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OSCILLOSCOPIO:
IN PRATICA
COME SI USA IN PRATICA
Elenco regolazioni
Qui vediamo tutti i dettagli basilari per poter usare
l'oscilloscopio, a cosa servono tutti i vari tasti,
selettori e potenziometri.
Dopo aver appreso i principi di base, questa parte potrebbe
apparire, a prima vista, lunga e noiosa ma a dire il vero
non è altro che la lista di tutte le voci
presenti nell'oscilloscopio.
Quindi le cose già chiare si possono saltare senza
problemi, al momento di un qualche dubbio su una della tante regolazioni
questo elenco diventa un rapido punto di riferimento
per rinfrescarsi la memoria.
Comandi principali
- ON/OFF: Per accendere e spegnere non servono spiegazioni.
In alcuni modelli questo interruttore si trova incorporato nel
potenziometro di regolazione dell'intensità luminosa.
- INTENSITÀ: Detta anche luminosità, niente
da aggiungere tranne che bisogna aumentarla quando la scansione
va molto veloce. Bisogna invece abbassarla quando la scansione
va molto lenta (ad esempio a 100ms/Div), tanto lenta
da vedere, invece che una traccia continua, il puntino luminoso
in movimento.
Infatti in questo caso se troppo luminoso si potrebbe stressare
eccessivamente lo schermo in una sola zona con il rischio di esaurirlo
prematuramente.
- FUOCO: Serve per mettere a fuoco il pennello elettronico, va
regolato per fare in modo che la traccia sia ben definita.
A volte viene influenzato dalla luminosità.
- TRACE ROTATION: Serve ad allineare in
orizzontale la traccia alla griglia dello schermo,
infatti essa viene influenzata in modo visibile
dal campo magnetico terrestre.
- XY: Per l'uso normale questo tasto deve restare disattivo.
Esso serve a scollegare la base tempi dalle placche di deflessione
orizzontale per pilotarle con un secondo segnale esterno (solitamente
dal secondo canale negli oscilloscopi a due tracce).
Tale configurazione consente di vedere delle figure sullo schermo
(dette di Lissajous)
che dipendono dalla forma dei due segnali e dal rapporto tra le
loro frequenze. Se ad esempio uso due segnali sinusoidali identici
si visualizza una linea a 45 gradi, se i segnali sono sfasati di 90 gradi si visualizza un cerchio.
- TEST SIGNAL: Non presente su tutti, questo terminale emette un
segnale ad onda quadra che va usato per la calibrazione capacitiva delle
sonde
(vedere di seguito).
Le sonde
La sonda merita certamente un approfondimento. Costituita da un cavetto
coassiale attestato da un lato con un connettore BNC per collegarsi
all'entrata dell'oscilloscopio. Dall'altro capo ci sono due terminali,
uno per la massa (coccodrillo collegato alla calza o schermo
del cavo coassiale) ed uno per l'anima (una punta con una clip).
Si possono di solito incontrare due tipi di sonde, quella
uno ad uno e quella dieci a uno attenuatrice.
Questo dato lo si deve sapere in quanto influenza il valore delle
divisioni sull'asse verticale.
Solitamente lo troviamo stampigliato sulla sonda e comunque quelle
che attenuano hanno anche una vitina per la calibrazione.
Infine, collegando la sonda al TEST SIGNAL che ha ampiezza e frequenza
note diventa immediato capire che sonda si sta utilizzando.
Si possono anche avere delle sonde amplificate ma si tratta di oggetti
rari e costosi che non cambiano la sostanza dei concetti.
Esistono inoltre le cosiddette sonde di corrente per leggere
la corrente alternata che scorre in un conduttore.
In pratica sono dei semitrasformatori spaccati fatti per
essere aperti ed accoppiati ad un filo senza scollegarlo.
Impedenze
L'ingresso dell'oscilloscopio ha solitamente un impedenza di 1 Mohm,
le sonde che attenuano elevano l'impedenza a 10 Mohm ed in questo modo
si realizza l'attenuazione di dieci volte. Questo dato torna utile
quando ci si deve collegare a punti talmente sensibili da poter essere alterati
dal collegamento stesso. In tali casi si predilige quindi (potendo scegliere)
la sonda con impedenza maggiore.
Calibrazione delle sonde
Con questo si intende solo la calibrazione capacitiva delle
sonde attenuatrici in quanto la componente resistiva è fissa.
Per eseguire la calibrazione si deve usare il TEST SIGNAL e quindi
ruotare la vite di regolazione (trimmer capacitivo) per vedere
un'onda quadra con gli angoli perfetti, ne smussati ne a punta.
Per questa operazione si consiglia di usare un cacciavitino
in plastica, usandone uno in metallo si nota a volte che
l'avvicinamento ed il contatto influenzano la regolazione
stessa.
Canale di entrata tensione
Questa sezione riguarda la deflessione sull'asse verticale
dello schermo. Nel caso di oscilloscopi a due canali ve ne
sono due copie identiche, una per ogni canale, ed in
aggiunta i selettori di canale che vedremo
dopo qui avanti.
Comunque oltre al selettore dei Volt/Divisione sempre
presente troviamo:
-
Connettore coassiale (BNC) di entrata del segnale da
visualizzare al quale si collega la sonda di misura.
- Selettore di accoppiamento tra DC, GND, AC che permette
di interporre un condensatore in serie all'entrata (AC),
di escluderlo (DC), oppure di staccare l'ingresso dal
BNC e chiuderlo a massa (GND) senza staccare fisicamente la sonda.
- Potenziometro di posizione (Y-POS) che serve a stabilire
la posizione verticale del pennello elettronico con
l'ingresso a GND, definisce insomma lo zero sullo
schermo. Normalmente viene messo al centro per vedere
segnali bipolari oppure accoppiati in AC. Posso
anche spostarlo in basso se voglio vedere segnali solo
positivi oppure, se ho due canali ne centro uno sopra
e l'altro sotto a piacere.
- Sul selettore di V/Div esiste solitamente un potenziometro
per modificare il valore di ogni quadretto in modo continuo
invece che a scatti predefiniti. Questo serve per poter
misurare i tempi di salita e discesa dei segnali. Per ora
ci interessa conoscerlo solo per verificare che sia in
posizione di riposo, altrimenti il valore impostato per
i V/Div non corrisponde sullo schermo,
si dice che il canale non è CALibrato.
Da notare che questo è un potenziometro resistivo
e non ha nulla che fare con la calibrazione capacitiva
delle sonde attenuatrici.
- Invert. Selettore di inversione, quando attivo serve appunto
per invertire il segnale sull'asse verticale. Bisogna sapere che esiste,
a volte risulta comodo specialmente nell'oscilloscopio a due canali.
Base tempi
Questa sezione riguarda la deflessione sull'asse orizzontale, ed oltre
al selettore del tempo per divisione troviamo:
- Potenziometro di posizione (X-POS) che stabilisce la
posizione orizzontale di inizio della scansione.
- Moltiplicatore X10 (per 10), allarga di dieci volte la traccia
sull'asse orizzontale. Quando attivato torna utile per vedere meglio
ad esempio la zona finale della scansione che andrebbe fuori schermo
agendo sul selettore della base tempi. In pratica abbiamo allargato
un quadretto orizzontale a tutto lo schermo e con il potenziometro
X-POS possiamo scorrere lungo tutti i dieci quadretti.
- HOLD-OFF, questo potenziometro serve ad aumentare il tempo (H)
che impiega il pennello elettronico a tornare dall'estrema destra
a sinistra. In pratica consente di cambiare il periodo di ripetizione
delle scansioni senza variare la durata del Tempo per Divisione.
Viene usato in casi particolari quando non si riesce ad agganciare
bene il trigger.
Durante il tempo H il trigger è disattivo (non genera eventi di
inizio scansione).
Questo tempo può essere allungato moltissimo, ben oltre la
durata di una scansione e dunque nella nostra figura la distanza tra
le scansioni cresce tanto fino ad uscire da questa pagina.
Con questa regolazione si può operare in due modi; A) tentare di
avvicinare la frequenza di scansione ad un multiplo di quella del
segnale entrante per vederlo fermo o quasi; B) estendere il tempo di
trigger disattivo in modo da mascherare (nascondere) tratti
temporali del segnale
entrante dove si creano gli eventi di trigger indesiderati.
- Sul selettore del Tempo/Div (come su quello dei V/Div) esiste
un potenziometro per modificare il valore di ogni
quadretto in modo continuo invece che a scatti predefiniti.
Per ora ci interessa conoscerlo solo per verificare
che sia in posizione di riposo, altrimenti il valore impostato per
la base tempi non ha il valore atteso sullo schermo,
ossia non è CALibrato.
Trigger
Questa sezione fondamentale permette di scegliere la sorgente del trigger
ed anche quali filtri applicare al segnale prima di arrivare al comparatore
che genera l'evento di trigger.
Le impostazioni principali esaurientemente descritte nei
principi di funzionamento sono:
- Livello, potenziometro che regola il valore della tensione
di intervento del trigger usata come confronto dal comparatore.
- Fronte, anche detto inclinazione (slope su alcuni), sceglie tra positivo
(salita) o negativo (discesa) del segnale entrante.
- Modo, sceglie uno tra i possibili (AUTO, NORMAL,
SINGLE) modi del trigger.
La sorgente del segnale viene scelta tra:
- CH 1 canale d'entrata principale.
- CH 2 canale secondario laddove esiste.
- EXT ingresso BNC specifico per un segnale esterno
che non viene visualizzato ma usato solo per agganciare il trigger.
- MAINS aggancia il trigger direttamente alla frequenza della
rete di alimentazione, il solito disturbo a 50 o 60 Hz sempre presente.
Da notare che nei modelli alimentati a batteria tale sorgente
ovviamente manca.
Poi i filtri solitamente disponibili sono:
- DC nessun filtro, accoppiamento diretto in corrente continua.
- AC accoppiamento in alternata, rimuove la componente continua.
- HF inserisce un filtro di alta frequenza.
- LF inserisce un filtro di bassa frequenza.
Ci sono anche, ma non su tutti gli oscilloscopi,
dei filtri specifici per aiutare a triggerare
i segnali televisivi di riga (H+ ed H- che sta per orizzontale) e
di quadro (V+ e V- che sta per verticale).
OSCILLOSCOPIO DUALE
A DUE CANALI O A DOPPIA TRACCIA
Quando vi sono due canali tutta la sezione verticale raddoppia,
avremo due distinti BNC di ingresso, due selettori di V/Div
eccetera.
Entrambi i canali devono convergere sull'unico sistema di deflessione
verticale in una delle seguenti maniere:
- ADD sta per addizione e dunque si visualizza una sola
traccia dopo aver sommato i due segnali entranti.
Usando l'inversione di uno dei due si ottiene graficamente
la sottrazione tra loro.
- ALT sta per alternato e significa che ad ogni scansione
si scambia il canale che pilota l'asse verticale. Questo si
vede facilmente con tempi di scansione lenti. Con scansioni
via via più veloci si vedono solo due tracce separate
e contemporanee grazie alla persistenza dell'occhio umano.
- CHOP sta per chopper (spaccatore) e significa che
la deflessione verticale viene alternativamente pilotata
dai due canali molto rapidamente in ogni
scansione. Viene quindi disegnato un piccolo tratto per
ogni canale e come risultato si vedono due tracce
contemporanee separate. Infatti i trattini sono così
fitti da sembrare una linea ininterrotta.
In conclusione, quando uso due canali per osservare segnali
lenti mi conviene usare il metodo CHOPper, se invece guardo
segnali molto veloci mi conviene il metodo ALTernato.
Se infatti faccio il contrario succede che evidenzio
i difetti dei due metodi ossia: con il CHOPper vedo i trattini
mentre con l'ALTernato vedo prima uno e poi l'altro canale.
Ora che siamo capaci di usare l'oscilloscopio e di descriverne
il funzionamento approfondiamo ancora qualcosa.
Prosegui alla pagina degli
esempi di approfondimento del tutorial.
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