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19 Mar, 2024 86 Gesehen Autor: Cherry Shen

Beherrschen fortgeschrittener Messtechniken mit digitalen Oszilloskopen

Einleitung

Digitale Oszilloskope haben die Elektronikindustrie revolutioniert, indem sie es ermöglichten präzise messung und Analyse elektrischer Signale für Design- und Fehlerbehebungszwecke. Obwohl es wichtig ist, das Lesen grundlegender Wellenformen auf einem digitalen Oszilloskop zu erlernen, kann das Verständnis komplexer Messmethoden den Nutzen des Instruments erheblich erweitern.

In diesem Beitrag schauen wir uns an, wie digital Oszilloskope können für eine Vielzahl anspruchsvoller Messanwendungen eingesetzt werden. Wir untersuchen Konzepte wie Frequenzanalyse, schnelle Fourier-Transformation (FFT), Maskentests, Impuls- und Kantenmessungen und Augendiagrammanalyse.

Ingenieure können einen besseren Einblick in elektronische Systeme erhalten und deren Genauigkeit und Leistung verbessern, indem sie diese hochmodernen Messmethoden beherrschen und anwenden.

Frequenzanalyse und Spektrumanalyse

Mithilfe der Frequenzanalysefunktionen eines digitalen Oszilloskops können Ingenieure die spektralen Eigenschaften der auf dem Instrument angezeigten Signale untersuchen. Oszilloskope sind mit der Fähigkeit ausgestattet, die Fast-Fourier-Transformation (FFT) durchzuführen, die die Umwandlung von Zeitbereichswellenformen in Frequenzbereichsdarstellungen ermöglicht.

Damit Ingenieure die Signale analysieren können, können sie zunächst in die Frequenzbänder, Harmonischen, Rauschen und Verzerrungen zerlegt werden, aus denen ihre Komponenten bestehen. Durch die Durchführung einer Frequenzanalyse können wir Frequenzen identifizieren, die für uns von besonderem Interesse sind, die Signalqualität quantifizieren und die Systemleistung über einen breiten Frequenzbereich bewerten.

Maskentest und Pass/Fail-Analyse

Digital Oszilloskope umfassen Funktionen, die Maskentests ermöglichen, was sie zu einem hilfreichen Werkzeug zur Bestätigung macht, dass Signale innerhalb der definierten Parameter liegen. Es wird ein Vergleich zwischen der erfassten Wellenform und der Maske durchgeführt, die eine ordnungsgemäße Signalform gemäß den Spezifikationen der Ingenieure darstellt.

Dadurch ist es Ingenieuren möglich, eine Gut/Schlecht-Analyse durchzuführen, die eine schnelle Identifizierung von Signalunregelmäßigkeiten und die Überprüfung der Konformität mit Normen ermöglicht. Maskentests sind in Situationen nützlich, in denen die Signalqualität in keiner Weise beeinträchtigt werden darf, beispielsweise bei Protokollen für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung oder -Kommunikation.

Impuls- und Kantenmessungen

Digital Oszilloskope zeichnen sich besonders durch die Erfassung und Analyse der Eigenschaften von Signalimpulsen und -flanken aus. Ingenieure sind in der Lage, genaue Messungen der Impulsbreite, der Anstiegs-/Abfalllänge, des Über- und Unterschwingens sowie anderer wichtiger Parameter durchzuführen.

Diese Art der Messung ist für eine Vielzahl von Anwendungen erforderlich, darunter digitale Kommunikation, Zeitanalyse und digitales Hochgeschwindigkeitsdesign, um nur einige dieser Kategorien zu nennen. Durch die korrekte Charakterisierung der Eigenschaften von Impulsen und Flanken sind Ingenieure in der Lage, die Signalqualität zu verbessern, die Ursachen von Verzerrungen zu lokalisieren und Lösungen für Probleme im Zusammenhang mit dem Timing zu finden.

Augendiagrammanalyse

Die Augendiagrammanalyse ist eine sehr hilfreiche Methode zur Bestimmung der Qualität digitaler Kommunikationssignale. Die ausgefeilten Auslöse- und Erfassungsmöglichkeiten von Digital Oszilloskope ermöglichen es, viele Signalübergänge gleichzeitig aufzuzeichnen und diese Aufnahmen dann einem zeitbasierten „Augendiagramm“ zu überlagern.

Die Verwendung eines Augendiagramms kann verwendet werden, um Signalverzerrungen, Jitter, Rauschen und Timing-Probleme besser zu verstehen. Beim Entwurf von Kommunikationsnetzwerken können Ingenieure die Zuverlässigkeit der Datenübertragung verbessern, indem sie eine Analyse des Augendiagramms durchführen, um die ideale Signalqualität und geeignete Zeitspannen zu bestimmen.

Phasen- und Verzögerungsmessungen

Der Einsatz digitaler Oszilloskope ermöglicht es Ingenieuren, Signalsynchronisation, Zeitintervalle und Signalkorrelationen zu untersuchen. Möglich wird dies dadurch, dass digital Oszilloskope sind in der Lage, genaue Phasen- und Verzögerungsmessungen durchzuführen.

Diese Art von Messungen ist für eine Vielzahl verschiedener Arten von Systemen sehr wichtig, darunter Radar-, drahtlose Kommunikations- und Steuerungssysteme. Ingenieure sind in der Lage, Phasenabweichungen zwischen verschiedenen Signalen konsistent zu messen, wodurch die Leistung eines Systems im Hinblick auf Synchronisations- und Timing-Anforderungen beurteilt werden kann. LISUN verfügt über eines der besten digitalen Oszilloskope.

Harmonische Analyse und totale harmonische Verzerrung (THD)

Ingenieure können digital arbeiten Oszilloskope die über eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) verfügen, um harmonische Analysen und THD-Messungen durchzuführen. Anwendungen in der Leistungselektronik, in Audiosystemen und in der Motorsteuerung benötigen alle die Fähigkeit, das Vorhandensein von Oberschwingungen in Signalen sowie die Intensität dieser Oberschwingungen zu erkennen.

Durch die Quantifizierung der durch Oberwellen verursachten Verzerrung bietet die Messung der Gesamtharmonischen Verzerrung (THD) Informationen zur Signalqualität, Effizienz und Einhaltung der Standards für Oberwellenverzerrungen. Dies erfolgt durch Messung des Gesamtbetrags der harmonischen Verzerrung.

Erweiterte Triggerung und Ereigniserkennung
Digitale Oszilloskope

Dank verbesserter Triggermöglichkeiten haben Ingenieure nun die Möglichkeit, bestimmte Ereignisse und Anomalien in den von ihnen überwachten Signalen aufzuzeichnen. Diese Trigger können abhängig von einer Vielzahl von Parametern aktiviert werden, darunter Flanke, Impulsbreite, Runt, Glitches oder bestimmte Muster. Dank der erweiterten Triggerung haben Ingenieure jetzt die Möglichkeit, schwer fassbare oder intermittierende Ereignisse aufzuzeichnen, um sie eingehender zu untersuchen. Ingenieure sind in der Lage, vorübergehende Phänomene zu erforschen, Signalunregelmäßigkeiten zu entdecken und komplizierte Systemprobleme zu lösen, wenn sie einzelne relevante Ereignisse für ihre Untersuchungen richtig erfassen und isolieren.

Mathematische Funktionen und mathematische Analyse

Digital Oszilloskope Integrieren Sie eine Vielzahl mathematischer Funktionen in ihr Design, um eine verbesserte Wellenformanalyse zu ermöglichen. Ingenieure haben Zugriff auf die gesamte Bandbreite mathematischer Operationen, einschließlich Addition, Subtraktion, Multiplikation, Integration und Differentiation, die sie auf erfasste Wellenformen anwenden können.

Diese mathematischen Verfahren können von Ingenieuren genutzt werden, um neue Erkenntnisse zu gewinnen, Berechnungen durchzuführen und mehr Daten aus Signalen zu gewinnen. Mathematische Analysen können für eine Vielzahl von Zwecken nützlich sein, darunter die Identifizierung von Verbindungen zwischen Signalen und Komponenten, die Charakterisierung des Systemverhaltens und die Bewertung der Signaleigenschaften.

Erweiterte Messautomatisierung und Fernsteuerung

Erweiterte Funktionen zur Messautomatisierung und Fernbedienung sind in der Digitaltechnik weit verbreitet Oszilloskope. Dadurch können Techniker Oszilloskope in automatisierte Testaufbauten integrieren, Messprozesse rationalisieren und sich wiederholende Vorgänge automatisieren. Oszilloskope mit Fernsteuerungsfunktionen ermöglichen eine zentrale Verwaltung, Datenerfassung und Analyse über einen Computer oder ein Netzwerk.

Automatisierung und Fernsteuerung von Messungen steigern die Produktivität, verringern die Wahrscheinlichkeit von durch Menschen verursachten Fehlern und erleichtern die Integration von Oszilloskopen in eine umfassendere Testinfrastruktur.

Multidomänenanalyse und domänenübergreifende Messungen

Digital Oszilloskope Machen Sie es möglich, eine Multi-Domain-Analyse durchzuführen, die viele verschiedene Messfunktionen vereint, um ein tieferes Verständnis eines Systems zu erlangen. Ingenieure haben die Möglichkeit, Signale in einer Vielzahl von Bereichen zu korrelieren, beispielsweise Zeitbereichswellenformen, Frequenzbereichsspektren und Modulationsanalysen.

Dank der Multi-Domain-Analyse können Ingenieure viel einfacher verstehen, wie die vielen Komponenten eines Systems zusammenarbeiten, um ein Ganzes zu bilden. Um komplexe Signale und Systeme ordnungsgemäß zu diagnostizieren und zu optimieren und eine optimale Leistung zu erzielen, sind domänenübergreifende Messungen erforderlich.

Zusammenfassung

Wenn Ingenieure in der Lage sind, anspruchsvolle Messtechniken digital zu erfassen Oszilloskope, könnten sie in der Lage sein, tiefere Einblicke zu gewinnen, Signale präziser zu beschreiben und das Verhalten komplizierter Systeme genauer zu diagnostizieren. Digitale Oszilloskope enthalten zahlreiche Funktionen für eine präzise und umfassende Wellenformanalyse.

Zu diesen Funktionen gehören Frequenzanalyse, Maskentest, Augendiagrammanalyse, Impuls- und Kantenmessungen sowie erweiterte Triggerung. Durch den Einsatz dieser Spitzentechnologien haben Ingenieure das Potenzial, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit ihrer elektrischen Designs und Anwendungen zu erhöhen und zusätzlich die Gesamtleistung des Systems zu verbessern.

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