Zaloguj się
Wszystkie
9 lutego 2026
31
Nie będzie błędem stwierdzenie, że najważniejszym przyrządem pomiarowym w każdym laboratorium elektronicznym, zaraz po zwykłym multimetrze, jest bez wątpienia oscyloskop. Ta klasa narzędzi pozwala na szczegółową obserwację charakterystyk sygnałów i przebiegów, oferując nieskończoną ilość praktycznych zastosowań. Od kilku lat malejąca cena DSO (przy tych samych osiągach) znacząco zwiększyła ich rozpowszechnienie. Dlatego wśród użytkowników znajdzie się wielu, którzy zaznajomili się – przynajmniej w zasadniczym stopniu – z wieloma rodzajami analiz, które można przeprowadzić za pomocą oscyloskopu. W rzeczywistości narzędzia te nie ograniczają się już wyłącznie do pokazywania na ekranie przebiegu napięcia w funkcji czasu, lecz oferują cały szereg funkcji pomocniczych i sposobów przetwarzania danych. Główną z tych funkcji jest FFT (Fast Fourier Transform) – operacja matematyczna, która – rozpoczynając od akwizycji sygnału w dziedzinie czasu – prezentuje jego składowe w dziedzinie częstotliwości. Jest to równoznaczne z przekształceniem oscyloskopu w analizator widma, choć z pewnymi ograniczeniami. Opcja FFT jest często obecna nawet w najbardziej ekonomicznych modelach DSO, jednak w ich przypadku jest to opcja o naprawdę skromnych możliwościach: niskiej rozdzielczości częstotliwości, niewielkim zakresie dynamiki, zwykle bez możliwości zmiany ustawień w celu dostosowania analizy do charakterystyki mierzonego sygnału. Wszystko to uległo zmianie wraz z najnowszą generacją instrumentów, która znacznie zwiększyła wydajność przy jednoczesnym utrzymaniu niskich cen detalicznych.
Ważnym aspektem w kontekście, z którym mamy do czynienia, jest zastosowanie 12-bitowych przetworników analogowo-cyfrowych (ADC) zamiast 8-bitowych, jak to miało miejsce w starszych instrumentach. Dzięki temu rozwiązaniu zakres objęty skalą pionową jest podzielony na 4096 przedziałów. Postęp, jaki nastąpił w porównaniu do DSO obecnych od kilku lat na rynku, jest naprawdę niezwykły, jednak aby mieć pewność, jak bardzo wyścig technologiczny zmienił sytuację, potrzebne są badania eksperymentalne. Odpowiadamy na to zapotrzebowanie, prezentując poniżej wyniki uzyskane z praktycznego wykorzystania oscyloskopu o paśmie 200 MHz – SDS824X-HD marki Siglent, będącego własnością autora i przedstawionego tutaj jako przykład reprezentujący obszerną kategorię instrumentów różnych producentów, które potrafią łączyć cechy wysokiej rozdzielczości (FFT>2 Mpts) z wolnością wyboru rodzaju przetwarzania (parametry okna).
Szeroki zakres dynamiki
W tradycyjnych pomiarach oscyloskopami jednym z parametrów, który najbardziej wzbudza zainteresowanie użytkowników, jest czułość pionowa. To zrozumiałe, że trend sygnału w domenie czasu można w pełni docenić dopiero wtedy, gdy ma się możliwość zaobserwowania go w najdrobniejszych szczegółach. W pomiarach FFT parametrem odpowiadającym czułości pionowej jest dostępny zakres dynamiczny. Definiuje on niejako stosunek maksymalnej do minimalnej amplitudy składowych sygnału, którą można zaobserwować na ekranie bez żadnych artefaktów mogących wprowadzać w błąd. Aby uzyskać bezpośredni dowód osiągniętego poziomu wydajności, do wejścia DSO podłączono źródło czystego sygnału sinusoidalnego, pochodzącego z oscylatora kwarcowego.
W tym teście sygnał próbki ma częstotliwość około 0,995 MHz i amplitudę –4 dBm (400 mVpp @ 50 Ω). Przyrząd zbiera sygnał z czułością pionową 100 mV/działkę, podczas gdy na zaprezentowanym tutaj obrazie, przedstawiającym ekran oscyloskopu w trybie analizy widma, skala pionowa wynosi 20 dB/działkę, w odniesieniu do jednostki dBm (tj. dB w porównaniu do 1 mW). Aby uzyskać najlepsze rezultaty, konieczne jest zastosowanie prawidłowych ustawień. Częstotliwość próbkowania przetwornika analogowo-cyfrowego, rodzaj przetwarzania, rozdzielczość częstotliwości – wszystkie te aspekty należy dobrać bardzo starannie. W ten sposób można uzyskać naprawdę doskonały wynik. W tej demonstracji skala pozioma obejmuje zakres ±5 kHz, przy efektywnej rozdzielczości częstotliwości (RBW) wynoszącej zaledwie 4,15 Hz. Widoczny wykres daje nam możliwość potwierdzenia czystości sygnału do około –105 dBm, czyli poziomu zdominowanego przez szum tła. Dwa znaczniki (markery) podkreślają, że użyteczna dynamika przekracza 90 dB. Oznacza to, że jeśli badany oscylator generuje „fałszywe” sygnały, nawet bardzo słabe, nadal będziemy w stanie je rozpoznać i określić ilościowo. To znaczący krok naprzód w porównaniu do DSO poprzedniej generacji, które ledwo osiągały zakres dynamiki około 65...70 dB.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
