С каждым годом растет уровень сложности электронных приборов и их компонентов. Каждый прибор должен пройти проверку на работоспособность, которую можно выполнить проверкой исправности функций, и, в случае неудачи, требуется найти проблему, которая может быть выражена в некачественных компонентах, некачественной пайке этих компонентов, неправильной настройке.
Для этих задач в нынешнее время существует огромное количество инструментов: омметры, вольтметры, амперметры, которые используются для индикации сопротивления, амплитуды напряжения и тока в цепи соответственно, мультиметры, которые в себе содержат все предыдущие инструменты, а также осциллографы.
Основная часть этих приборов способна лишь показывать числовое значение того, что он измеряет. Масса параметров цепи, такие как форма, частота, максимальные и минимальные пики напряжения остаются неизмеренными.
Для измерения этих параметров предназначен инструмент осциллограф. Это прибор, который способен измерять не только амплитудные, но и временные параметры электрического сигнала цепи, которые впоследствии наглядно визуализируются.
В настоящее время существуют три основных типа данного прибора:
1. ЦЗО — цифровые запоминающие осциллографы, которые имеют в устройстве цифровую часть в виде микропроцессора.
2. ЭЛО — осциллограф, который работает на аналоговой технике и в своем устройстве имеет ЭЛТ (электронно-лучевую трубку), которая является основным компонентом визуализации.
3. Стробоскопические осциллографы — те же цифровые, только имеющие усилитель вертикальной развертки, стоит после системы дискретизации входного сигнала.
ЦЗО нашли наибольшее применение в промышленности, поэтому работу этого устройства рассмотрим далее в статье.
Работа ЦЗО достаточно проста: напряжение подается на вход преобразователя, масштабируется до установленных границ и передается на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), который цифровые значения передает в микропроцессор, обрабатывающий и визуализирующий заданные параметры (рис. 1). Учитывая, что в настоящее время у большинства микропроцессоров существует внутренний АЦП, устройство ЦЗО можно разделить на две части: преобразователь входного сигнала (усилитель) и микропроцессор. Вообще, без первой части осциллограф может существовать, но у него будет очень ограниченный диапазон входных напряжений (и, самое главное, только постоянных), ввиду того что большинство нынешних встроенных АЦП имеют ограничение в 5 В постоянного напряжения.