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Spécifications de l'oscilloscope: comment acheter la meilleure lunette

Spécifications de l'oscilloscope: comment acheter la meilleure lunette


Les oscilloscopes sont une forme très courante d'équipement de test - probablement le type d'équipement de test le plus important.

En conséquence, il est souvent nécessaire de pouvoir en choisir un soit dans le magasin d'équipement de test, soit en location ou lors de l'achat d'un oscilloscope.

Lors de la sélection d'un oscilloscope, que ce soit pour acheter, louer ou même simplement en obtenir un dans le magasin de l'entreprise, il existe de nombreuses spécifications et paramètres différents à prendre en compte, chacun étant lié à la performance.

Lors de la sélection d'un oscilloscope, quelles sont les spécifications et paramètres les plus importants et lesquels affecteront les performances de l'oscilloscope dans l'application particulière. Lorsque vous cherchez à acheter le meilleur oscilloscope, il est nécessaire de regarder toutes les spécifications - des spécifications de performances à celles qui peuvent sembler moins importantes mais qui peuvent avoir un impact tout aussi important sur leur utilisation.


Types d'oscilloscope

L'une des principales spécifications associées à l'achat d'un oscilloscope est le type réel d'oscilloscope requis. Certains types d'oscilloscope seront en mesure d'effectuer d'autres mesures mieux que d'autres; certains utilisent la technologie actuelle tandis que d'autres sont plus anciens; et il peut aussi y avoir des implications financières.

Stockage analogique, analogique, numérique, stockage numérique, échantillonnage numérique, portées USB et bien d'autres types sont disponibles.


Spécification de la bande passante de l'oscilloscope

Une spécification importante de l'oscilloscope est liée à la fréquence ou à la vitesse des formes d'ondes qui peuvent être mesurées. Ceci est déterminé par la bande passante de l'oscilloscope et on constate que la capacité de l'oscilloscope à afficher avec précision la forme d'onde diminue avec une fréquence croissante. La manière dont cela est spécifié peut être vue dans IEEE 1057 qui définit la bande passante électrique comme le point auquel l'amplitude d'une entrée sinusoïdale est réduite de 3 dB (c'est-à-dire atténuée à 70,7% de la valeur réelle du signal - une chute d'environ 30%) par rapport à son niveau à une fréquence de référence inférieure.

La spécification de l'oscilloscope pour la bande passante sera généralement indiquée dans le format: Bande passante = -3 dB à 1500 MHz. Si la spécification de l'oscilloscope pour le point -3 dB n'est pas suffisamment élevée, on constatera que les fronts des impulsions et des ondes carrées seront ralentis du fait de la réduction des composantes haute fréquence. De plus, les ondes sinusoïdales au-dessus de la fréquence de bande passante seront considérablement atténuées - même celles autour de la fréquence de bande passante subiront une certaine atténuation.

Afin de garantir que la spécification de l'oscilloscope est adéquate, il est nécessaire de s'assurer que la bande passante de l'oscilloscope est supérieure à la fréquence de fonctionnement. Souvent, une règle des cinq fois est utilisée comme règle empirique. Ici, la bande passante de l'oscilloscope doit être cinq fois la composante de fréquence la plus élevée du signal. En utilisant cette règle, l'erreur due aux limitations de fréquence sera inférieure à ± 2%.

Précision du gain DC vertical

Il est important, lors de la mesure de l'amplitude des signaux, de connaître la précision de la mesure qui est effectuée. Étant donné que les oscilloscopes ne sont pas destinés à être utilisés à la place des multimètres numériques, il n'est pas prévu que les éléments de tension de la spécification de l'oscilloscope soient aussi précis.

Résolution de canal vertical

Les oscilloscopes numériques doivent convertir le signal analogique entrant en un signal numérique. La résolution du canal vertical détermine la "granularité" du signal.

La résolution du canal vertical dépend du convertisseur numérique-analogique dans l'oscilloscope. Par exemple, huit bits fournissent 256 niveaux de numérisation (2 à la puissance 8), et avec une résolution de 10 bits, cela donne 1024 niveaux différents.

Un scope avec seulement huit bits donnera une trace sur laquelle les étapes individuelles peuvent être vues très facilement. En conséquence, la plupart des oscilloscopes modernes ont des niveaux de résolution très élevés. 10 bits est courant même pour les oscilloscopes d'entrée de gamme, avec des performances offrant 14 bits et certains offrent une résolution de 15 ou 16 bits.

Une résolution de 12 ou 14 bits convient à la plupart des applications, mais une résolution de 15 ou 16 bits fournira le plus de détails.

Certains oscilloscopes haut de gamme offrent une résolution de 14 ou 15 bits sur toutes les entrées, mais peuvent offrir la résolution complète de 16 bits lorsqu'un seul canal est utilisé. Cette approche réduit les coûts et permettra à l'utilisateur de se concentrer sur la précision lorsqu'un seul canal est utilisé.

Spécification du temps de montée

Une autre spécification importante de l'oscilloscope qui doit être prise en compte est le temps de montée de l'oscilloscope. Il s'agit d'une spécification particulièrement importante pour tous les circuits numériques où les fronts sur les ondes carrées et les impulsions sont souvent d'une grande importance. L'oscilloscope doit avoir un temps de montée suffisamment rapide pour capturer les transitions rapides avec précision, sinon des informations importantes peuvent ne pas être affichées et les résultats pourraient être trompeurs.

Le temps de montée de l'oscilloscope est défini comme le temps nécessaire à l'image pour passer de 10% à 90% de la valeur finale.

Bien que la bande passante de l'oscilloscope doive être suffisamment élevée, le temps de montée est également important. Il peut être considéré comme similaire à la vitesse de balayage sur les amplificateurs opérationnels où la vitesse de changement de tension est le facteur limitant. En conséquence, le temps de montée de l'oscilloscope doit être suffisamment élevé pour capturer le détail requis.

Il existe une relation entre la bande passante et le temps de montée pour une estimation du premier ordre. Pour estimer le temps de montée d'un oscilloscope à partir de sa bande passante, il est possible d'utiliser une formule simple:

Où:
BW = 3 dB de bande passante de l'oscilloscope
Tr = temps de montée.

Il convient de rappeler qu'il ne s'agit pas d'une équation exacte, mais d'une approximation du premier ordre. mais très utile.

Cette relation pour le temps de montée de l'oscilloscope est utilisée pour la plupart des oscilloscopes haut de gamme. Historiquement, les types plus anciens avaient tendance à utiliser 0,35 plutôt que 0,45 comme constante. Cela correspond au roll-off d'un filtre 1 ou 2 pôles.

Fréquence d'échantillonnage de l'oscilloscope

Avec l'augmentation de la proportion d'oscilloscopes numériques, la spécification de l'oscilloscope à fréquence d'échantillonnage devient une spécification plus répandue et importante. La fréquence d'échantillonnage est spécifiée en échantillons par seconde (S / s). Plus l'oscilloscope échantillonne rapidement la forme d'onde, plus la résolution des détails sur la forme d'onde est élevée et avec des fréquences d'échantillonnage plus élevées, moins il y a de chances que des informations critiques soient perdues.

Alors que la fréquence d'échantillonnage maximale a tendance à être la fréquence globale, la fréquence d'échantillonnage minimale peut également être importante. Cela se produit lorsque vous regardez des signaux changeant lentement sur de longues périodes de temps. Il est également important de noter que la fréquence d'échantillonnage affichée change avec les modifications apportées à la commande d'échelle horizontale. Ceci permet de maintenir un nombre constant de points de forme d'onde dans l'affichage de forme d'onde affiché.

Pour la plupart des applications, il est nécessaire de définir le nombre minimal d'échantillons requis et cela doit être utilisé lors de l'examen des spécifications globales de l'oscilloscope. L'oscilloscope prend la forme d'onde de l'entrée de tension, puis la numérise, après quoi elle est traitée. Pour l'affichage, il est nécessaire de construire la forme d'onde.

Pour éviter le crénelage, le théorème de Nyquist dicte que la fréquence d'échantillonnage doit être deux fois celle des composantes de fréquence les plus élevées à afficher. Cependant, cela fait des hypothèses sur les formes d'onde répétitives, les événements anormaux tels que les problèmes et les méthodes d'interpolation. En réalité, il est préférable de supposer que lors de l'utilisation de l'interpolation sin (x) / x (une option courante). En conséquence, l'industrie a adopté une règle empirique:

Taux d'échantillonnage=2.5Fréquence la plus élevée

Si une interpolation linéaire avait été utilisée, alors une fréquence d'échantillonnage devrait être au moins dix fois la composante de signal de fréquence la plus élevée.

Profondeur de mémoire

C'est la mémoire pour stocker les signaux. Plus la profondeur de la mémoire est élevée, plus il est possible de capturer de signal à la fréquence d'échantillonnage la plus élevée.

Profondeur de mémoire=(Fenêtre de temps d'acquisition)   (Taux d'échantillonnage)

Avec un 1MSa par canal, un oscilloscope peut capturer 1 ms ou le temps avec une fréquence d'échantillonnage de 1 GSa / s. Ainsi, une mémoire suffisante doit être disponible pour capturer cette quantité de données.

Taille de l'écran

Les écrans d'affichage des oscilloscopes se sont considérablement améliorés au cours des dernières années. Les tailles d'écran ont considérablement augmenté et la définition est bien meilleure.

En utilisant des écrans modernes, il est possible de voir beaucoup de définition dans la forme d'onde, ce qui pourrait révéler des problèmes qui n'étaient peut-être pas visibles sur les anciennes oscilloscopes.

Spécifications de la portée physique

Outre les spécifications purement électriques, certaines des spécifications physiques sont également importantes car elles peuvent affecter la convivialité autant.

Il y aura plusieurs spécifications de type mécanique qui seront incluses dans la fiche technique.

  • Taille: La taille physique qu'occupe la lunette aura une influence majeure sur la façon dont elle peut être utilisée. Heureusement, aujourd'hui, la taille des oscilloscopes est bien inférieure à ce qu'elle était avant le début du siècle. Finis les tubes cathodiques thermioniques utilisés. Celles-ci devaient être très longues et de nombreuses lunettes mesuraient jusqu'à un demi ou trois quarts de mètre de profondeur et, par conséquent, elles occupaient beaucoup d'espace sur le banc. Les lunettes d'aujourd'hui sont beaucoup plus petites car elles utilisent une technologie plus à jour pour les écrans.
  • Bruit : C'était surprenant quand quelqu'un a mentionné que le bruit pouvait être un problème important pour un oscilloscope. Cependant, certaines lunettes plus grandes peuvent avoir des ventilateurs activés pour les garder au frais. Le bruit du ventilateur peut être fort à certaines occasions et il peut être gênant de travailler à côté. Il vaut la peine de considérer les spécifications pour le niveau de bruit, lors de l'achat d'un oscilloscope ou de la sélection d'un oscilloscope au cas où cela pourrait être un problème.

Location ou achat d'oscilloscope

Les spécifications requises de l'oscilloscope peuvent être régies par des décisions sur la manière dont l'équipement d'essai sera obtenu. Il existe plusieurs options: achat de l'oscilloscope neuf, achat d'équipement de test d'occasion ou location d'équipement de test.

Si un équipement de test utilisé est nécessaire, cela peut constituer une bonne option, en particulier s'il doit être reconditionné, alors cela peut constituer une excellente option. L'équipement d'essai reconditionné peut être relativement nouveau et peut être obtenu à des réductions significatives.

Lorsque l'on considère le choix entre un équipement de test reconditionné neuf et d'occasion ou la location d'un équipement de test, cela peut modifier les spécifications de l'oscilloscope qui sont requises. Pour l'option de location d'équipement d'essai, la période pendant laquelle l'équipement est sur place doit être relativement courte et, par conséquent, l'équipement peut être adapté aux besoins particuliers en cours. Pour l'achat d'un équipement d'essai neuf ou reconditionné, il convient de prendre en considération d'autres applications pour lesquelles l'équipement peut être utilisé.

La spécification de l'oscilloscope doit non seulement correspondre à l'application actuelle mais, en fonction du coût, elle doit inclure une certaine pérennité. Pour les spécifications telles que la bande passante et le temps de montée, en particulier, une certaine marge pour permettre des développements futurs plus rapides et plus rapides peut être applicable. D'autres spécifications devraient également être envisagées afin de déterminer si elles permettraient le développement ou la mesure de futurs produits.

De très nombreuses spécifications apparaîtront dans les fiches techniques des différents oscilloscopes. Ces fiches techniques peuvent généralement être obtenues via Internet. Les spécifications de la portée peuvent ensuite être comparées et les prix obtenus pour sélectionner le type et le modèle les plus appropriés pour sélectionner, acheter ou louer pour toute situation particulière.

Une attention particulière doit également être apportée pour s'assurer que les bonnes conditions sont négociées. Souvent, il peut y avoir plus d'options qu'un achat direct: les options de location-achat, la location, etc. devraient toutes être envisagées car elles peuvent offrir des options financières très intéressantes.


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