Oscilloscoop tutorial

Gepost door Jeroen Vreuls op zondag 3 oktober 2010

Stukje geschiedenis

De eerste oscilloscopen stammen al van voor de tweede wereldoorlog. Ze ware vanzelfsprekend helemaal analoog met een beeldbuis, ook CRT, cathode ray tube, genoemd. De eerste hadden nog geen triggering (ook dit komt aan bod). Dat was een uitvinding van Tektronix eind jaren 40. De eerste scopen waren alleen geschikt voor laag frequente signalen. Een scoop die een paar Mhz kon doen was toen iets heel bijzonders. In de jaren 50 en 60 werd dat voor een gewone scoop zo'n 5 tot 20Mhz en een echte topper deed 50 tot 100Mhz, maar dat waren haast onbetaalbare apparaten. Hele goede scopen uit die tijd zijn de 5XX serie van Tektronix. Grote kasten met meer dan 60 buizen en ze stoken genoeg vermogen om je kamer mee te verwarmen. Ze zijn echter nog steeds erg goed bruikbaar en waren extreem goed in kwaliteit en prestaties. Ze gebruikten losse plugins voor de horizontale versterker. Maar er waren er ook met tijdbasis plugins. Zo kon je van je scoop bv ook een TDR of spectrum analyser maken.

Tektronix 545BTektronix 545BPhilips GM5656Philips GM5656

Hierboven zie je een 545B. Philips was er ook al vroeg bij met het maken van scopen. De foto hierboven is van een model uit de jaren 40. Later kwamen er "portable" scopen. In eerste instantie als service scoop. Dus om mee te nemen om op locatie te meten. Je had toen dus laboratorium en service scopen. De laboratorium scopen waren grote kasten zoals de Philips PM3370 of de Tektronix 5000 en 7000 serie.

Tektronix 465Tektronix 465

Hierboven zie je een Tektronix 465, een heel bekende 100MHz service scoop uit de jaren 70. De Tek 7603 die je hieronder ziet is een laboratorium scoop die door Tektronix meer dan 20 jaar is gemaakt.

Tektronix 7603Tektronix 7603

In de jaren 70 en 80 werden de meeste scopen als servicescoop gebouwd. De lab scopen hadden nog bestaansrecht voor speciale toepassingen en doordat ze vaak modulair waren. De bandbreedte ging nog steeds verder omhoog. Tot wel 1Ghz toe. Vaak waren dat zogenaamde sampling scopen. Deze werkte meestal met plugins en vaak nog aparte sampling heads en actieve probes. Wat dat allemaal betekent kom ik nog op terug.

Philips PM3410 - 1GHz sampling oscilloscopePhilips PM3410 - 1GHz sampling oscilloscope

Dit is een 1GHz samplingscope uit 1968. Daar konden gewone plugins in maar ook sampling plugins. Deze scopen waren destijds voor het gemiddelde bedrijf onbetaalbaar. Je ziet ze dan ook niet veel. Erg mooie techniek maar ook erg moeilijk te repareren. Ook iets wat je niet veel meer ziet zijn de analoge storage scopen. Deze duiken nog wel eens een enkele keer op maar meestal is de beeldbuis op. Deze scopen konden een trace "bevriezen" op hun scherm. Als of het in een geheugen was opgeslagen. Met speciale knoppen kon je dat beeld weer "wissen". Een erg kwetsbaar systeem.

In de jaren 80 verschenen de eerste scopen met digitale technieken. Nog wel met beeldbuis, met analoge signaalverwerking maar met dingen als digitale informatie op het scherm en digitale techniek met betrekking tot de besturing van sommige interne processen. Later kwam daar digitale signaal verwerking bij en werd de beeldbuis vervangen door een LCD display. Eerst monochrome en later ook in kleur. Op dit moment worden er bijna geen analoge scopen met beeldbuis meer gemaakt. Het meeste is nu digitaal wat vooral enorm in ruimte scheelt. Ben wel voorzichtig met oudere digitale scopen (jaren 90). Die kan je beter laten staan. Ze zijn complex gebouwd en zeer moeilijk te repareren. Ze waren ook alles behalve perfect. De meeste fabrikanten moesten nog veel leren. Maar ook een geavanceerde jaren 80 scoop als een Tek 2465 is geen pretje om zelf te repareren.

Waren scopen vroeger heel dure precisie instrumenten nu zijn er al nieuwe scopen voor een prijs die lager is dan een goede multimeter. Deze komen uit China en zijn van een heel ander kaliber dan hetgeen hierboven besproken. De keus is daarom vaak moeilijk. Koop je voor weinig geld een nieuwe scoop met veel toeters en bellen of zo'n oud geval. Bedenk dan wel dat die oude scopen top producten waren waar niet op een paar euro werd gekeken en een nieuwe Chinese scoop van 300 euro alleen maar gemaakt wordt vanwege de lage prijs, de rest is daaraan ondergeschikt. Ze zijn dus kwalitatief absoluut niet vergelijkbaar. Je moet het vergelijken met een multimeter van vier tot vijf tientjes, die zijn natuurlijk best bruikbaar maar "goed" is iets anders en ze zullen vast nog verder zakken in kwaliteit en prijs. Maar het ligt er aan wat je er van verwacht en er mee wil doen. Als je rekening met de beperkingen houdt, kun je er best plezier van hebben.