Uso dell’oscilloscopio Generalita’ Banda passante Input e amplificazione verticale Trigger Analogico vs. Digitale

A. Cardini / INFN Cagliari Generalita’ Possiamo considerare l’oscilloscopio semplicemente come un voltmetro in grado di mostrare il grafico della tensione in funzione del tempo Oggigiorno gli oscilloscopi sono in realta’ degli strumenti avanzatissimi, in grado di fare moltissimi tipi di misure diverse Nel corso di questa esperienza preliminare vedremo vari tipi di oscilloscopi, sia analogici che digitali 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari

Oscilloscopio Analogico 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari

Banda Passante / Tempo di salita E’ di fondamentale importanza la banda passante dell’amplificatore di ingresso per fare si che l’oscilloscopio rappresenti il segnale in modo corretto, in particolare per quel che riguarda il tempo di salita dei segnali Una formula approssimata e’ la seguente: Se ho un segnale con un fronte di salita trise, questo verra’ visto sull’oscilloscopio con un tempo di salita tmeas pari a 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari

A. Cardini / INFN Cagliari Stadio di Input Come ogni buon voltmetro, l’oscilloscopio ha una alta impedenza di ingresso, tipicamente 1M, in parallelo con una capacita’ di qualche decina di pF E’ possibile cambiare l’impedenza di ingresso a 50  direttamente sull’oscilloscopio, per terminare correttamente il cavo che trasporta il segnale Lo stadio di ingresso puo’ essere: DC: accoppiato in continua, modalita’ normale di funzionamento AC: viene filtrata la componente in continua (attenzione!) GND: l’ingresso e’ messo a ground Un oscilloscopio ha tipicamente tra 2 e 4 ingressi indipendenti 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari

Scala Orizzontale e Verticale Verticale: permette di regolare a quanti mV corrisponde una divisione Orizzontale: permette la scelta della base dei tempi Ritardo: permette di scegliere con quanto ritardo rispetto al segnale viene fatta partire la “sweep” – nei moderni oscilloscopi digitali posso anche scegliere un ritardo negativo 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari

A. Cardini / INFN Cagliari Trigger E’ sicuramente la cosa alla quale fare piu’ attenzione, altrimenti potreste non riuscire a vedere quello al qualse siete interessati Definisce la condizione per fare partire la “sweep” (osc. analogico) o l’acquisizione (osc. digitale) Sorgente Internal: il riferimento usato e’ uno dei segnali External: un canale aggiuntivo usato solo per un segnale di trigger Line: trigger in fase con la tensione di rete Condizioni Slope: trigger su fronte discesa o salita Level: valore della soglia alla quale scatta il trigger Modi Normal: trigger solo se sono verificate le condizioni Auto: autotrigger (analog) o anche autolevel Single: un solo campionamento o una sola sweep alla volta 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari

Un buon oscilloscopio analogico 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari

Un buon oscilloscopio digitale 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari

A. Cardini / INFN Cagliari Analogico vs. Digitale Accuratezza A: dipende dalla BW del sistema D: dipende dalla BW analogica e dalla frequenza di campionamento Repetition rate A: idealmente 1/sweep_time; l’intensita’ e’ proporzionale alla freq. di trigger; grazie alla “memoria” del fosforo molte forme d’onda possono essere visualizzate assieme! D: dipende! Nei primi modelli poche forme d’onda/s; nei nuovi (DPO, digital phosphor) anche 3600/s, e simulazione digitale della memoria dei fosfori Singoli eventi A: praticamente invisibili o quasi D: se ci sono si vedono (se si riescono a triggerare), ma se sono rari c’e’ bisogno di alte frequenze di acquisizione (5 GS/s nel TDS3054B) 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari

Analogico vs. Digitale (2) Trigger A: tradizionalmente solo sul livello D: trigger avanzato su livelli, combinazioni logiche di segnali, … …e ancora A: poco altro D: storage dei segnali, analisi dei segnali in tempo reali, interfaccia strumento al computer, … 16-Mar-06 A. Cardini / INFN Cagliari