Re: Učebnice měření s osciloskopem Bylo: osciloskop na doma

[balu]

myslim, ze v tomto pripade nie je miesto na nostalgiu a spominanie co 
vsetko byvavalo za starej dobrej analogovej ery. Neexistuje nic, co 
vedeli analogove osciloskopy a digitalne to nedokazu. Je to prave 
naopak, s prichodom digitalnych osciloskopov sa moznosti sledovania, 
analyzy a zobrazovania signalov tak neuveritelne rozsirili, ze o 
analogovych osciloskopoch uz nema zmysel rozpravat.

Jedine co mi chyba je nostalgia cakania kym sa nazhavi obrazovka a ten 
typicky smrad spaleneho prachu z horucich casti katody :-)

Par zakladnych principov je zhrnutych v prednaske, ale do dvoch hodin sa 
viacej neda napchat, tak aby z toho este nieco mali
http://dvaluch.web.cern.ch/dvaluch/seminare-prednasky/meracie_systemy/MER2_5_dv.pdf

Len pre zaujimavost prikladam dva obrazky k vasemu textu.

Prvy je X-Y rezim, spominane Lissajousove obrazce. Schvalne nech sa 
prihlasi niekto, kto to vo svojom zivote aspon raz pouzil na meranie 
frekvencie, alebo pomeru frekvencii. Je to zaujimava vec, vsetci sme sa 
o tom ucili v skole, lebo je to graficky atraktivne, ale pouzitelnost 
minimalna. Ale take pekne obrazky ako boli v ucebniciach sa daju vyrobit 
len ak su frekvencie v presnom integralnom pomere a len za urcitych 
fazovych podmienok a signaly su cisto sinusove.

X-Y rezim je velmi uzitocny a pouzival na vsetko mozne ine (meranie 
charakteristik vselicoho, fazovanie L-R v studiach, prifazovavnie k 
sieti a pod.). Kazdy len trochu lepsi osciloskop tento rezim podporuje, 
podobne ako u analogovych.


Ohladom 8 bitov. Je to len o tom ci viem pristroj spravne pouzivat a o 
tom nemat prehnane ocakavania. Ano, vacsina osciloskopov je vybavena 8 
bitovymi prevodnikmi. Toto sa uz postupne meni a 12-bitove pristroje su 
k dispozicii na trhu.

Lenze... na analogovych osciloskopoch sa spektrum nedalo sledovat vobec. 
A ano, analyzator spektra ma dynamicky rozsah 120dB. Ale vsetky filtre 
su nastavene na sirku pasma desiatky Hz a priebeh s takto vysokym 
dynamickym rozsahom sa meria velmi dlho, sekundy az desiatky sekund nie 
je vynimka. U jednorazovych impulznych dejov ani spektrak nedokaze 
namerat s tak velkym rozsahom.

Nemozeme ocakavat, ze z jedneho priebehu o 1000 bodoch navzorkovaneho 
8-bitovym prevodnikom dokazem vypocitat to iste ako spektrak odmera za 
10 sekund. Ale ak viem spravne pouzivat svoj pristroj aj s 8-bitovym 
osciloskopom viem dosiahnut velmi slusny dynamicky rozsah a analyzu 
spektra.

Pripajam ako priklad druhy obrazok. Ide o meranie kompletnej prenosovej 
charakteristiky (amplituda aj absolutna faza) velkych elektronkovych 
push-pull zosilnovacov, vratane celej signalovej cesty, ktore mam v LHC. 
System ma charakter dolnopriepustneho filtra prveho radu s kritickou 
frekvenciou okolo 800kHz, nad 20MHz digitalne filtre velmi ostro orezu 
vsetko ostavajuce.

Paradoxne najjednoduchsie je tu charakteristiku merat prave osciloskopom 
v casovej oblasti. V FPGA jednoky spracovania signalu systemy generujem 
jednotkovy skok, ktory postupne prebehne vsetkymi digitalnymi filtrami a 
celym systemom az sa na konci zosilni na 10kV. Osciloskop je cez 5pF 
kondenzator a 40dB atenuator pripojeny k vychylovacej platni. Na obrazku 
je vidiet, ze dosiahnuty dynamicky rozsah je takmer 80dB, co je vyrazne 
viac ako spominanych 8 bitov.

Vieme, ze pomocou priemerovania merani (v tomto pripade opakujuceho sa 
priebehu) sa da zvysit efektivny pocet bitov o ln2(sqrt(n)), kde n je 
pocet merani. Potom staci vedomosti vyuzit v praxi :-) Pouzival som 
najprv klasicky 8 bitovy osciloskop a opakovanie 1024x, co uz bohate 
stacilo na to co som potreboval zmerat, ale neskor som skusil aj 12 
bitovy HD osciloskop a tiez 1024 merani.

Ked clovek vie pouzivat svoje nadobicko daju sa robit vselijake veci :-)

b.






On 16/11/2016 18:43, Vláďa Anděl wrote:
> Je otázka, co s tím chcete měřit a proč. Třeba analogový osciloskop uměl
> režim XY, takže se na tom pomocí Lisajusových obrazců daly porovnávat
> kmitočty. Ani nevím, jestli můj digitál tohle umí, ale pochybuju o tom.
> Ona taky tahle metoda se pro vyšší frekvence nehodí. To jen že na průmce
> nás to učili :-) Taky když mi to zobrazuje kmitočet ... jenže v
> závislosti na tvaru průběhu se tomu taky často nedá věřit. Takže spíš
> bych zapomněl na "klasické" učebnice měření osciloskopem a orientoval se
> spíš na kurzorové měření. Odměřím si čas a ukáže mi to i 1/T. Pak už jen
> najít, co je u spožitějšího průběhu jedna perioda. U digitálu se mi
> líbilo FFT, ale jen než jsem zjistil, že tohle fakt není spektrák.
> Rozlišení převodníku 8 bitů nebo ještě méně :-( má za následek, že si to
> v rámci kvantizačního šumu vymýšlí ... ale na to si člověk asi musí
> přijít sám a musí si říct, na co je tohle vhodné. Pokud někdo potřebuje
> spektrák pro nízké frekvence, pak zvuková karta a třeba Audacity.
> Uvidíte tam všechno snad až do -100 dB. Na měření zkreslení zesilovačů,
> nastavování magnetofonů (pokud si s tím někdo ještě hraje) je to asi
> nejlepší nástroj zadarmo. Je tam i možnost pomocí csv exportovat
> spektrum do excelu.
> Pak jsou věci, na které mám stařičký Tektronix, který kombinuje analog
> do 100 MHz a digitál. V tom digitálu umí jen 10 MHz (jednorázové měření,
> periodické do 100 MHz), ale analog je na koukání příjemnější než čára
> typu "rozsypaný čaj".
> Anděl
>
------------- další část ---------------
A non-text attachment was scrubbed...
Name: general2.png
Type: image/png
Size: 41551 bytes
Desc: [žádný popis není k dispozici]
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20161116/0daa9b77/attachment-0002.png>
------------- další část ---------------
A non-text attachment was scrubbed...
Name: response.png
Type: image/png
Size: 15812 bytes
Desc: [žádný popis není k dispozici]
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20161116/0daa9b77/attachment-0003.png>