Đo lường điện
IMST cung cấp máy hiện sóng các hãng phổ biến trên thị trường như GW Instek, PICO, R&S, Twintex, Keysight...
Máy hiện sóng là gì?
Máy hiện sóng là gì? Máy hiện sóng là một loại công cụ đo miền thời gian. là một thiết bị có mối quan hệ giữa thời gian tín hiệu và biên độ điện áp. Miễn là đại lượng vật lý (ánh sáng, dòng điện, áp suất, v.v.) có thể được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp thông qua đầu dò hoặc bộ chuyển đổi, thì có thể quan sát được bằng máy hiện sóng.
Tín hiệu điện tử là ánh sáng vô hình. Ánh sáng vô hình cần được chuyển đổi thành ánh sáng khả kiến thông qua máy hiện sóng trước khi các kỹ sư có thể quan sát tín hiệu. Máy hiện sóng là đôi mắt để các kỹ sư điện tử quan sát tín hiệu.
Những điều cần biết khi sử dụng máy hiện sóng
- Nguyên lý và công nghệ lấy mẫu: Sóng sine cần nhiều hơn hai điểm để khôi phục (giá trị lý thuyết). Các nguyên lý tham chiếu để ứng dụng thực tế là: sóng sin (tốc độ lấy mẫu lớn hơn 5 lần so với tần số tín hiệu), sóng vuông (tốc độ lấy mẫu lớn hơn 10 lần so với tần số tín hiệu). Công nghệ lấy mẫu bao gồm lấy mẫu thời gian tương đương và lấy mẫu thời gian thực.
- Mối quan hệ giữa tốc độ lấy mẫu và bộ nhớ: Bộ nhớ = Tốc độ lấy mẫu * Thời gian
- Mối quan hệ giữa tốc độ cập nhật dạng sóng và bộ nhớ: Tốc độ cập nhật dạng sóng tỷ lệ nghịch với bộ nhớ. Thông số tốc độ cập nhật dạng sóng cao nhất được xác định theo bộ nhớ ngắn.
Các câu hỏi thường gặp về máy hiện sóng:
1. Các loại đầu dò máy hiện sóng:
Các loại đầu dò máy hiện sóng phổ biến có thể được chia thành các loại sau theo đặc điểm của chúng:
Đầu dò điện áp:- Đầu dò điện áp thụ động (10:1 hoặc 10:1/1:1 có thể chuyển đổi, đầu dò cấu hình tiêu chuẩn thường có hai độ phóng đại này). Các đầu dò điện áp cao thụ động khác có thể cung cấp độ phóng đại suy giảm lớn hơn
- Đầu dò Zo 450 ohm cho độ suy giảm 10:1 của các thiết bị hệ thống 50 ohm
- Đầu dò vi sai điện áp cao chủ động
- Đầu dò đơn/vi sai tần số cao chủ động
- Đầu dò dòng điện thụ động (chỉ có thể đo dòng điện AC)
- Đầu dò dòng điện chủ động (đo năng lượng của dòng điện DC và AC)
- Đầu dò logic (dành cho máy phân tích logic hoặc máy hiện sóng tín hiệu hỗn hợp)
- Đầu dò chuyển đổi quang/điện
- Các bộ chuyển đổi khác (bất kỳ tín hiệu nào có thể chuyển đổi một đại lượng vật lý thành điện áp đều có thể được đo bằng máy hiện sóng)
2. Sự khác biệt giữa đầu dò thụ động và đầu dò chủ động
So sánh giữa đầu dò chủ động và đầu dò thụ động như sau:| Thể loại/mục so sánh | Đầu dò chủ động | Đầu dò thụ động |
| Dải đo động |
|
|
| Băng thông | Băng thông hiện tại trong ngành có thể đạt tới 30GHz | Ngoại trừ đầu dò Zo 45 ohm, hầu hết chỉ đạt 500MHz |
| Hiệu ứng tải điện dung | Giá trị điện dung thấp, hiệu ứng tải nhỏ trên thời gian tăng khi quan sát tín hiệu tốc độ cao | Giá trị điện dung cao, khi quan sát tín hiệu tốc độ cao, hiệu ứng tải lên thời gian tăng là lớn |
| Hiệu ứng tải điện trở | Do trở kháng đầu vào thấp nên dễ có hiệu ứng tải điện trở cao trên mạch Z cao | Trở kháng đầu vào khi ghép nối với máy hiện sóng là 10M ohm và hiệu ứng tải điện trở thấp ở tần số thấp |
| Hiệu ứng tải cảm ứng |
|
|
| Giá | Đắt | Không tốn kém |
3. Băng thông của máy hiện sóng là gì?
- Băng thông quyết định khả năng cơ bản của máy hiện sóng để đo tín hiệu. Khi tần số tín hiệu tăng, khả năng hiển thị chính xác tín hiệu của máy hiện sóng giảm. Thông qua thông số kỹ thuật này, người dùng có thể xác nhận phạm vi tần số mà máy hiện sóng có thể đo chính xác.
- Định nghĩa về băng thông máy hiện sóng là tần số mà tín hiệu đầu vào hình sin bị suy giảm xuống 70,7% biên độ thực của tín hiệu, được gọi là điểm -3 dB (điểm nửa công suất), dựa trên thang logarit.
4. Cách chọn máy hiện sóng phù hợp?
Máy hiện sóng là một trong những thiết bị kiểm tra điện tử quan trọng và phổ biến nhất từ khi phát triển cho đến khi ra mắt thị trường. Nhờ những tiến bộ về công nghệ, khả năng của máy hiện sóng liên tục được cải thiện và hiệu suất cũng như giá cả của chúng rất khác nhau, từ vài nghìn đô la đến vài triệu đô la. Việc lựa chọn máy hiện sóng phù hợp trở thành một kiến thức.
- Chọn từ khía cạnh ứng dụng: xác minh tín hiệu trong phòng thí nghiệm (băng thông máy hiện sóng gấp 5 đến 10 lần tín hiệu cần kiểm tra). Một ví dụ ứng dụng điển hình: xác minh vật lý USB. Xác minh thiết kế cho R&D (băng thông máy hiện sóng gấp 5 đến 10 lần tín hiệu cần kiểm tra). Mặc dù những gì bạn thấy ở 1 đến 3 lần có thể là dạng sóng bị méo, nhưng đây là lựa chọn kinh tế cho các ứng dụng bảo trì, nơi bạn có thể đưa ra phán đoán về việc có tín hiệu hay không.
- Tốc độ lấy mẫu tối đa phải lớn hơn gấp đôi băng thông của máy hiện sóng. Dựa trên quy tắc băng thông 5 lần của máy hiện sóng, lấy máy hiện sóng 100MHz làm ví dụ, lỗi biên độ của sóng sin 20MHz nhỏ hơn 3%. Đối với sóng vuông 20MHz, người dùng hầu như không thể nhìn thấy sóng hài bậc ba suy yếu (60MHz). Đối với tần số sóng vuông cao hơn 20MHz, người dùng chỉ có thể quan sát sóng sin suy yếu trên máy hiện sóng 100MHz. Để quan sát tín hiệu 20MHz, tốc độ lấy mẫu (100MHz*2=200MS/s) 200M là quá đủ.
- Bộ nhớ lớn hơn 10 lần so với tín hiệu thoáng qua nhanh nhất cần thiết nhân với thời gian thoáng qua dài nhất.
- Cần lưu ý xem bộ nhớ FFT có vượt quá 1M không.
- Tốc độ cập nhật dạng sóng vượt quá 10.000 lần mỗi giây thường đủ để tránh bỏ sót quá nhiều chi tiết tín hiệu.
5. Sự khác biệt giữa dòng sản phẩm MDO-2000A và MDO-2000E của hãng GW instek
| MDO-2000A | MDO-2000E | |
| Băng thông | 300M/200M/100MHz | 200M/100M/70MHz |
| Tỷ lệ lấy mẫu | 2GSa/giây xen kẽ | 1GSa/giây xen kẽ |
| Độ sâu bộ nhớ | 20M/CH | 10M/CH |
| Kênh | 2 | 2 hoặc 4 |
| Máy phát hàm 25MHz | Chỉ có trên model MDO-2000AG | Đúng |
6. Sự khác biệt giữa dòng sản phẩm GDS-1000B và GDS-2000E của hãng GW instek
GDS-2000E cung cấp chức năng giải mã bus; bộ nhớ phân đoạn; chức năng tìm kiếm dạng sóng không có trên GDS-1000B. Đối với việc so sánh tốc độ lấy mẫu, cả hai series đều tối đa là 1GSa/giây.
Đối với series GDS-2000E, tốc độ lấy mẫu tối đa sẽ giữ nguyên 500MSa/giây cho kích hoạt 4CH và kích hoạt 2CH sẽ giữ nguyên 1GSa/giây.
Tuy nhiên, đối với series GDS-1000B, tốc độ lấy mẫu tối đa sẽ giảm xuống còn 250MSa/giây cho kích hoạt 4CH và kích hoạt 2CH sẽ giảm xuống còn 500MSa/giây.
7. Sử dụng Máy hiện sóng analog hay máy hiện sóng số tốt hơn?
Không có câu trả lời chắc chắn cho câu hỏi máy hiện sóng analog hay kỹ thuật số tốt hơn vì mỗi loại đều có ưu điểm và nhược điểm riêng và sự lựa chọn phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của người dùng.Máy hiện sóng tương tự thường có thể cung cấp băng thông cao hơn và tốc độ thu tín hiệu nhanh hơn, khiến chúng phù hợp hơn với một số ứng dụng nhất định như phép đo tần số cao hoặc thu tín hiệu thoáng qua nhanh. Ngoài ra, một số người dùng có thể thích chế độ xem "trực tiếp" của dạng sóng mà máy hiện sóng tương tự cung cấp, giúp phát hiện ra các bất thường hoặc bất thường trong tín hiệu dễ dàng hơn.
Mặt khác, máy hiện sóng số cung cấp một số lợi thế như độ chính xác cao hơn, tính linh hoạt cao hơn và khả năng phân tích và xử lý tiên tiến hơn. Chúng cũng có thể lưu trữ và gọi lại dạng sóng, có thể hữu ích cho việc phân tích các tín hiệu phức tạp hoặc thực hiện các phép đo chi tiết. Ngoài ra, máy hiện sóng kỹ thuật số thường nhỏ gọn và di động hơn so với các máy tương tự và có thể dễ sử dụng hơn nhờ giao diện người dùng trực quan và các điều khiển dựa trên phần mềm.
Cuối cùng, sự lựa chọn giữa máy hiện sóng analog hay kỹ thuật số sẽ phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của người dùng, cũng như ngân sách và trình độ chuyên môn của họ với thiết bị kiểm tra và đo lường.
8. Công nghệ VPO là gì?
VPO là viết tắt của Visual Persistence Oscilloscope.Công nghệ VPO được sử dụng để điều chỉnh không chỉ cường độ của trục dọc và trục ngang mà còn cả cường độ của dạng sóng hiển thị sao cho màn hình giống như máy hiện sóng tương tự. Ngoài ra, cường độ dạng sóng cũng có thể được hiển thị dưới dạng gradient nhiệt độ hoặc theo mức gradient (thang độ xám). Khi tạo ra tín hiệu mạnh, tín hiệu sẽ sáng hơn và tồn tại lâu hơn trên màn hình. Điều này cho phép người dùng nắm bắt mọi thay đổi trong dạng sóng, chẳng hạn như phát hiện dạng sóng không thường xuyên. Công nghệ này có thể được áp dụng để phát triển, gỡ lỗi và quan sát tín hiệu video.
9. Vì sao độ chính xác nhiều khi không khớp với thông số kỹ thuật?
Đảm bảo thiết bị được bật trong ít nhất 30 phút, trong khoảng +20℃ ～ +30℃. Điều này là cần thiết để ổn định thiết bị cho phù hợp với thông số kỹ thuật.10. Vì sao dạng sóng không xuất hiện trên màn hình
Mức kích hoạt có thể nằm ngoài phạm vi dạng sóng. Nhấn phím AUTOSET để GDS-122 tự động điều chỉnh mức kích hoạt. Nếu chế độ kích hoạt là Single, hãy nhấn phím RUN/STOP để kích hoạt dạng sóng hoặc chuyển chế độ kích hoạt sang Normal. Xem trang 30 để biết chi tiết về kích hoạt (Trigger).11, Chức năng AUTOSET không bắt được tín hiệu tốt?
Chức năng AUTOSET không thể bắt được tín hiệu dưới 30mV hoặc 30Hz. Vui lòng sử dụng thao tác thủ công. Vui lòng tham khảo trang 40 hướng dẫn sử dụng của chúng tôi để biết chi tiết về AUTOSET.