Oscilloscopio digitale

Oscilloscopio digitale

L’oscilloscopio è uno strumento di misura elettronico che permette di visualizzare, su un grafico bidimensionale, l’andamento nel dominio del tempo dei segnali elettrici.

Vantaggi principali

• Capacità di interfacciamento molto elevate con altri strumenti e sistemi
• È anche utilizzabile da remoto
• Dotato di memoria e di unità di processamento, quindi è possibile implementare algoritmi di signal processing
• I più moderni hanno dei tasti completamente programmabili, per eseguire svariate funzioni
• La traccia è formata da punti discreti, e luminosità e stabilità non dipendono da frequenza e velocità del segnale

Le caratteristiche fondamentali che tendono a differenziare gli oscilloscopi sono la banda, frequenza di campionamento, numero di bit, e il metodo utilizzato per la codifica dei dati. Gli oscilloscopi digitali, a differenza degli analogici, non sono vincolati dal pennello elettronico e, dopo aver effettuato un campionamento e una quantizzazione dei segnali d’ingresso, conservano i dati nella memoria che possono essere in qualunque istante prelevati per la visualizzazione. Quindi un segnale può essere osservato un’infinità di volte, la cosiddetta persistenza equivalente infinita. Questa flessibilità è da attribuire sicuramente alla presenza del microprocessore, che gestisce le varie attività dello strumento.

Classi di oscilloscopi digitali

• DSO (Digital Storage Oscilloscopes): Rappresentano la versione tradizionale, quella più economica, di oscilloscopi digitali.
• DPO (Digital Phosphor Oscilloscopes): È una versione più elaborata che riesce a emulare l’oscilloscopio analogico, tra cui la possibilità di gestione dell’asse Z per modificare la luminosità.
• MSO (Mixed Signal Oscilloscopes): È una nuova tipologia che affianca ai canali d’ingresso analogici anche un certo numero di ingressi digitali.

Schema a blocchi

Il funzionamento dell’intero sistema è condizionato dal blocco di acquisizione!

Blocco di condizionamento

Utilizzato per il condizionamento del segnale analogico, è costituito da attenuatori e amplificatori programmabili in modo tale da lavorare sempre con segnali ottimali. Generalmente è pilotabile dall’esterno o dal microprocessore, infatti, esiste il comando Autoscale che trova autonomamente il valore ottimale di guadagno per ottimizzare la visualizzazione. Le limitazioni in banda possono essere prodotte soprattutto dagli amplificatori, anche se oggi si parla di bande di GHz e quindi molto prestazionali. Ovviamente la banda influenza direttamente la frequenza di campionamento e viceversa, per questo è necessario trovare un giusto compromesso tra le due caratteristiche. Ad esempio, un oscilloscopio con banda di 20 GHz ha bisogno di una frequenza di campionamento molto elevata e questa si ripercuote nella profondità della memoria e di conseguenza sarà molto dispendioso economicamente.

Il display

Il CRT in questi oscilloscopi è molto meno complesso rispetto a quelli analogici, perché i dati possono essere prelevati dalla memoria con la velocità più consona ad esso.

Digital Scope

• Vector Scan: Si utilizzano tubi elettrostatici così come negli oscilloscopi analogici, è necessaria una conversione D/A.
• Raster Scan: Lo schermo è composto da un certo numero di righe e colonne, quindi l'immagine sarà pixel.