Zaloguj się
Wszystkie
20 sierpnia 2026
15
Niniejsza, dwunasta część serii różni się od poprzednich, ponieważ jest poświęcona prezentacji przyrządu pomiarowego, który w miarę rozwoju zainteresowań elektroniką jego posiadacza stanie się bez wątpienia niezastąpiony. Przedstawiamy kilka cennych wskazówek dla osób, które zamierzają kupić swój pierwszy oscyloskop lub planują w najbliższej przyszłości modernizację posiadanego sprzętu.
Mój pierwszy oscyloskop wspominam bardzo miło. Przyrząd ten, zbudowany ponad 60 lat temu na kuchennym stole, był dosyć niebezpieczny dla otoczenia. Zawierał 3,5-calową lampę oscyloskopową VCR138 pochodzącą z nadwyżek wojskowych, lampy elektronowe z cokołami oktalowymi i zasilacz wysokiego napięcia 1,2 kV. Pomimo trudności związanych z montażem przyrząd ten okazał się prawdziwym objawieniem.
Pozwolił mi zrozumieć, co się dzieje wewnątrz układów, z którymi eksperymentowałem. Nic dziwnego, że szybko przekonałem się, iż oscyloskop stanie się stałym elementem mojego stanowiska pomiarowego. Upojony sukcesem zabrałem się za projektowanie ulepszonej wersji z 5-calową lampą VCR97 i jeszcze bardziej niebezpiecznym zasilaczem 2 kV!
Od tego czasu przetestowałem ponad dwadzieścia oscyloskopów różnych typów i klas – zarówno takich kosztujących zaledwie nieco ponad sto złotych, jak i kilku o cenie znacznie przekraczającej 25 tysięcy złotych.
Mój obecny zestaw obejmuje szybki oscyloskop cyfrowy z pamięcią (DSO), uniwersalny oscyloskop USB (podłączany do komputera stacjonarnego, laptopa, tabletu czy telefonu) oraz trzy starsze modele z lampami oscyloskopowymi, zdobiące półki w moim warsztacie.
Do czego służy oscyloskop?
Zanim opiszemy szeroką gamę przyrządów, które można rozważać jako kandydatów na „pierwszy oscyloskop”, warto zastanowić się, co ten przyrząd potrafi i do czego może się przydać. Najważniejsze jest to, że oscyloskop może dostarczyć mnóstwo informacji o tym, co dzieje się wewnątrz obwodu. Pozwala niejako „zajrzeć do obwodu”, wyświetlając przebiegi występujących tam sygnałów i napięć. Oscyloskopy mogą być używane w wielu różnych sytuacjach, między innymi do:
- Wyświetlania przebiegów sygnałów. Kształt przebiegu może wskazywać na nieliniowość i występowanie zniekształceń, a także na obecność szumów, niepożądanych harmonicznych i innych pasożytniczych składowych sygnału.
- Pomiaru amplitudy sygnału (wartości szczytowej lub międzyszczytowej).
- Pomiaru częstotliwości/okresu sygnału.
- Pomiaru opóźnienia czasowego oraz czasów narastania i opadania impulsów prostokątnych.
- Pomiaru przesunięcia fazowego i różnicy faz między sygnałami.
- Pomiaru poziomów i przesunięć składowej stałej nałożonej na sygnały zmienne (oscyloskopem można też wykonywać pomiary napięcia stałego, ale do tego znacznie lepiej sprawdzi się zwykły woltomierz).
- Badania stanów przejściowych i innych niepowtarzających się zjawisk krótkotrwałych.
- Obserwacji dryftu i innych zmian długotrwałych, mogących wpływać na parametry sygnału (amplitudę, częstotliwość i fazę).
Wybór modelu
Dla większości entuzjastów elektroniki zakup oscyloskopu stanowi poważną i długoterminową inwestycję. Dlatego warto dokładnie przemyśleć swój wybór, biorąc pod uwagę kilka czynników, z których najważniejszym jest uwzględnienie obecnych i przyszłych wymagań dotyczących testów i pomiarów. Niestety, ze względu na dużą różnorodność oferowanych funkcji, parametrów, rodzajów wyświetlaczy i układów elementów sterujących wybór odpowiedniego modelu bywa trudny.
Można wyróżnić następujące główne kategorie oscyloskopów:
- Samodzielne oscyloskopy cyfrowe z pamięcią (DSO), w wersji stacjonarnej i przenośnej.
- Oscyloskopy DSO podłączane przez USB do komputera stacjonarnego, laptopa lub tabletu.
- Oprogramowanie oscyloskopowe wykorzystujące kartę dźwiękową komputera stacjonarnego, laptopa lub tabletu.
- Stare oscyloskopy analogowe oparte na lampach oscyloskopowych (CRT).
W ramach każdej z tych głównych kategorii istnieje szereg podkategorii. Na przykład: oscyloskopy wielokanałowe, oscyloskopy o wysokiej rozdzielczości, oscyloskopy z wbudowanymi generatorami sygnałów/przebiegów oraz oscyloskopy dedykowane do zastosowań w motoryzacji i innych specjalistycznych zastosowań.
Oscyloskopy cyfrowe DSO stanowią efekt współdziałania sprzętu i oprogramowania. Realizują wszystkie funkcje tradycyjnego oscyloskopu oraz szereg funkcji dodatkowych, takich jak analiza widma, rejestrowanie danych oraz cyfrowe pomiary napięcia, czasu i częstotliwości. Oscyloskop cyfrowy może uzupełniać – oraz w wielu przypadkach zastępować – inne przyrządy pomiarowe. Jednak pomimo tych zalet przed podjęciem decyzji o zakupie oscyloskopu cyfrowego warto rozważyć kilka rozwiązań alternatywnych.
Bardzo opłacalnym rozwiązaniem może być stary oscyloskop z lampą obrazową (CRT). Takie przyrządy, dostępne w dużych ilościach na rynku wtórnym, mogą zapewnić doskonałe parametry za niską cenę. Jednak raczej nie będą wyposażone w takie funkcje jak zapamiętywanie przebiegów, wyświetlanie danych pomiarowych na ekranie czy automatyczna regulacja nastaw. Inną kwestią, o której warto wspomnieć, są stosunkowo duże wymiary i masa oscyloskopów CRT w porównaniu z nowoczesnymi oscyloskopami DSO. Jeśli te ograniczenia nie stanowią problemu, oscyloskop analogowy z rynku wtórnego może się okazać dobrym i niedrogim wyborem.
Inną alternatywą może być oscyloskop cyfrowy USB. Taki niedrogi przyrząd stanowi zgrabną alternatywę dla nieporęcznych i stosunkowo drogich przyrządów stacjonarnych. Obecnie oscyloskop o paśmie 200 MHz i szybkości próbkowania 1 GS/s można wraz z sondami i akcesoriami zmieścić w torbie na laptopa. Dzięki aktualizacjom oprogramowania udostępnianym przez producenta i wsparciu społeczności użytkowników można dodawać do oscyloskopu nowe funkcje.
Natomiast jeśli jesteś zainteresowany wyłącznie wyświetlaniem przebiegów o częstotliwościach akustycznych w ograniczonym zakresie częstotliwości (na przykład 100 Hz...10 kHz), to realną alternatywą dla wymienionych powyżej rozwiązań będzie oscyloskop oparty na karcie dźwiękowej komputera osobistego. Wysokiej jakości karta dźwiękowa z szybkim próbkowaniem i niskim poziomem szumów zapewni znakomite wyniki. Taki oscyloskop będzie jednak wymagał jakiegoś sposobu kalibracji (patrz podrozdział Pierwsze kroki). Nie należy również zapominać, że oscyloskopy oparte na karcie dźwiękowej mogą świetnie działać w przypadku przebiegów powtarzających się, ale podczas wyświetlania nieregularnych przebiegów i impulsów kłopoty może sprawiać wyzwalanie. Pomiary czasów narastania i opadania sygnału będą prawie na pewno bardzo niedokładne. Kolejna uwaga: impedancja wejściowa karty dźwiękowej wynosi zazwyczaj około 50 kΩ. Jest to wartość znacznie niższa niż standardowa impedancja 1 MΩ konwencjonalnego oscyloskopu.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
