Uso dell’oscilloscopio • • • • • Generalita’ Banda passante Input e amplificazione verticale Trigger Analogico vs. Digitale Generalita’ • Possiamo considerare l’oscilloscopio semplicemente come un voltmetro in grado di mostrare il grafico della tensione in funzione del tempo • Oggigiorno gli oscilloscopi sono in realta’ degli strumenti avanzatissimi, in grado di fare moltissimi tipi di misure diverse • Nel corso di questa esperienza preliminare vedremo vari tipi di oscilloscopi, sia analogici che digitali 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 2 Oscilloscopio Analogico 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 3 Banda Passante / Tempo di salita • E’ di fondamentale importanza la banda passante dell’amplificatore di ingresso per fare si che l’oscilloscopio rappresenti il segnale in modo corretto, in particolare per quel che riguarda il tempo di salita dei segnali • Una formula approssimata e’ la seguente: 350 tosc f3dB[MHz ] • Se ho un segnale con un fronte di salita trise, questo verra’ visto sull’oscilloscopio con un tempo di salita tmeas pari a 2 2 tmeas trise tosc 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 4 Stadio di Input • Come ogni buon voltmetro, l’oscilloscopio ha una alta impedenza di ingresso, tipicamente 1M, in parallelo con una capacita’ di qualche decina di pF • E’ possibile cambiare l’impedenza di ingresso a 50 direttamente sull’oscilloscopio, per terminare correttamente il cavo che trasporta il segnale • Lo stadio di ingresso puo’ essere: – DC: accoppiato in continua, modalita’ normale di funzionamento – AC: viene filtrata la componente in continua (attenzione!) – GND: l’ingresso e’ messo a ground • Un oscilloscopio ha tipicamente tra 2 e 4 ingressi indipendenti 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 5 Scala Orizzontale e Verticale • Verticale: permette di regolare a quanti mV corrisponde una divisione • Orizzontale: permette la scelta della base dei tempi • Ritardo: permette di scegliere con quanto ritardo rispetto al segnale viene fatta partire la “sweep” – nei moderni oscilloscopi digitali posso anche scegliere un ritardo negativo 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 6 Trigger • E’ sicuramente la cosa alla quale fare piu’ attenzione, altrimenti potreste non riuscire a vedere quello al qualse siete interessati • Definisce la condizione per fare partire la “sweep” (osc. analogico) o l’acquisizione (osc. digitale) • Sorgente – Internal: il riferimento usato e’ uno dei segnali – External: un canale aggiuntivo usato solo per un segnale di trigger – Line: trigger in fase con la tensione di rete Condizioni – Slope: trigger su fronte discesa o salita – Level: valore della soglia alla quale scatta il trigger Modi – Normal: trigger solo se sono verificate le condizioni – Auto: autotrigger (analog) o anche autolevel – Single: un solo campionamento o una sola sweep alla volta • • 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 7 Un buon oscilloscopio analogico 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 8 Un buon oscilloscopio digitale 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 9 Analogico vs. Digitale • Accuratezza A: dipende dalla BW del sistema D: dipende dalla BW analogica e dalla frequenza di campionamento • Repetition rate A: idealmente 1/sweep_time; l’intensita’ e’ proporzionale alla freq. di trigger; grazie alla “memoria” del fosforo molte forme d’onda possono essere visualizzate assieme! D: dipende! Nei primi modelli poche forme d’onda/s; nei nuovi (DPO, digital phosphor) anche 3600/s, e simulazione digitale della memoria dei fosfori • Singoli eventi A: praticamente invisibili o quasi D: se ci sono si vedono (se si riescono a triggerare), ma se sono rari c’e’ bisogno di alte frequenze di acquisizione (5 GS/s nel TDS3054B) 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 10 Analogico vs. Digitale (2) • Trigger A: tradizionalmente solo sul livello D: trigger avanzato su livelli, combinazioni logiche di segnali, … • …e ancora A: poco altro D: storage dei segnali, analisi dei segnali in tempo reali, interfaccia strumento al computer, … 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari 11