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Oscilloscopio Digitale

Indice Argomento Corrente

1) Oscilloscopio Digitale

2) Oscilloscopio Digitale usb collegato al computer

3) Computer più scheda audio. L'oscilloscopio alla portata di tutti

Oscilloscopio Digitale

E' uno strumento che campiona il segnale analogico (con un ADC=Analog to Digital Converter) e lo rappresenta su uno schermo dopo averlo elaborato.
I vantaggi sono molteplici, di natura fisica, come l'ingombro in profondità ridotto (si usa come schermo un display lcd) e la possibilità di elaborazioni del segnale molto complesse come l'analisi spettrale del segnale.
Inoltre è possibile memorizzare il segnale, salvare i dati ed elaborarli poi con altri software.

Nell'immagine sopra lo schema a blocchi semplificato di un oscilloscopio digitale.
Il segnale viene prima adattato da uno stadio attenuatore/amplificatore che lo ottenua o lo amplifica per renderlo adatto ad essere campionato.
Poi vi è l'ADC che converte il segnale da analogico a digitale.
In pratica il segnale viene campionato e poi memorizzato nella Memoria.
Dalla memoria viene inviato ad uno stadio di elaborazione e poi mandato al display.
Il trigger stabilisce il momento in cui iniziare il campionamento.
La memoria tanto più è grande tanto più potremo memorizzare campioni eseguiti sul segnale, quindi se la memoria è abbastanza grande potremo memorizzare una grossa porzione del segnale e poi analizzare lo stesso facendolo scorrere sul display e ricercando l'evento che ci interessa.
La parte elaborazione ci permette di ricavare altri dati sul segnale, come ad esempio lo spettro dello stesso (tramite l'analisi matematica) ed eseguire delle elaborazioni come ad esempio la somma e la sottrazione fra segnali di canali diversi.
Un altro pregio di questo tipo di oscilloscopio è che è possibile raggruppare sul circuito stampato tutte le funzioni critiche in uno spazio molto limitato riducendo la lunghezza dei fili dei cablaggi a vantaggio della banda passante e del rumore ridotto.

Sopra un'immagine di repertorio di un classico oscilloscopio digitale di fascia bassa.
Come potete vedere i comandi sono ridotti all'essenziale a tutto vantaggio della semplicità nell'utilizzo.
Questo oscilloscopio ha una banda passante minima di 70Mhz con una frequenza di campionamento di 1GSa/s ovvero 1 miliardo di campioni al secondo che è più che sufficiente per campionare un segnale di 70Mhz.

Oscilloscopio Digitale usb collegato al computer

E' uno strumento che campiona il segnale analogico e lo rappresenta su uno schermo (di un computer collegato allo stesso) dopo averlo elaborato.
Un esempio è il picoscope che è composto da una parte hardware dedicata al campionamento del segnale e una parte software, installata su un computer che funge da comando e visualizzazione.
In questo modo si arriva anche a frequenze molto alte e a precisione fino a 16 bit sul segnale campionato.

Nelle immagini sopra si vede un oscilloscopio digitale di tipo USB di fascia media capace di una banda passante di 200Mhz e con un generatore di segnali arbitrari incorporato.
Come vedete ha anche la possibilità di un trigger esterno.
La precisione arriva a 12bit.
Inoltre funge da analizzatore di spettro e ha la possibilità di processare il segnale in modi diversi.
Vi è la possibilità di salvare le misure direttamente con il computer.
Io personalmente preferisco questo tipo di oscilloscopio, per la possibilità di vedere la forma d'onda direttamente sul monitor di grandi dimensioni del computer e per la possibilità di usare il mouse per fare i settaggi che mi permette di lavorare con più efficacia.
In genere questi oscilloscopi sono direttamente alimentati dalla presa USB del computer.

Sopra la schermata del software in corredo al picoscope utilizzato in questo caso per visualizzare un singolo canale con una sinusoide di 1Khz.

Computer più scheda audio. L'oscilloscopio alla portata di tutti

Si può usare come oscilloscopio digitale un computer utilizzando la scheda audio per campionare il segnale da visualizzare sullo schermo tramite un programma dedicato.
La precisione è buona, la banda passante in genere arriva a 20-40Khz, quindi adatta alle misure in campo audio.
La massima tensione applicabile in ingresso è in genere di qualche Volt e questo richiede l'uso di un attenuatore esterno.
Si consiglia di utilizzare una scheda audio esterna (USB) al computer perchè è facile danneggiarla e sarebbe poi un problema aggiustarla.