اسیلوسکوپ چیست و چه کاربردی دارد ؟
“`html
اسیلوسکوپ چیست ؟
اسیلوسکوپ (Oscilloscope) یا نوسان نما یک دستگاه الکترونیکی است که به ما کمک می‌کند تا ولتاژ را ببینیم.
این ولتاژ معمولاً به صورت یک نمودار دو بعدی نمایش داده می‌شود که در آن محور افقی زمان و محور عمودی ولتاژ است.
ما از اسیلوسکوپ برای دیدن شکل موج استفاده می‌کنیم. علاوه بر قدرت موج، نوسان‌نماها معمولاً قادر به اندازه‌گیری و نمایش سایر ویژگی‌ها مانند عرض پالس، دوره تناوب و زمان بین دو رویداد (مثل دو پیک) هستند.
کاربرد اسیلوسکوپ
اسیلوسکوپ ها در زمینه‌های مختلفی از جمله علم، پزشکی، مهندسی و صنایع ارتباطی مانند موبایل و نظامی استفاده می‌شوند.
بیشتر اسیلوسکوپ‌های عمومی برای تعمیر و عیب‌یابی دستگاه‌های الکترونیکی به کار می‌روند و در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما بعضی از آنها برای بررسی سیستم احتراق خودرو یا نمایش ضربان قلب (الکتروکاردیوگرافی) نیز قابل استفاده هستند.
اجزای اسیلوسکوپ
اسیلوسکوپ از یک لامپ پرتو کاتدی تشکیل شده است که قلب عملکرد دستگاه را تشکیل می‌دهد و همچنین شامل تعدادی مدار برای کار کردن این لامپ است.
اجزای مختلف لامپ پرتو کاتدی عبارتند از:
1. تفنگ الکترونی
تفنگ الکترونی باریکه‌ای از الکترون‌ها را که پر انرژی هستند ایجاد می‌کند. این باریکه الکترون به صفحه فلوئورسان برخورد کرده و یک نقطه نورانی روی آن ایجاد می‌کند.
تفنگ الکترونی شامل بخش‌هایی مانند رشته گرمکن، کاتد، شبکه آند پیش شتاب‌دهنده، آند کانونی کننده و آند شتاب‌دهنده است.
الکترون‌ها از کاتدی که به طور غیر مستقیم گرم می‌شود، خارج می‌شوند. این الکترون‌ها از یک سوراخ کوچک در شبکه عبور می‌کنند.
شبکه کنترل معمولاً یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی در وسط خود می‌باشد.
الکترون‌هایی که از کاتد گسیل می‌شوند و از سوراخ عبور می‌کنند، به واسطه پتانسیل مثبت موجود به سمت آندها شتاب می‌گیرند. باریکه الکترونی نیز توسط آند کانونی کننده متمرکز می‌شود.
2. صفحات انحراف دهنده
صفحات انحراف دهنده شامل دو نوع صفحه هستند: صفحات انحراف عمودی که به صورت افقی نصب می‌شوند و یک میدان الکتریکی در صفحه ایجاد می‌کنند و به صفحات y شهرت دارند.
صفحات انحراف افقی به صورت عمودی قرار می‌گیرند و انحراف افقی ایجاد می‌کنند و به صفحات x معروفند. فاصله بین صفحات به اندازه‌ای است که باریکه می‌تواند بدون برخورد به آنها عبور کند.
3. صفحه فلوئورسان
این صفحه که داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد از مواد فسفری ساخته شده است. این ماده انرژی جنبشی الکترون‌ها را جذب کرده و به صورت یک لکه نورانی نشان می‌دهد.
اجزای دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشه‌ای، پایه‌ای که برای اتصالات استفاده می‌شود، است.
-
4. مولد مبنای زمان
این دستگاه بیشتر برای اندازه‌گیری و نمایش مقادیر وابسته به زمان استفاده می‌شود. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ با سرعتی ثابت از چپ به راست حرکت کند.
برای این منظور ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال می‌شود. مداری که این ولتاژ را تولید می‌کند، مولد مبنای زمان یا مولد رویش نامیده می‌شود.
-
5. سیستم انحراف قائم
از آنجایی که سیگنال‌ها برای ایجاد انحراف قابل اندازه‌گیری روی صفحه لامپ به اندازه کافی قوی نیستند، معمولاً لازم است که تقویت قائم صورت گیرد.
هنگام اندازه‌گیری سیگنال‌های با ولتاژ بالا باید آنها را کاهش داد تا در محدوده تقویت کننده‌های قائم قرار گیرند.
خروجی تقویت کننده قائم، از طریق انتخاب…
“`
همزمانی در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان نیز اعمال می‌شود.
اسکوپ رکوردر چیست؟
اسکوپ رکوردر یک دستگاه است که ویژگی‌های اسیلوسکوپ دیجیتال و کارت تبدیل آنالوگ به دیجیتال (ADC) را در خود دارد. این دستگاه می‌تواند به عنوان یک اسیلوسکوپ دیجیتال سریع عمل کند و همچنین اطلاعات را به طور مداوم ذخیره کند.
به عنوان مثال، کارت DSLR800B از شرکت TNM یکی از این دستگاه‌هاست که علاوه بر عملکرد 50 مگاهرتزی اسیلوسکوپ، دارای رکوردر دو کاناله با نرخ نمونه‌برداری تا 18 مگاهرتز برای هر کانال نیز می‌باشد.
لاجیک آنالایزر چیست؟
اسکوپ‌های دیجیتال معمولاً دو کاناله هستند و حداکثر به چهار کانال می‌رسند. اما برای مشاهده تعداد زیادی سیگنال، از دستگاهی به نام لاجیک آنالایزر استفاده می‌شود.
لاجیک آنالایزرها می‌توانند بین 8 تا 64 کانال داشته باشند و فقط می‌توانند سیگنال‌های 1 و 0 را دریافت کنند. کارت DSLR800C از شرکت TNM مدل 16 کاناله از این نوع دستگاه است.
تفاوت اسیلوسکوپ با کارت اسکوپ (اسکوپ متصل شونده به کامپیوتر)
اسیلوسکوپ‌های رومیزی دارای پردازنده، کیبورد و نمایشگر هستند و نیازی به دستگاه جانبی ندارند. اما کارت‌های اسکوپ برای کار به کامپیوتر یا لپتاپ وابسته هستند.
به دلیل ساده‌ای که در ساخت کارت‌های اسکوپ وجود دارد و همچنین استفاده از امکانات نمایشگر و پردازشگر کامپیوتر، قیمت تمام شده این کارت‌ها پایین‌تر است.
به عنوان مثال، در کارت‌های سری DSLR800 با استفاده از رم DDR2 و حجم 2 گیگابایت، ذخیره‌سازی انجام می‌شود. در حالی که حداقل مدل اسیلوسکوپ رومیزی با این میزان حافظه، قیمتش چند برابر کارت اسکوپ است.
علاوه بر این، مدل‌های کارت اسکوپ می‌توانند تا 500 برابر روی سیگنال زوم منفی داشته باشند که این کار تا 80 درصد از توان یک پردازنده دو هسته‌ای را مصرف می‌کند. این در حالی است که اکثر اسکوپ‌های رومیزی تنها توانایی زوم تا 20 برابر را دارند.
به لحاظ نمایشی، کارت‌های اسکوپ سری DSLR روی نمایشگر بزرگ می‌توانند جزئیاتی نمایش دهند که در صفحه‌های کوچک 5 تا 6 اینچی بیشتر اسکوپ‌های رومیزی قابل مشاهده نیستند.
نرم‌افزار همراه اکثر اسیلوسکوپ‌های رومیزی فقط تصویرهای JPEG از صفحه نمایش آنها را به کامپیوتر منتقل می‌کند و برخلاف کارت اسکوپ، امکانات نرم‌افزاری دیگری ندارند. بنابراین تصور این که با خرید یک اسیلوسکوپ رومیزی و اتصال آن به کامپیوتر، وارث یک کارت اسکوپ نیز خواهید شد درست نیست.
در نهایت در آزمایشگاه‌های شلوغ و خطوط تولید، کارت‌های اسکوپ ممکن است دست و پاگیر باشند و فضای کار را با یک کامپیوتر اشغال کنند. به همین دلیل در مکان‌هایی که صرفه‌جویی در هزینه مهم نیست یا به امکانات پیشرفته‌تری نیاز ندارند، اسکوپ‌های رومیزی معمولی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بیشتر بخوانید:
