MISURE CON MISURE CON

LL’’OSCILLOSCOPIOOSCILLOSCOPIO

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 22

Misure di ampiezza (1/4)Misure di ampiezza (1/4)

1.1. Si procede innanzitutto alla predisposizione del Si procede innanzitutto alla predisposizione del livello dilivello diriferimento dello riferimento dello zero sullo schermozero sullo schermo. Per effettuare questa . Per effettuare questa operazione si pone il selettore di ingresso sulla posizione operazione si pone il selettore di ingresso sulla posizione GNDGNDe la modalite la modalitàà di di triggertrigger autoautomatica. A questo punto sullo matica. A questo punto sullo schermo appare una linea orizzontale, che può essere traslata inschermo appare una linea orizzontale, che può essere traslata insenso verticale, fino a farla collimare con la linea centrale desenso verticale, fino a farla collimare con la linea centrale del l reticolo, mediante il reticolo, mediante il comando comando VertVert. . PosPos.. del canale di ingresso del canale di ingresso prescelto. Alla linea centrale viene in questo modo assegnata laprescelto. Alla linea centrale viene in questo modo assegnata latensione di riferimento zero.tensione di riferimento zero.

2. Si deve poi operare sul controllo d2. Si deve poi operare sul controllo d’’intensitintensitàà e focalizzazionee focalizzazione del del fascio affinchfascio affinchéé la linea appaia sufficientemente luminosa e ben la linea appaia sufficientemente luminosa e ben focalizzata. Un eccesso di intensitfocalizzata. Un eccesso di intensitàà luminosa può infatti portare ad un luminosa può infatti portare ad un danneggiamento dei fosfori, mentre una traccia poco nitida pone danneggiamento dei fosfori, mentre una traccia poco nitida pone un un limite alllimite all’’accuratezza della misura, come spiegato in seguitoaccuratezza della misura, come spiegato in seguito

Per effettuare misure di ampiezza con lPer effettuare misure di ampiezza con l’’oscilloscopio di norma si oscilloscopio di norma si eseguono in sequenza i seguenti passi:eseguono in sequenza i seguenti passi:

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 33

Misure di ampiezza (2/4)Misure di ampiezza (2/4)

3. Quindi, 3. Quindi, èè necessario stabilire se la tensione da misurare necessario stabilire se la tensione da misurare èè continua continua oppure variabile nel tempo (ma sempre di tipo periodico). Nel oppure variabile nel tempo (ma sempre di tipo periodico). Nel primo caso primo caso èè necessario predisporre un necessario predisporre un accoppiamentoaccoppiamento di tipo di tipo DCDCnella sezione verticale dellnella sezione verticale dell’’oscilloscopio. Nel secondo caso oscilloscopio. Nel secondo caso èè invece invece possibile utilizzare anche lpossibile utilizzare anche l’’accoppiamento accoppiamento ACAC, particolarmente utile , particolarmente utile per eliminare una eventuale componente continua sovrapposta allaper eliminare una eventuale componente continua sovrapposta allacomponente variabile del segnale. In questo caso componente variabile del segnale. In questo caso èè però necessario però necessario assicurarsi che la frequenza del segnale sia convenientemente piassicurarsi che la frequenza del segnale sia convenientemente piùùelevata di quella del elevata di quella del filtro passa alto dellfiltro passa alto dell’’accoppiamento ACaccoppiamento AC, in , in modo da evitare grossolane alterazione del segnale di misura. modo da evitare grossolane alterazione del segnale di misura.

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 44

Misure di ampiezza (3/4)Misure di ampiezza (3/4)4. Nel caso di 4. Nel caso di componente continuacomponente continua da misurare, da misurare, èè necessario necessario

predisporre il predisporre il triggertrigger nella modalitnella modalitàà autoautomatica e non matica e non èè richiesta la richiesta la regolazione del livello di regolazione del livello di triggertrigger. Nel caso di segnale variabile, . Nel caso di segnale variabile, èèpossibile utilizzare anche la modalitpossibile utilizzare anche la modalitàà normale, preferibile nel caso di normale, preferibile nel caso di segnali a bassa frequenza, ed segnali a bassa frequenza, ed èè necessario necessario regolare il livello del regolare il livello del triggertrigger in modo da sincronizzare la base dei tempi con il segnale di in modo da sincronizzare la base dei tempi con il segnale di misura. In questo caso misura. In questo caso èè opportuno regolare il livello di opportuno regolare il livello di triggertrigger in in modo che esso cada nel tratto a maggior pendenza del segnale, comodo che esso cada nel tratto a maggior pendenza del segnale, cossììda aumentare lda aumentare l’’insensibilitinsensibilitàà delldell’’istante di scatto al rumore additivo istante di scatto al rumore additivo di ampiezza inevitabilmente presente sul segnale. A questo di ampiezza inevitabilmente presente sul segnale. A questo proposito proposito èè opportuno utilizzare i filtri in ingresso del opportuno utilizzare i filtri in ingresso del triggertrigger, per , per limitare la bande passante di questa sezione allo stretto necesslimitare la bande passante di questa sezione allo stretto necessarioario

N.B. Si osserva che amplificazione verticale (N.B. Si osserva che amplificazione verticale (AAYY in V/div.) e orizzontale (in V/div.) e orizzontale (AAXX in s/div.) in s/div.) sono i reciproci delle corrispondenti sensibilitsono i reciproci delle corrispondenti sensibilitàà orizzontale (orizzontale (AAXX in div./s) e verticale in div./s) e verticale ((AAYY in div./V) dell'oscilloscopio (in div./V) dell'oscilloscopio (TRC+amplificazioneTRC+amplificazione elettronica): infatti 1 div. = 1 cmelettronica): infatti 1 div. = 1 cm

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 55

Misure di ampiezza (4/4)Misure di ampiezza (4/4)5. Ci si deve assicurare che il comando di attenuazione di ingr5. Ci si deve assicurare che il comando di attenuazione di ingresso esso

abbia il abbia il potenziometro di attenuazione variabile nella posizione potenziometro di attenuazione variabile nella posizione di esclusionedi esclusione, di modo che l, di modo che l’’attenuazione introdotta corrisponda attenuazione introdotta corrisponda solamente a quella indicata dal commutatore a scatti, calibrata solamente a quella indicata dal commutatore a scatti, calibrata ed ed espressa in volt/divisione (espressa in volt/divisione (amplampl. . vertvert. . AAYY))

Visualizzare a schermo Visualizzare a schermo almeno un periodo della forma dalmeno un periodo della forma d’’ondaonda

Lo spessore della traccia Lo spessore della traccia limita la capacitlimita la capacitàà di di

apprezzare i livelli/tempiapprezzare i livelli/tempi

VVpp = = MM AAYY

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 66

Misure di tempo e periodo/frequenzaMisure di tempo e periodo/frequenza

Maggior pendenza del segnale = Maggior pendenza del segnale = migliore valutazione dellmigliore valutazione dell’’ascissa ascissa del punto di intersezionedel punto di intersezione

TT = = NN AAxx

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 77

Misure di tempo di salitaMisure di tempo di salita

Utilizzo delle linee del Utilizzo delle linee del reticolo per la reticolo per la misura del misura del tempo di salitatempo di salita di un di un segnale a gradinosegnale a gradino

2so

2sssm ttt +=

2so

2smss ttt −= con con ttsoso ≅≅ 0.35/0.35/BB

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 88

Figure di Lissajous (1/2)Figure di Lissajous (1/2)

Figure di LissajousFigure di Lissajous: prodotte da due segnali sinusoidali : prodotte da due segnali sinusoidali (in modalit(in modalitàà XX--Y) con differenti frequenze e sfasamentoY) con differenti frequenze e sfasamento

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 99

Figure di Lissajous (2/2)Figure di Lissajous (2/2)

Misura del rapporto di frequenzaMisura del rapporto di frequenza tra due segnali tra due segnali mediante il mediante il conteggio del numero dei punti di tangenzaconteggio del numero dei punti di tangenza. In questo caso . In questo caso NNO O = 3 = 3 e e NNVV = 1 : il rapporto di frequenza = 1 : il rapporto di frequenza èè quindi pari a quindi pari a NNOO / / NNVV = 3= 3

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 1010

Misura funzione di trasferimento (1/3)Misura funzione di trasferimento (1/3)

Schema semplificato per la Schema semplificato per la misuramisura/visualizzazione /visualizzazione della risposta della risposta in frequenza di un doppio bipoloin frequenza di un doppio bipolo in prova.in prova.La rampa di tensione, che produce la variazione (vobulazione) deLa rampa di tensione, che produce la variazione (vobulazione) del l segnale sinusoidale erogato dal generatore panoramico, viene segnale sinusoidale erogato dal generatore panoramico, viene inviata anche al sistema di deflessione orizzontale inviata anche al sistema di deflessione orizzontale delldell’’oscilloscopio.oscilloscopio.Al sistema di deflessione verticale, viene invece inviato il segAl sistema di deflessione verticale, viene invece inviato il segnale nale sinusoidale in uscita al doppio bipolo.sinusoidale in uscita al doppio bipolo.

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 1111

Misura funzione di trasferimento (2/3)Misura funzione di trasferimento (2/3)

Rappresentazione sullo schermo dellRappresentazione sullo schermo dell’’oscilloscopio del oscilloscopio del segnale segnale misurato in uscita da un filtro passa bassomisurato in uscita da un filtro passa basso eccitato da un eccitato da un segnale vobulato, utilizzando la tensione di modulazione per segnale vobulato, utilizzando la tensione di modulazione per pilotare lpilotare l’’asse orizzontale.asse orizzontale.Nel primo caso, il segnale in uscita dal filtro viene applicato Nel primo caso, il segnale in uscita dal filtro viene applicato direttamente alldirettamente all’’ingresso dellingresso dell’’oscilloscopio, mentre nel secondo oscilloscopio, mentre nel secondo caso viene utilizzato un rivelatore di picco per migliorare la caso viene utilizzato un rivelatore di picco per migliorare la rappresentazione.rappresentazione.

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 1212

Misura funzione di trasferimento (3/3)Misura funzione di trasferimento (3/3)

Schema di principio di un circuito per la Schema di principio di un circuito per la misura diretta delle misura diretta delle caratteristiche di un transistorecaratteristiche di un transistore ed esempio della rappresentazione ed esempio della rappresentazione sullo schermo dellsullo schermo dell’’oscilloscopio della famiglia di curve oscilloscopio della famiglia di curve caratteristiche caratteristiche IIcc –– VVcece al variare della corrente di baseal variare della corrente di base( ( IIb1b1 < < IIb2b2 < < IIb3b3 < < IIb4b4 ))

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 1313

Misure di sfasamentoMisure di sfasamento

Misura di sfasamento tra 2 segnali Misura di sfasamento tra 2 segnali sinusoidalisinusoidali

[ ]rad∆2Ttπ=∆ϕ

Una maggiore espansione del Una maggiore espansione del tratto Ptratto P11PP22 determina una migliore determina una migliore risoluzione della misurarisoluzione della misura

con con ∆∆tt = = NN AAxx

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 1414

Marker(s)Marker(s) per misure di per misure di ∆∆TT e e ∆∆VV

Schema semplificato del Schema semplificato del funzionamento dei funzionamento dei marker(s)marker(s). . Gli impulsi emessi in Gli impulsi emessi in coincidenza della coincidenza della uguaglianza tra i livelli di uguaglianza tra i livelli di tensione regolabili tensione regolabili VVL1,2L1,2 e la e la rampa principale, rampa principale, determinano una maggior determinano una maggior luminositluminositàà dei punti Pdei punti P11 e Pe P22. . Attraverso un contatore Attraverso un contatore elettronico interno allo elettronico interno allo strumento viene misurato strumento viene misurato ll’’intervallo tra temporale intervallo tra temporale ll’’istante istante TT11 e e TT22..

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 1515

Misure differenziali (1/2)Misure differenziali (1/2)Gli ingressidell’oscilloscopio sono di tipo sbilanciato(cioè hanno un terminale connesso a massa). Un singolo ingresso può non essere adatto per misure di tipo differenziale

Gli ingressi sbilanciati dei canali di amplificazione verticaleGli ingressi sbilanciati dei canali di amplificazione verticaledelldell’’oscilloscopio e la connessione elettrica del morsetto di oscilloscopio e la connessione elettrica del morsetto di riferimento alla terra della rete elettrica di alimentazione puòriferimento alla terra della rete elettrica di alimentazione puòportare a portare a problemi di misura quando nel circuito siano presenti problemi di misura quando nel circuito siano presenti altri dispositivi dotati di connessione a terraaltri dispositivi dotati di connessione a terra..

Misure con l'oscilloscopioMisure con l'oscilloscopio 1616

Misure differenziali (2/2)Misure differenziali (2/2)L’impedenza ZM non ha alcun estremo connesso a massa.

Collegando entrambi gli Collegando entrambi gli ingressi dellingressi dell’’oscilloscopio oscilloscopio ai morsetti dellai morsetti dell’’impedenza impedenza ZZMM e visualizzando sullo e visualizzando sullo schermo la schermo la tensione tensione differenza (differenza (VVY Y –– VVXX)), si , si ottiene una corretta ottiene una corretta misura della caduta di misura della caduta di tensione sulltensione sull’’impedenzaimpedenza

Per misurare la tensione VM senza alterare le condizioni difunzionamento (impedenze e punti di massa) del circuito sotto misura si impiegano entrambi gli ingressi dell’oscilloscopio e si osserva la loro differenza.