Mätteknik 2018 Digitala oscilloskop Läsanvisningar Modern elektronisk mätteknik: Kap. 5 - Probens uppbyggnad och egenskaper (326-336) Kap. 6 - Digitala minnesoscilloskop (347-381) Kap. 8 - Frekvensanalys (437, 443-448) Uppgifter 5.10 (346) 26-29 Uppgifter 6.10 (389-390): 1, 3-22 Uppgifter 8.6 (471): 8-11 Läs igenom laborationshandledningen. Du skall känna till och kortfattat kunna beskriva: Probens uppbyggnad och funktion Skillnader mellan olika samplingsmetoder både för engångsförlopp och repetetiva förlopp Nackdelar och fördelar för digitala oscilloskop jämfört med analoga ocilloskop Vikningsbegreppet Olika former av triggning Minnesdjup, samplingshastighet och upplösning hos digitala oscilloskop. Bandbredd FFT Fönsterfunktioner (FFT) För godkänd laboration krävs: Godkänt på de skriftliga förberedelsefrågorna. Godkänd laboration Godkänt på praktiskt prov. Denna examination bokar man en tid till (efter laborationen) på anslagstavlan. Under detta prov, som tar ca 15 minuter, skall man visa att kan hantera oscilloskopet, samt kunna svara på de teoretiska frågor som examinatorn ställer under provtiden. För att ha en chans att bli godkänd på det praktiska provet bör man öva själv tills man känner sig säker på oscilloskopet. Det kommer att finnas uppställningar för övning på egen hand i ett rum på institutionen.
Digitalt oscilloskop Digitalt oscilloskop Vertikal inställning
Digitalt oscilloskop Horisontell inställning Digitalt oscilloskop - Triggning
Digitalt oscilloskop Mätfunktioner Analogt <-> digitalt oscilloskop
Ingångssteg Vertikal- eller Y-led AD Minne AC-koppling av ingång - Bandbredd
Oscilloskopingång Oscilloskopingång - Ingångsimpedans
Oscilloskop-probkabel, 1:1 En koaxialkabel på 1 m har en kapacitans på ca 100 pf. Denna kapacitans hamnar parallellt med oscilloskopingången och ökar belastningen på mätobjektet. Oscilloskop-prob, 10:1 En prob kan förbättra situationen genom att införa en spänningsdelning via en resistans och kapacitans i probspetsen. Med en 10:1 prob hamnar endast 1/10 av spänningen över mätobjektet på oscilloskopets ingång, men belastningen på mätobjektet minskar (varför?)
Probkompensering (Endast för 10:1 prob på lab) Eftersom oscilloskopets ingångskapacitans inte är helt känd och kan variera något från oscilloskop till oscilloskop måste probens kapacitans justeras för att säkerställa 10:1 dämpning av mätsignalen för högre frekvenser (då det är kapacitanserna i prob och oscillskopingång som bestämmer spänningsdelningen). Prober
Digitalt oscilloskop AD-omvandling AD-omvandlare, Flash Snabb Upplösning, typiskt < 10 bitar Oscilloskopet på labben 8 bitar, Max 1 GS/s
Sampling Sampling Hur snabb?
Sampling Hur snabb? f s /2 > f max Sampling Vikning
Sampling Vikning Antiviknings-filter (Ej på oscilloskopet på labben) Sampling Effektiv samplinghastighet 2500 minnespunkter i osc på lab
Bandbredd Ingångsstegets analoga bandbredd DC-kopplat
Samplingsmetoder Realtidssampling Sekventiell repetitiv sampling Slumpmässig repetitiv sampling Samplingsmetoder Realtidssampling i osc på lab
Samplingsmetoder Sekventiell repetitiv sampling Samplingsmetoder Slumpmässig repetitiv sampling
Sampling Vertikal upplösning Frekvensanalys
Frekvensanalys Samplade signaler Sampling av en kontinuerlig signal f s sampelfrekvens T s = 1/f s tid mellan varje sampel N antal sampel NT s Insamlingstid Vid fourierutvecklingen av en samplad signal upprepas det samplade förloppet periodiskt med perioden NT s Frekvensanalys Samplade signaler Exempel på frekvensspektrum f s sampelfrekvens T s = 1/f s tid mellan varje sampel N antal sampel NT s Insamlingstid Frekvensupplösning i spektra: f s /N = 1/NTs = 1/insamlingstiden
FFT Vikning (Aliasing) FFT Läckage
FFT Läckage FFT Läckage Fönsterfunktioner Ex. Hanningfönster
Digitala oscilloskop - fördelar - USB, Ethernet, WiFi. Digitala oscilloskop fördelar
Digitala oscilloskop - nackdelar