Oskilloskoopin lyhyt historia

Oskilloskooppi on laajalti käytetty elektroninen mittauslaite. Se voi muuntaa näkymättömiä sähköisiä signaaleja näkyviksi kuviksi, jolloin ihmisten on helpompi tutkia erilaisten sähköilmiöiden muuttuvia prosesseja.

Jotkut ihmiset ajattelevat, että yleismittari riittää käsittelemään kaiken, joten miksi vaivautua viettämään aikaa ja vaivaa oskilloskooppien oppimiseen? Lyhyesti sanottuna ajat ovat muuttuneet. Nykyaikaisten elektronisten laitteiden monimutkaisuus ja toimintataajuus ovat enemmän kuin mustavalkoinen televisio tai radio olisi voinut verrata menneisyyteen. Oskilloskoopin käytön oppiminen voi varmasti vähentää merkittävästi huoltotyötä ja parantaa työn tehokkuutta.

Lisäksi oskilloskooppien käyttö ei rajoitu elektroniikan alaan. Kun sopivat anturit on asennettu, oskilloskoopit voivat mitata erilaisia ​​ilmiöitä. Kuten ääni-, mekaaninen paine-, paine-, valo- tai lämpöanturit. Hoitohenkilökunta voi myös käyttää oskilloskooppeja aivoaaltojen mittaamiseen. Siksi oskilloskooppi on erittäin monipuolinen elektroninen mittauslaite, eikä se ole missään nimessä liioittelua.

Otetaan tänään yleinen katsaus oskilloskoopin kehityshistoriaan.

I. Piirrä aaltomuoto käsin

Oskilloskoopin historia voidaan jäljittää 1820-luvulle asti. Kun galvanometri oli kytketty mekaaniseen piirtojärjestelmään, aaltomuodot tallennettiin manuaalisesti. Tämä laite koostui erityisestä yksikosketinkommutaattorista, joka oli asennettu pyörivään roottorin akseliin. Kosketuspisteet saattoivat liikkua roottorin ympäri tarkan asteikon asteikon mukaan, ja tulos ilmestyi galvanometriin, jonka teknikot piirsivät manuaalisesti. Koska tämä prosessi muodostui tuhansien aaltojaksojen aikana, se pystyi tuottamaan vain erittäin karkeita likiarvoja aaltomuodoista.

II. Automaattinen aaltomuotopiirustus koneilla

Ensimmäinen automaattinen oskilloskooppi käytti galvanometriä ja kynää aaltomuotokaavioiden kaappaamiseen jatkuvasti liikkuvalle paperirullalle. Aaltomuotojen suhteellisen korkean taajuuden vuoksi mekaanisten komponenttien reaktioaikaan verrattuna aaltomuotoja ei piirretty suoraan kuvina, vaan ne luotiin tietyn ajanjakson aikana yhdistämällä monia pieniä eri aaltomuotojen segmenttejä. Se lataa automaattisesti kondensaattorin 100. aaltomuodosta ja tallentaisi sen, ja jokainen seuraava kondensaattorin lataus alkaisi kohdasta, joka on hieman kauempana aaltoa pitkin. Tällaiset aaltomuotomittaukset olivat edelleen satojen aaltojaksojen keskiarvoja, mutta ne olivat tarkempia kuin aiemmin käsin piirretyt aaltomuotokaaviot.

III. Simuloitu oskilloskooppi

Analoginen oskilloskooppi perustuu pääasiassa katodisädeputkeen (CRT). Sen lähettämä elektronisäde kulkee vaaka- ja pystysuuntaisten bias-järjestelmien läpi ja osuu fluoresoivaan aineeseen ruudulla näyttääkseen aaltomuodon.

Katodisädeputki oskilloskoopeille:

1. Poikkeutusjänniteelektrodi

2. Elektroniase

3. Elektronisuihku

4. Tarkennuskela

5. Näyttö on päällystetty fosforikerroksella.

1940-luvulla tutkan ja television kehitys vaati erinomaisen suorituskyvyn aaltomuodon havainnointityökaluja. Tektronix kehitti menestyksekkäästi synkronisen oskilloskoopin, jonka kaistanleveys on 10 MHz, ja joka oli nykyaikaisten oskilloskooppien perusta.

Kiikari, jossa on synkroninen skannaustoiminto

Analogisen oskilloskoopin kaistanleveyden lisäämiseksi on välttämätöntä parantaa kokonaisvaltaisesti oskilloskooppiputken suorituskykyä, pystyvahvistusta ja vaakasuuntaista skannausta. Digitaalisen oskilloskoopin kaistanleveyden parantamiseksi vain etupäässä olevan A/D-muuntimen suorituskykyä on parannettava. Oskilloskoopin putkelle ja skannauspiirille ei ole erityisiä vaatimuksia. Lisäksi digitaaliset oskilloskoopit voivat hyödyntää täysin muisti-, tallennus- ja prosessointiominaisuuksia sekä erilaisia ​​laukaisu- ja esiliipaisutoimintoja. 1980-luvulla digitaaliset oskilloskoopit hallitsivat markkinoita, ja monet valmistajat lopettivat analogisten oskilloskooppien tuotannon. Analogiset oskilloskoopit katosivat vähitellen historiallisesta vaiheesta.

IV. Digitaalinen oskilloskooppi

Digitaaliset oskilloskoopit ovat korkean suorituskyvyn oskilloskooppeja, jotka on valmistettu useiden teknologioiden avulla, kuten tiedonkeruu, A/D-muunnos ja ohjelmistoohjelmointi. Digitaaliset oskilloskoopit tukevat yleensä monitasoisia valikoita, jotka tarjoavat käyttäjille erilaisia ​​vaihtoehtoja ja useita analyysitoimintoja. Jotkut oskilloskoopit tarjoavat myös tallennusominaisuuksia, jotka mahdollistavat aaltomuotojen tallentamisen ja käsittelyn.

Oskilloskoopit, joiden kaistanleveys on useita satoja megahertsejä, kotimaisten merkkien oskilloskoopit ovat jo pystyneet kilpailemaan ulkomaisten merkkien kanssa suorituskyvyltään ja niillä on ilmeisiä kustannustehokkuusetuja.

Digitaalisissa oskilloskoopeissa on suurin osa analogisten oskilloskooppien perustoiminnoista. Esimerkiksi aaltomuotojen näyttötoiminto, xY-työtila, perusliipaisumenetelmät jne. Ne sisältävät myös ominaisuuksia, kuten liipaisuviiveen, tulosignaalin kytkentätilan, taipuman säädön ja signaalilähteen lähdön kalibroinnin.

Digitaaliset oskilloskoopit ovat lisänneet useita hyödyllisiä toimintoja analogisiin oskilloskooppeihin verrattuna. Yleisimpiä ovat automaattinen alueen valinta, eri parametrien automaattinen mittaus, aaltomuotojen ja asetusten tilan tallennus, liitäntäväylä, keskimääräisen käyräsovituksen näyttö (interpolointimenetelmä), kaistanleveyden yli- ja alipäästösuodatus, liipaisutoimintojen ja liipaisuehtojen valinta sekä kohdistimen mittaus jne.

V. Kosketusoskilloskooppi

Nykyaikana ihmiskunta on digitaalisessa vallankumouksessa. Nousevat teknologiat, kuten 5G, esineiden internet, big data, pilvilaskenta ja tekoäly, kehittyvät ja kehittyvät jatkuvasti. Myös oskilloskooppi kokee vallankumouksen. Älypuhelimien kosketustoiminto on perinteisiin näppäinpainalluksiin verrattuna osoittautunut tehokkaammaksi. Oskilloskooppivalmistajat harkitsevat myös kosketustekniikan soveltamista oskilloskoopeihin korvaamaan perinteiset näppäin- ja nuppikäyttötavat.

Alkuperäisten teknisten laitteiden vanhentuminen ja olemassa olevien teknologioiden hidas parantaminen ovat aiheuttaneet insinööreille paljon päänsärkyä. Kosketusoskilloskooppi on tuonut insinööreille täysin uudenlaisen käyttökokemuksen, mikä parantaa merkittävästi heidän alkuperäistä työtehokkuuttaan. Tämän uuden interaktiivisen menetelmän avulla insinöörit voivat nopeasti tunnistaa ongelmat koko tuotesuunnittelussa ja käyttää testituloksia analysointiin ongelmien löytämiseen ja ratkaisemiseen ilman, että heidän tarvitsee enää huolehtia oskilloskoopin käytöstä.