Per un progettista elettronico, tecnico di laboratorio o appassionato di elettronica sperimentale, scegliere l'oscilloscopio giusto può fare la differenza tra un progetto di successo e un frustrante insuccesso. Ma, con così tante opzioni sul mercato, non è un'impresa facile sapere quale sia la soluzione migliore per le proprie esigenze. L’insoddisfazione di avere un oscilloscopio che non riesce a tenere il passo con le misurazioni più complesse, non fornisce letture accurate o semplicemente non ha le funzionalità di cui si ha bisogno, può essere fin troppo insopportabile. Passare al setaccio un numero apparentemente infinito di scelte e cercare di decidere quale opzione sia la migliore può essere un processo estenuante. Questo articolo vuole essere una guida per effettuare la giusta scelta di acquisto di un oscilloscopio. In questa guida all'acquisto, analizzeremo le principali differenze tra oscilloscopi analogici e digitali per decidere la giusta soluzione che soddisfi le proprie esigenze e perfino superi le aspettative.
Introduzione
Un oscilloscopio è uno strumento di test elettronico che visualizza e analizza graficamente i segnali. Fornisce una rappresentazione visiva della forma d'onda di tensione rispetto al tempo di un segnale, consentendo di osservare e studiare il comportamento dei sistemi elettrici. Un oscilloscopio è comunemente utilizzato nei settori dell'elettronica, delle telecomunicazioni e dell'ingegneria informatica per diagnosticare, eseguire il debug e progettare sistemi. Un altro strumento utile nei test elettronici è il multimetro. Questo strumento di test misura proprietà elettriche come tensione, corrente e resistenza. Mentre un multimetro può fornire informazioni preziose su un circuito, fornisce solo una singola misurazione in un punto specifico nel tempo. D'altro canto, un oscilloscopio fornisce una visualizzazione continua della forma d'onda di tensione nel tempo, consentendo di osservare cambiamenti e tendenze nel segnale. Per questo motivo, un oscilloscopio è uno strumento più utile per analizzare segnali dinamici, come quelli presenti nei sistemi di comunicazione, nell'elettronica di potenza e in altri sistemi digitali ad alta velocità. In queste applicazioni, la forma d'onda, la frequenza e la stabilità sono spesso più importanti di una singola misurazione.
L’oscilloscopio analogico
Un oscilloscopio analogico è un tipo di oscilloscopio che utilizza un tubo a raggi catodici (CRT) per visualizzare la forma d'onda di un segnale elettrico. Il CRT è un tubo a vuoto che produce un fascio di elettroni per visualizzare la forma d'onda su uno schermo. L'oscilloscopio analogico è anche chiamato oscilloscopio a raggi catodici (CRO).
Un oscilloscopio analogico è costituito dalle seguenti parti principali:
• Amplificatore verticale. Amplifica il segnale di ingresso e lo applica alle piastre di deflessione del CRT.
• Amplificatore orizzontale. Amplifica il segnale della base dei tempi e lo applica alle piastre di deflessione orizzontali del CRT.
• Base dei tempi. Genera una tensione di sweep costante che sposta il fascio di elettroni da sinistra a destra sullo schermo del CRT.
• Circuito di trigger. Sincronizza lo sweep al segnale di ingresso, assicurando che la forma d'onda visualizzata sia stabile.
• CRT. Visualizza la forma d'onda del segnale elettrico.
Queste parti cooperano per visualizzare la forma d'onda del segnale di ingresso in modo preciso. L'amplificatore verticale amplifica il segnale ad un livello che produrrà una deflessione visibile sullo schermo CRT. L'amplificatore sweep orizzontale controlla la base dei tempi, che sposta il fascio di elettroni sullo schermo ad una velocità costante. Il circuito di trigger assicura che la forma d'onda visualizzata sia stabile, rendendo più facile osservare il comportamento del segnale nel tempo.
Vantaggi degli oscilloscopi analogici
Gli oscilloscopi analogici presentano diversi vantaggi, rendendoli una scelta comune per molte applicazioni.
Costi inferiori - Rispetto agli oscilloscopi digitali, gli oscilloscopi analogici sono spesso meno costosi, il che li rende una soluzione più conveniente per molte applicazioni.
Più semplici da usare - Gli oscilloscopi analogici sono spesso più facili da usare rispetto agli oscilloscopi digitali, in particolare per gli ingegneri che hanno familiarità con la tecnologia.
Migliori per segnali a bassa frequenza - Gli oscilloscopi analogici sono spesso più adatti per osservare segnali a bassa frequenza, in quanto possono visualizzare forme d'onda con maggiore precisione e stabilità.
Nel complesso, il vantaggio principale degli oscilloscopi analogici è la loro capacità di fornire una rappresentazione visiva dei segnali in tempo reale, il che li rende uno strumento essenziale se è necessario osservare e analizzare segnali nel tempo.
Svantaggi degli oscilloscopi analogici
Gli oscilloscopi analogici presentano anche alcuni svantaggi.
Larghezza di banda limitata - Gli oscilloscopi analogici hanno in genere una larghezza di banda limitata, il che li rende meno adatti all'osservazione di segnali ad alta frequenza.
Nessun dato numerico - Non forniscono dati numerici, il che rende difficile eseguire analisi quantitative dei segnali.
Nessuna capacità di archiviazione dei dati - Non possono archiviare dati, il che rende impossibile salvare e analizzare i segnali nel tempo.
Necessità di manutenzione - A causa della pulizia e della regolazione periodica del CRT, gli oscilloscopi analogici necessitano di una manutenzione regolare, che può richiedere molto tempo e costi economici.
Scarsa precisione e stabilità - Ad alte velocità di scansione e basse frequenze, gli oscilloscopi analogici possono essere meno precisi e stabili degli oscilloscopi digitali.
Obsolescenza - A causa della tecnologia in continuo cambiamento, gli oscilloscopi analogici stanno diventando sempre più obsoleti poiché gli oscilloscopi digitali sono diventati più popolari e ampiamente utilizzati.
La Figura 1 riporta l’oscilloscopio MSOX6004A a segnali misti analogici e digitali della Keysight Technologies.
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