Oscilloscope (اسیلوسکوپ) چیست؟

[AMD>INTEL]

اصول کار اسیلوسکوپ

اسیلوسکوپ وسیله ای است که منحنی ولتاژ بر حسب زمان را رسم می کند. نمونه های قدیمی مشهور به اسکوپهای آنالوگ دارای یک لامپ کاتدی می باشند که شعاع الکترونی را در محور افقی با تناوب ثابتی جاروب می کند و محور عمودی با تغییر ولتاژ پروب ورودی جابجا می شود . اثر شعاع الکترونی روی صفحه فسفری جلوی لامپ به مدت کوتاهی بصورت یک نقطه باقی می ماند و با تکرار این فرایند و ثابت بودن شکل موج ، تصویری از موج بر حسب زمان ایجاد می شود.

اشکال بزرگ اسکوپهای آنالوگ اینست که تشکیل تصویر به شرط ثابت بودن شکل موج روی صفحه کاتدی است و این در صورتی اتفاق می افتد که موج ورودی تناوبی باشد و شکل موج پیچیده ای نداشته باشد و فرکانس آن هم خیلی پایین نباشد که اثر آن در 2 جاروب متوالی از روی صفحه پاک نشود. تنها راه دیدن موجهای گذرا و لحظه ای سریع روی اسکوپهای آنالوگ گرفتن عکس از روی صفحه نمایش است.

برای رفع این اشکال ، اسکوپهای دیجیتال ابداع شدند. در این اسکوپها قطعه ای بنام مبدل آنالوگ به دیجیتال وجود دارد که با سرعت بالا و در فواصل زمانی ثابت از ولتاژ ورودی نمونه میگیرد و آنها را در یک حافظه (RAM) سریع ذخیره میکند و یک پردازنده نیز وظیفه خواندن این اطلاعات و رسم نقاط بصورت خط بروی صفحه نمایش را بعهده دارد. مشکل فنی اصلی در اسکوپهای دیجیتال اینست که طول حافظه محدود است و مابین نمایش حافظه و پر شدن اطلاعات در حافظه زمان کوتاهی وجود دارد که اطلاعات از دست می رود. بنابراین سعی می شود با تریگر کردن اطلاعات مهم در حافظه ذخیره شود.

کارت ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال) چیست؟

در بخش قبل دیدید که اسیلوسکوپهای دیجیتال قادر به ذخیره پیوسته داده ها نیستند و اگر قرار به مونیتور پیوسته داده ها باشد از وسیله دیگری به نام کارت ADC استفاده می شود که قادر به انتقال اطلاعات بطور پیوسته به کامپیوتر است. البته داده هایی که روی کامپیوتر هم ذخیره میشوند بی انتها نیست و بسته به حجم هارد سیستم دارد. ایراد کارتهای ADC فرکانس پایین آنهاست که معمولا زیر 1 مگاهرتز است.

اسکوپ رکوردر چیست؟

اسکوپ رکوردر ترکیبی از اسیلوسکوپ دیجیتال و کارت ADC است که در عین حالیکه بعنوان یک اسیلوسکوپ دیجیتال سریع قابل استفاده است قابلیت ذخیره پیوسته اطلاعات را نیز دارد. کارت DSLR800B شرکت TNM نمونه ای از آن است که علاوه بر اسیلوسکوپ 50 مگاهرتزی ، رکوردر 2 کاناله با نرخ نمونه برداری تا 18 مگاهرتز در هر کانال نیز می باشد.

لاجیک آنالایزر چیست؟

اسکوپهای دیجیتال معمولا 2 کاناله هستند و نهایتا 4 کاناله . برای دیدن تعداد زیادی سیگنال باید از دستگاهی به نام لاجیک آنالایزر استفاده کرد. لاجیک آنالایزرها دارای 8 تا 64 کانال هستند که البته لاجیک بوده و تنها قادر به دریافت 1 و 0 هستند. کارت DSLR800C شرکت TNM دارای لاجیک آنالایزر 16 کاناله می باشد.

تفاوت اسیلوسکوپ با کارت اسکوپ ( اسکوپ متصل شونده به کامپیوتر)

اسیلوسکوپهای رومیزی دارای پردازنده و صفحه کلید و صفحه نمایش هستند و نیاز به وسیله جانبی دیگری ندارند. کارتهای اسکوپ برای کار کردن متکی به کامپیوتر یا لپتاپ هستند. بعلت حذف بخشی از قطعات در کارت اسکوپ و استفاده از امکانات نمایشی مونیتور و پردازشی کامپیوتر ، قیمت تمام شده پایین می آید. برای مثال در کارتهای سری DSLR800 با استفاده از رم DDR2 سیستمهای امروزی در حجم 2 گیگابایت ذخیره سازی انجام میشود که حداقل مدل اسیلوسکوپ رومیزی که دارای این حافظه باشد قیمتی چندبرابر کارت اسکوپ دارد . همچنین این مدل کارت اسکوپ قادر به زوم منفی تا 500 برابر روی سیگنال است که تا 80 درصد توان یک پردازنده 2 هسته ای را مصرف می کند در حالیکه اکثر اسکوپهای رومیزی دارای یک میکروکنترلر یا نهایتا پردازنده DSP هستند که تا 20 برابر زوم بیشتر توان ندارند. از نظر نمایشی نیز کارتهای اسکوپ سری DSLR بروی نمایشگر بزرگ قادر به نمایش جزئیاتی هستند که در صفحه 5-6 اینچی اکثر اسکوپهای رومیزی دیده نمیشود. نرم افزار همراه اکثر اسیلوسکوپهای رومیزی نیز تنها مجموعه ای عکس JPEG از صفحه نمایش اسکوپ به صورت پی در پی به کامپیوتر منتقل می کنند و فاقد قابلیتهای نرم افزاری کارت اسکوپ هستند و به عبارت دیگر این فکر درست نیست که با خرید یک اسیلوسکوپ رومیزی و اتصال آن به کامپیوتر صاحب یک کارت اسکوپ هم خواهید بود. از طرف دیگر در آزمایشگاههای شلوغ و خطوط تولید ،کارتهای اسکوپ دست و پاگیرند و همواره میز کار را با یک کامپیوتر اشغال میکنند بنابراین در جا هایی که صرفه جویی در هزینه مهم نیست و یا قابلیت بسیار پیشرفته ای نیاز نیست اسکوپهای رومیزی معمولی کاربرد خود را دارند.
منبع سایت TNM