Esempi Oscilloscopio

triangolareQuesta parte della guida (o tutorial come si dice) viene dedicata ai principianti per capire meglio le varie situazioni che si possono verificare durante l’uso dell’oscilloscopio.

Misura di picco e picco – picco
Come si intuisce il valore picco picco indica la massima escursione verticale di un segnale ossia la differenza tra i livelli estremi (massimo positivo e massimo negativo). Invece il valore di picco e’ la metà dato che indica il massimo valore rispetto allo zero. Nell’onda triangolare della figura seguente il valore picco picco vale due divisioni. Supponendo di avere impostato 1V/Div il valore risultante e’ 2Vpp cui ovviamente corrisponde un valore di 1Vp. Questo concetto si applica ad ogni tipo di forma d’onda del segnale.

Accoppiamento del segnale entrante
Può essere in corrente continua DC (Direct Current) oppure in corrente alternata AC (Alternate Current).
Quando si accoppia in AC, significa che il segnale entra passando attraverso un condensatore (in serie) il quale svolge la funzione di bloccare la componente continua, lasciando passare solo le variazioni alternate del segnale, anzi diciamo rapide visto che si realizza un filtro passa alto (ossia lascia passare le frequenze alte).
Quando invece si accoppia in DC significa che il segnale entra direttamente senza alcun filtro e quindi passa e si osserva anche la componente continua del segnale.
Supponiamo ora di voler osservare il segnale di ripple (increspamento) in uscita da un alimentatore. Si tratta in genere di un piccolo segnale sovrapposto ad una tensione continua che in confronto e’ molto maggiore. Ad esempio potremmo avere una tensione continua di 12 Volt sulla quale si sovrappone un ripple di 0,05 Volt picco picco. Accoppiando in DC e impostando 2 V/Div vedremo una linea che si trova 6 divisioni sopra lo zero ma il ripple sarà appena osservabile e di certo non misurabile.

Allora per misurare il ripple dovremo ridurre la scala per esempio a 20 mV/Div ma il segnale uscirebbe dallo schermo per via della componente continua e quindi siamo obbligati ad accoppiare in AC il segnale.

Nel momento in cui ha inizio il disaccoppiamento da parte del condensatore si osserva un repentino spostamento del segnale che nel giro di poco tempo si assesta intorno allo zero. Tutto questo e’ dovuto alla carica del condensatore di accoppiamento che deve eguagliare il valore della tensione continua da bloccare. Se dopo spostiamo la sonda dal 12V e tocchiamo la massa (lo zero) vedremo il fenomeno opposto dovuto alla scarica dello stesso condensatore.

Tempi di salita e discesa
Per misurare i tempi di salita e discesa di un segnale a gradino si deve sapere che il tempo di salita viene definito come il tempo che un segnale impiega per andare dal 10 al 90 percento della sua ampiezza. Questo per poter escludere tutti i fenomeni di overshoot ed undershoot (sovra e sotto elongazione) dalla misura che sono dovuti a vari fattori non legati ai tempi in questione ma ad esempio a riflessioni del segnale, ad instabilità di un circuito eccetera.
Si tratta dunque di misuare un tempo tra due livelli di tensione definiti come rapporto rispetto al valore picco picco, perciò non e’ indispensabile conoscere l’ampiezza assoluta del segnale.
Esecuzione della misura
Risulta comodo procedere scalibrando il guadagno sino a portare il segnale picco picco tra +2,5 e -2,5 divisioni verticali rispetto allo zero centrale. Sul quadrante infatti e’ li’ che troviamo le due demarcazioni dello 0 e del 100 percento. Va da se che in questo modo le divisioni +2 e -2 sono rispettivamente il 90% ed il 10% rispetto al valore picco picco. Ed ecco che dove esse incrociano il segnale definiscono i due punti di misura del tempo di salita o discesa che sia.

Oscilloscopio analogico e digitale: La memoria
Appare intuitivo che gli oscilloscopi a memoria siano molto comodi per osservare fenomeni non ripetitivi. Concettualmente non importa se si dispone di uno strumento analogico o digitale quel che importa e’ che abbia la memoria.

Nella spiegazione del trigger abbiamo visto i tre modi possibili, AUTO, NORMAL e SINGLE. Ebbene, tra questi il modo SINGLE si presta perfettamente per stabilire il momento in cui memorizzare una scansione.

Certamente i moderni oscilloscopi digitali sono più potenti e facili da usare ma i concetti di base non cambiano.

ANALOGICO o DIGITALE: Negli oscilloscopi digitali e’ implicito che la memoria sia presente. Bisogna comunque essere coscienti del fatto che i segnali vengono campionati e quindi la frequenza di campionamento introduce un battimento con la frequenza del segnale da visualizzare. Senza farla troppo lunga in pratica significa che ad esempio un segnale sinusoidale ad alta frequenza quando osservato con bassi tempi di scansione potrebbe essere visualizzato come sinusoide a bassa frequenza inducendo in errore se non si e’ consapevoli del problema. Gli oscilloscopi analogici con memoria non hanno questo problema ma sono ormai rari e costosi. Dubito che ne esistano ancora in commercio. Comunque la memorizzazione avveniva direttamente sullo schermo di visualizzazione in modo analogico. In conclusione direi che certamente i digitali hanno soppiantato gli analogici infatti sono oramai meno costosi e con migliori prestazioni.

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