Vidlákovo elektro 53. Otázka osciloskopu.

5. září 2013 v 5:39 | Petr |  Vidlákovo Elektro
Dlouhá léta jsem měl jenom multimetr, a pro vysokofrekvenční měření jsem si udělal indikátor VF signálu - což je de facto usměrňovač z diody a kondenzátoru. I s tímto ubohým vybavením jsem něco té elektoniky postavil. Když jsem se pak vyrovnal s finanční situací po rozvodu - rozhodl jsem se, že svůj tehdejší nemalý plat (ach jo kde jsou ty časy) budu investovat do vybavení své robotické dílny.

První věcičku, kterou jsem si koupil je komunikační přjímač Yaesu VR-500 , alias skener neboli rádio, které od 100kHz do 1,3 GHz je schopno přijímat veškeré analogové modulace. Rádia tohoto typu by vydala na samostatný blog, protože krom technického aspektu mají tyto příjímače i zajímavý aspekt politický - například v kolébce svobody a demokracie - USA se prodávají s jistými pásmy "zablokovanými" ! A oficiální situace u nás je třeba taková, že je legální jej koupit ale nelegální jej vlastnit (!!!) Možná to o každém režimu vypovídá více, než si místní papaláši myslí.

Věc č. 2, kterou jsem koupil byl osciloskop. V dobách kdy jsem ho kupoval byly analogové osciloskopy mrtvá technologie, ale digitální osciloskopy byly "professional measuring equipment" za hříšné prachy - takže jsem koupil osciloskop OWON PDS6062, který je do 60 MHz - nevyniká v žádném směru - spíše naopak, přesto stál astronomických 16,5 tisíc, a přesto je to pořád lepší než nic.

Nyní tedy nastává oblíbené "okénko negativní publicity", ale nebojte se - nebudu plivat na tento konkrétní typ, spíše to berte jakože si trpce stěžuju na vlastní zlozvyky, které jsem díky osciloskopu získal.

1. Měříme možné, ale někdy i nemožné - rádio superhet má anténu, vstupní fitlry, předzesilovač, směšovač, mezifrekvenční fitlry, mezifrekvenční zesilovač, demodulátor a audio - zesilovač. Každý ten prvek tam "kvůli něčeho je". Člověk má ale tendenci být chytrolín a stavět elektroniku po blocích. To vede k patologickému chování typu - postavím anténu a "podívám se osciloskopem" co z ní leze. Víte co uvidíte - NIC ! Lépe řečeno neuvidíte ten signál, kerý chcte vidět a který by vám napověděl jakou strukturu zvolit pro další stupeň. Jinými slovy měřit mikrovoltové signály na hranici šumu na vysoké impedanci - prostě nemá smysl a mustíte zatnout zuby a zmíněné rádio dotáhnout alespoň po mezifrekvenční filtr - teprve tam se dá "něco měřit". Takže obrazně - pokud píchnete osciloskop někam kde z něho poleze jenom šum a na základě toho usoudíte - dále stavět nemá smysl - vaše chyba (moje chyba) ....
2. Pravda je na displeji - Takže si koupíte osciloskop do 60 MHZ (nebo do jakékoliv jiné frekvence) a tím vám vznikne falešný pocit, že budete pozorovat signály až do 60 MHZ a "bude to paráda". Nebude - ale musím napsat něco matematiky - takže tady je vzorec pro pravoúhlý signál
Y = sin (x) + sin (3x)/3 + sin (5x)/5 + sin (7x)/7 + .......
Už víte, kde je pes zakopaný ? Pokud chcete vidět signál, který bude alespoň náznakem pravoúhlý - měla by projít alespoň 3 a 5 "vyšší harmonická". Takže nejvyšší frekvence kdy uvidíte opravdu alespoň náznakem pravoúhlý signál je u 60 MHZ osciloskopu někde v pásmu 10-20 MHz. A v pásmu 20-60 MHz už u 60MHz osciloskopu neuvidíte nic než více nebo méně "zmršené" sinusovky. Říkáte si idiot - koupil mizerný osciloskop a teď si stěžuje. Pokud však koupíte LeCroy do 1 GHz - bude to stejné jenom se vám "pásmo pravoúhlého signálu" posune do 100MHz a pásmo "zmršené sinusovky" bude 200MHz -1GHz.

3. Dotkni se nebe - Osciloskopické sondy mají většinou kapactu kolem 10pF a vstupní odpor 1 Megaohm. Takže pokud "sondujeme" zdroj s vnitřním odporem 50 ohmů je mezní frekvence vzniklé dolné propusti:
F = 1/(2*PI*R*C) = 1/ (2*3,14*10P*50Ohm) = 318 MHz
Logicky, pokud ale sondujete zdroj s vnitřním odporem 1Mohm bude mezní frekvence 1592 Hz - víte o tom že přes takový filtr vám megahertzové signály neprojdou ani do LeCroye za 100 000 euro ?
S tím souvisí druhý problém - pokud je vnitřní odpor zdroje 1 megaohm - sonda osciloskou vytvoří efektní dělič který posune všechna napětí - počítáte s tím ?
S tím souvisí třetí problém - LC oscilátor pro VKV mivá kapacity kolem 20pF co se stane když k němu paralelně připojíte sondu s dalšími 10pF ???

4. Nahoru a zase dolů - Osciloskopické sondy mají určité parametry - vnitřní odpor a kapacitu už jsme probírali, ale osciloskopické sony krom toho většinou mají přepínání 1x 10x a třeba i 100x a 1000x. Takže sonda vlastně funguje jako dělič 1:10, 1:100 atd. Víte o tom, že parametry sondy jsou specifikované nejčastěji pro dělení 10x a že sondy do 100MHz (při dělení 10x) mají při dělení 1x pásmo propustnosti hrubým odhadem 10x menší tedy do 10 Mhz. Tušíte, že to znamená, že pravoúhlý signál uvidíte nejvýše do frekvence 2 MHz - bez ohledu na vlastnosti samotného osciloskopu ?
Řeknete si dobře - zaliju přeínač "vteřiňákem" v poloze 10x. Pak tu máme druhý problém - slaboulinký signál dělíme 10 a osciloskop jej pak musí o to více zesílit - což často znamená "utopení" měření v šumu.

OK- je mi jasné, že právě se slzami v očích trháte dopis : "Ježíšku - dones mi osciloskop". To nemusíte - jenom musíte mít na paměti, že každou elektroniku je třeba dotáhnout do stavu kdy z ní leze signál o frekvenci max 1-10 Mhz a na vnitřním odporu max 1-10KOhm. Ostatní měření je lepší dělat něčím jiným Jestli krystal kmitá třeba čítačem. Já osobně krystaly a oscilátory "poslouchám" svým YAESU VR-500. A jestli vysílač na několika GHZ opravu vysílá je nakonec nejlepší zjišťovat tou VF sondou s diodou a kondem.

Zbývá už jenom rada paní Kubáčové novomanželkám : pokud radikálně odmítáte vařit - manžel se nají v hospodě, nebo si dá konzervu do mikrovlnky, ale co budou dělat (budoucí) děti ???
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 Voloda Voloda | E-mail | 5. září 2013 v 16:31 | Reagovat

Ja jsem radeji investoval do starého repasovaného analogového 200MHz tektronixu s fetovou sondou. Analog alespoň něco ukáže i za 200MHz kdežto digitál díky vzorkování končí daleko před 60MHz(viď bod 2);-)

2 petr-kubac petr-kubac | 5. září 2013 v 18:58 | Reagovat

[1]: 200 MHz je lepší než 60, ale to ostaní je omyl majitelů analogových osciloskopů - ten můj má sice analogovou šířku pásma 60 MHz ale 250 MHz vzorkovací frekvenci - takže tou analogovou šířkou neplýtvá. Modernější osciloskopy mají ještě větši "nepoměr" je běžné analogová šířka 100 MHz a 1 GHz vzorkování - tam už člověk uvidí daleko více než na analogu - nemluvě o možnosti signál zastavit a detailně na záznamu zkoumat každý zákmit.

3 Bystroushaak Bystroushaak | 7. září 2013 v 6:00 | Reagovat

Dobrý blog. Nostalgicky jsem zavzpomínal na ty analogové tesly BM566A, které jsme měli ve škole. Tyhle blogy mě snad donutí zase něco bastlit :)

4 Žirafka Žirafka | 7. září 2013 v 10:34 | Reagovat

Analogové osciloskopy jsou dobré osciloskopy, když je má v ruce někdo, kdo je zná a umí je používat.

Digitální osciloskopy jsou dobré osciloskopy, když je má v ruce někde, kdo je zná a umí je používat...

5 Dalík Dalík | 24. září 2013 v 11:17 | Reagovat

Tož já přindu dom a pohladím svůj BM556. A proto se taky chci stát audioinžinýrem. Vše nad 100 kHz je pro hlavouny a guruy.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama