11 yếu tố để chọn một máy hiển thị sóng (oscilloscope) – Phần 1

11 yếu tố để chọn một máy hiển thị sóng (oscilloscope) – Phần 1

Máy hiện sóng cơ bản được sử dụng cho việc xử lý sự cố, kiểm tra mạch hoặc chất lượng tín hiệu có băng thông từ 50 MHz đến 200 MHz và được tìm thấy trong hầu hết tất cả các phòng thí nghiệm thiết kế, phòng thí nghiệm giáo dục, các trung tâm dịch vụ và các phòng đo kiểm trong sản xuất.

Để các bạn hiểu rõ hơn về máy hiển thị sóng, chúng tôi cũng sẽ chia sẻ cho bạn một cái nhìn tổng quan về các yếu tố quan trọng nhất để xác định sự phù hợp của một dao động ký cơ bản đến các công việc của bạn.

Máy hiện dao động là công cụ cơ bản cho bất cứ ai thiết kế, sản xuất, sửa chữa thiết bị điện tử. Các dạng sóng hiển thị điện áp của tín hiệu và tần số, cho dù các tín hiệu bị bóp méo, các tín hiệu thời gian, mức độ nhiễu của một tín hiệu..

1. Băng thông (BW)

Băng thông của máy hiển thị sóng ( dao động ký)  xác định khả năng của nó có thể đo một tín hiệu tương tự. Đặc biệt, nó xác định tần số tối đa mà các thiết bị có thể đo chính xác. Băng thông thường là yếu tố quan trọng nhất trong việc xác định giá thành của một máy hiện sóng.

Bạn áp dụng một nguyên tắc đơn giản như sau

Băng thông máy hiện sóng ≥ 5 lần tần số tối đa của tín hiệu cần đo

Nếu băng thông quá thấp, máy hiện sóng sẽ không thể giải quyết những biến động tần số cao, biên độ sẽ bị sai dạng, các chi tiết sẽ mất dạng tín hiệu.

2. Số Kênh:

Các máy hiện sóng số lấy mẫu từ các kênh tương tự để lưu trữ và hiển thị chúng. Số kênh càng nhiều sẽ giúp bạn có thể đo đồng thời nhiều tín hiệu khác nhau, tuy nhiên cũng sẽ làm giá cả tăng lên.

– Cho dù chọn 2 hoặc 4 kênh analog là phụ thuộc vào ứng dụng của bạn. Ví dụ, hai kênh cho phép bạn so sánh đầu vào của một thành phần và đầu ra của nó, bốn kênh analog cho phép bạn so sánh nhiều tín hiệu hơn và cung cấp nhiều sự kết hợp linh hoạt hơn như các phép toán trên kênh (ví dụ: nhân tín hiệu để tính công suất, hoặc trừ các tín hiệu để xác định các tín hiệu vi sai…)

– Một máy hiện sóng hỗn hợp sẽ có thêm các kênh kỹ thuật số, trong đó chỉ ra trạng thái cao hay thấp và có thể được hiển thị với nhau như một dạng sóng bus.

– Một số thiết bị có cùng hệ thống lấy mẫu giữa các kênh để tiết kiệm tiền.

– Một số thiết bị có cùng hệ thống lấy mẫu giữa các kênh để tiết kiệm tiền. Nhưng hãy cẩn thận: số lượng các kênh bạn bật có thể làm giảm tốc độ lấy mẫu trên từng kênh

3.Tốc độ lấy mẫu:

Tốc độ lấy mẫu của một máy hiện sóng tương tự như tốc độ khung hình trên một máy quay phim.

– Tốc độ lấy mẫu (mẫu mỗi giây, S/s): nên chọn tốc độ lấy mẫu ít nhất 5 lần thành phần tần số cao nhất của mạch của bạn.

– Hầu hết các máy hiện sóng cơ bản có một tốc độ lấy mẫu (tối đa) 1-2 GS/s. Hãy nhớ rằng, máy hiện sóng cơ bản có băng thông lên tới 200 MHz, vì vậy các hãng sản suất thường thiết kế tốc độ lấy mẫu từ 5-10 lần băng thông tối đa.

– Tốc độ lấy mẫu càng nhanh thì tín hiệu đo càng ít bị mất mát. Nhưng tốc độ lấy mẫu càng nhanh sẽ dẫn đến việc đầy bộ nhớ máy hiện sóng quá sớm.

4. Que đo

Để có được những phép đo chính xác phải chú ý đến việc chọn lựa que đo. Máy hiện sóng và que đo làm việc cùng nhau như một hệ thống, vì vậy hãy chắc chắn xem xét khi lựa chọn que đo cho một dao động ký.

– Trong phép đo đầu dò thực sự trở thành một phần của mạch, đặc trưng bởi điện trở, điện dung, và tải quy nạp làm thay đổi quá trình đo. Để giảm thiểu tác động của nó, tốt nhất là sử dụng đầu dò được thiết kế để sử dụng với máy hiện sóng của bạn.

– Chọn que đo thụ động có đủ băng thông. Băng thông của đầu dò nên phù hợp với máy hiện sóng.

– Một loạt các que đo tương thích sẽ cho phép bạn sử dụng máy hiện sóng trong nhiều ứng dụng hơn.

Các loại que đo cho máy hiện sóng:

– Que đo thụ động (passive probe) với suy hao 10X trình bày một trở kháng và điện dung điều khiển cho mạch của bạn, thích hợp cho hầu hết các phép đo mặt đất tham chiếu. Chúng được trang bị trong hầu hết dao động ký – bạn sẽ cần một que đo cho mỗi kênh đầu vào.

– Que đo vi sai cao áp (high-voltage differential probe) cho phép một dao động ký trên mặt đất tham chiếu để đo thả nổi và vi sai an toàn, chính xác.

– Que đo logic (logic probe) cung cấp các tín hiệu kỹ thuật số vào đầu cuối của một máy hiện sóng hỗn hợp. Chúng bao gồm que đo rất nhỏ với các phụ kiện được thiết kế để kết nối đến các điểm thử nghiệm nhỏ trên một bảng mạch.

– Que đo dòng điện (current probe) cho phép máy hiện sóng đo lường dạng sóng dòng điện, tất nhiên, nó cũng cho phép tính toán và hiển thị năng lượng tức thời

5. Kích hoạt (Triggering)

Triggering đồng bộ quét ngang tại điểm chính xác trong các tín hiệu, chứ không phải chỉ bắt đầu từ những dấu vết tiếp theo vào thời điểm mà các dấu vết hiện tại xảy ra. Một kích hoạt đơn thu thập tất cả các kênh đầu vào cùng một lúc.

– Tất cả các dao động ký cung cấp cạnh kích hoạt, và hầu hết các xung rộng phục vụ kích hoạt.

– Để có được dị thường và tận dụng tối đa chiều dài bộ nhớ của máy hiện sóng, hãy tìm một thiết bị cung cấp kích hoạt nâng cao trên các tín hiệu khó khăn hơn.

– Một loại các tùy chọn kích hoạt có sẵn trên máy hiện sóng nên giúp xác định nhanh hơn và linh hoạt hơn các nguyên nhân gốc rễ của vấn đề!

+ Kỹ thuật số / xung kích: chiều rộng xung, còi cọc xung, tăng / giảm thời gian, thiết lập và giữ

+ Kích hoạt logic

+ Kích hoạt tín hiệu nối tiếp: thiết kế hệ thống nhúng sử dụng cả hai bus nối tiếp (I2C, SPI, CAN / LIN …) và bus song song.

+ Kích hoạt video

Các kích hoạt nâng cao cho phép thu thập chính xác thông tin: Kích hoạt cho phép bạn cô lập một nhóm các dạng sóng để xem những gì đang xảy ra sai. Các kích hoạt chuyên dụng có thể đáp ứng với điều kiện cụ thể trong tín hiệu đến làm cho nó dễ dàng để phát hiện, ví dụ, một xung hẹp hơn nó cũng có thể nhận ra được

6. Chiều dài bản ghi (record length)

Chiều dài bản ghi là số điểm trong một bản ghi dạng sóng đầy đủ. Một máy hiện sóng có thể lưu trữ một số lượng hạn chế của mẫu như vậy, nói chung, chiều dài bản ghi càng lớn thì tín hiệu càng mịn và càng chính xác.

– Các máy hiện sóng ngày nay cho phép bạn chọn độ dài bản ghi để tối ưu hóa mức độ chi tiết cần thiết cho ứng dụng của bạn.

– Một máy hiện sóng cơ bản tốt sẽ lưu trữ hơn 2.000 điểm, đó là quá đủ cho một tín hiệu sóng sin ổn định (cần có 500 điểm). Nhưng để phát hiện những bất thường về thời gian trong một dòng dữ liệu kỹ thuật số phức tạp thì phải xem xét 1 M điểm hoặc nhiều hơn.

– Tìm kiếm & đánh dấu cho phép bạn tìm kiếm thông qua việc đánh dấu và tìm kiếm vị trí dạng sóng cần quan tâm.

Máy hiện dao động với độ dài bản ghi hàng triệu điểm có thể hiển thị nhiều màn hình giá trị của hoạt động tín hiệu, cần thiết cho việc kiểm tra dạng sóng phức tạp.

Trên đây là 6/11 yếu tố để bạn quyết định chọn một máy hiện sóng (oscilloscope). Bài chia sẻ này sẽ được cập nhật thêm ở phần 2 ngay sau đó, Hoan nghênh những đóng góp của các bạn ở phần bình luận.

Nguồn: Tổng hợp