale una tensione è considerata segnale 'alto' e un'altra 'basso'. Questo range è codificato come logica TTL. Di seguito i segnali TTL ritenuti validi (tratto da qui):

Di seguito il manuale dell'oscilloscopio Panasonic VP-5516A.