Oscilloscoop tutorial
Verticale gevoeligheid en ingang
Het signaal wat je wil meten heeft een bepaalde amplitude. De scoop moet hier wel tegen kunnen en aan de andere kant, het nog kunnen triggeren en weergeven. Een scoop heeft een ingang waar achter een verzwakker is geplaatst. Deze verzwakt het signaal zodat de ingangsversterker het kan verwerken. Maar hele zwakke signalen moeten direct worden aangeboden en versterkt worden.
Sommige scopen hebben alleen een verzwakker en één versterker, andere hebben meerdere versterkers. Die onderdelen zijn natuurlijk kwetsbaar dus je kunt niet ongelimiteerd daar spanning op zetten. Werk je met heel kleine signalen dan is bijvoorbeeld een stand met 0,5 mV/div erg handig, werk je met hoge spanningen dan is 10V/div veel handiger. Sommige scopen kunnen kort durend 1000V of meer aan, andere maar 40V. Dat wordt in de specificaties aangegeven. Hou er rekening mee dat frequentie ook een rol speelt. Hoe hoger die wordt, hoe minder hoog de spanning mag zijn.
Tegenwoordig is er een trend om het iets rooskleuriger voor te stellen dan het is. Dan staat er bijvoorbeeld 300V en als je geluk hebt ergens met kleine lettertjes dat het met een 1:10 probe is bij 1MHz, als dat er dus al specifiek staat. De ingang kan dus dan maar 30V hebben. Kan meer dan genoeg zijn maar als je probe fout staat en je tikt de netspanning aan is dat gelijk einde scoop. Lees dat dus zeer aandachtig door. Vaak staat er een DC waarde met AC component genoemd. Een 10Vrms sinus is 28,3Vtt. Hou daar rekening mee. Een scoop die 100Vtt kan hebben of een die 100Vrms kan verwerken is dus een heel verschil. De Chinezen zijn heel creatief op dat punt.
Een scoop heeft een AC, DC en soms 50 Ω ingang. Bij AC zit er een condensator in het signaalpad. De AC stand maakt het mogelijk om een AC component op een DC signaal te zien. Maar als dat DC signaal 400V is en dat AC deel 10V dan staat er wel 410V op die ingang. Als de scoop maar 300Vtt mag hebben dan zit je toch in de gevaarzone. De AC stand beïnvloedt ook het signaal bij lagere frequenties. De 50 Ω ingang kan meestal maar heel weinig spanning aan. Dat is logisch want die weerstand moet het vermogen dissiperen. 10V in 50 Ω is al 2W! 100V is een geroosterde ingang.
Ingang impedantie en capaciteit
De ingang is meestal 1 MΩ en een aantal pF. Voor DC is die ingang dus mooi hoogohmig maar als de capaciteit bv 20pF is dan ziet een 100MHz signaal dus nog maar 80 Ω. Dat is een aardige belasting van je signaal.
Impedantieplot van een 100 MHz digitale oscilloscoop
Dit is de impedantie van een 100MHz digitale scoop op de DC ingang. De groenige lijn is de impedantie. Je ziet dat deze bij 100Mhz nog maar 32 Ω is. Als je met een 1:1 probe aan een 100Mhz generator zou meten dan belast je deze dus behoorlijk en kloppen je metingen niet meer. Een scoop met een hoger dan gemiddelde ingangscapaciteit zal waarschijnlijk niet snel zijn opgegeven bandbreedte halen. Soms geven ze een bandbreedte op die je alleen haalt bij gebruik van een 10:1 probe. Als je geluk hebt staat het er bij. Staat er niets bij een specificatie waardoor er onduidelijkheid heerst, ga bij een budget scoop dan maar uit van de meest negatieve optie, een goede fabrikant zal dat namelijk precies specificeren.
Zonder 50 Ω ingang kan je ook een T-stuk met 50 Ω terminator of nog beter een feedtrough terminator gebruiken.