Osciloscópio de armazenamento analógico: diagrama de blocos, funcionamento e suas aplicações

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Um osciloscópio é um tipo de instrumento de laboratório geralmente usado para exibir formas de onda únicas ou repetitivas. Essas formas de onda podem ser analisadas para diferentes propriedades como frequência, amplitude, tempo de subida, distorção, intervalo de tempo, etc. Os osciloscópios são usados ​​em diferentes campos de indústrias como engenharia, medicina, ciência, telecomunicações, indústria automotiva, etc. são duas técnicas utilizadas para armazenar sinais; armazenamento analógico e digital. O armazenamento analógico é capaz de velocidades mais altas, embora seja menos versátil em comparação com o armazenamento digital. Este artigo discute uma visão geral de um osciloscópio de armazenamento analógico – funcionamento e suas aplicações.


O que é o osciloscópio de armazenamento analógico?

Um osciloscópio de armazenamento analógico é um tipo de osciloscópio usado para armazenar formas de onda para visualização posterior. Esses tipos de osciloscópios eram muito simples em termos de desempenho e muito caros, sendo usados ​​apenas para aplicações especializadas. Esses osciloscópios utilizam um CRT especial (tubo de raios catódicos) por uma facilidade de longa persistência. Esses CRTs tinham a capacidade de variar a persistência, no entanto, se traços extremamente brilhantes forem mantidos por longos períodos de tempo, existe a chance de queimar o traço permanentemente no visor. Portanto, esses monitores devem ser usados ​​com cuidado.



  Osciloscópio de Armazenamento Analógico
Osciloscópio de Armazenamento Analógico

Funcionamento do osciloscópio de armazenamento analógico

Osciloscópios de armazenamento analógico funcionam usando um CRT especial com capacidade de longa persistência. Um CRT especial por um arranjo é usado para armazenar carga dentro da área de exibição onde o feixe de elétrons atingiu, permitindo assim que a fluorescência permaneça por muito mais tempo do que as exibições normais.

Este osciloscópio simplesmente funciona aplicando uma tensão medida diretamente a um feixe de elétrons que se move pela tela do osciloscópio. O feixe é direcionado para uma tela revestida de fósforo, que brilha quando atingida pelo feixe. O feixe é então desviado pelo sinal, traçando a forma de onda na tela. A tensão desviará o feixe para cima e para baixo proporcionalmente para traçar a forma de onda no visor. Portanto, isso fornece uma imagem imediata da forma de onda.



Especificações

O especificações de um osciloscópio de armazenamento analógico inclui o seguinte.

  • A dimensão ou tamanho é aproximado: 305(L) x 135(A) x 365(D)mm.
  • A impedância de entrada é de 1 M Ohm.
  • O modo de disparo é AUTO/TV-V/ NORM/TV-H.
  • A diferença de fase X Y está abaixo ou equivalente a 3 graus, DC – 50KHz.
  • A seleção de Polaridade é + ou -.
  • O disparo com alta sensibilidade é equivalente a 1mV/divisão.
  • Funções de ampliação incremental do canal Ch1 para inspeção mais clara.
  • Possui um circuito de separação síncrono de TV para exibir um sinal de TV estável.
  • CRT é uma tela retangular de 6 polegadas com uma gratícula interna, 8 x10 div onde 1 div = 1cm.
  • O modo do visor é CH1, CH2, ADD, ALT e CHOP.
  • O tempo de subida é ≤ 8,8 ns.
  • A tensão máxima de entrada é 250V ≤ 1KHz.
  • O acoplamento de entrada é AC, DC e GND.
  • A precisão é de ± 3%.
  • A fonte de disparo é CH1, CH2, VERT, LINE e EXT.
  • A sensibilidade e a frequência são de 20 Hz a 60 MHz.
  • A calibração da forma de onda é de 1KH ± 20% de frequência e 0,5V ± 10% de tensão.
  • A fonte de alimentação é 220V / 110V ± 10%; 50/60 Hz.
  • Seu peso é de aproximadamente 9Kg.

Diagrama de blocos do osciloscópio de armazenamento analógico

Um diagrama de blocos do osciloscópio de armazenamento analógico é mostrado abaixo, o qual usa um CRT. O tipo de CRT usado neste osciloscópio é eletrostático em vez de deflexão magnética porque fornece controle de fluxo de elétrons muito mais rápido e permite que osciloscópios analógicos alcancem operação de frequência muito alta. O osciloscópio analógico inclui vários blocos de circuito e é capaz de fornecer imagens de forma de onda de entrada estáveis.

  PCBWay   Diagrama de blocos do osciloscópio de armazenamento analógico
Diagrama de blocos do osciloscópio de armazenamento analógico

Entradas de sinal

Há uma variedade de controles associados à entrada de sinal ou ao eixo Y no visor. Em muitos casos, os sinais serão sobrepostos em uma polarização DC. Portanto, é necessário conectar um capacitor em série através da entrada para garantir que o DC esteja bloqueado. Quando um capacitor é utilizado, escolher a opção CA significa que os sinais de baixa frequência podem ser restritos.

Atenuador Y

O atenuador Y é usado para garantir que os sinais sejam apresentados ao amplificador Y no nível necessário ou não.

E Amplificador:

O amplificador Y no osciloscópio simplesmente fornece a amplificação para fornecer a saída. Este amplificador é principalmente linear porque isso decidirá a precisão do osciloscópio.

Circuito de Deflexão Y:

Quando o sinal amplificado do amplificador y é fornecido ao circuito de deflexão Y, ele fornece às placas CRT os níveis necessários. A deflexão usada no CRT é eletrostática porque fornece a deflexão de alta velocidade necessária para este osciloscópio.

Circuito de gatilho:

O sistema de disparo é usado para garantir que uma forma de onda estável seja exibida no visor ou não. É necessário definir o sinal de rampa para iniciar em um ponto semelhante em cada ciclo do sinal de entrada a ser verificado. Desta forma, um ponto semelhante na forma de onda será mostrado em uma posição semelhante no visor.

No diagrama de blocos acima, um sinal é recebido da saída do amplificador Y e é dado a mais um amplificador de condicionamento. Depois disso, ele é passado por um circuito de disparo Schmitt que fornece pontos de comutação únicos quando a forma de onda aumenta e diminui. O sentido necessário é escolhido para o disparo para que o ponto de disparo possa ocorrer nas bordas crescentes ou decrescentes da forma de onda que pode ser selecionada antes de ser dada ao circuito de rampa, onde quer que o sinal de disparo dê o ponto inicial para a rampa.

De uma fonte externa, também é possível utilizar um sinal. Portanto, este pode ser um recurso muito adequado porque pode ser necessário obter o acionador de outra fonte além do sinal de entrada.

Amplificador em branco

Um amplificador de supressão é utilizado para limpar a tela durante esta fase fly-back. Basta o elemento reset da rampa produzir um pulso que é dado na grade do CRT. Isso reduz o fluxo de elétrons e apaga eficientemente o visor para esse período.

Gerador de Rampa (Base de Tempo)

O controle de base de tempo é um dos controles essenciais no osciloscópio de armazenamento analógico. Isso terá uma grande diferença de velocidade e será ajustado no tempo para cada divisão no escopo CRT . É essencial selecionar a velocidade de base de tempo correta para exibir a forma de onda específica necessária.

A operação deste osciloscópio de armazenamento analógico é; ele usa o CRT para exibir sinais nos eixos horizontal e vertical. Normalmente, o eixo vertical é o valor instantâneo da tensão de entrada e o eixo horizontal é a forma de onda da rampa.

Quando a tensão da forma de onda da rampa aumenta, o traço se move pela tela na direção horizontal. Ao chegar ao final da tela, a forma de onda volta a zero e o traço volta ao início. Ao usar essa abordagem, o eixo horizontal corresponde ao tempo, enquanto o eixo vertical corresponde à amplitude. Dessa forma, os gráficos comuns das formas de onda podem ser exibidos no CRT.

Osciloscópio de armazenamento digital x osciloscópio de armazenamento analógico

A diferença entre osciloscópio de armazenamento digital e o osciloscópio de armazenamento analógico inclui o seguinte.

Osciloscópio de armazenamento digital Osciloscópio de Armazenamento Analógico
Em um osciloscópio de armazenamento digital, uma grande quantidade de energia é fornecida ao CRT de armazenamento. Em um osciloscópio de armazenamento analógico, uma pequena quantidade de energia é fornecida ao CRT de armazenamento.
Este osciloscópio tem baixa largura de banda e velocidade de gravação em comparação com o osciloscópio de armazenamento analógico. Este osciloscópio tem alta largura de banda e velocidade de gravação.
O CRT no osciloscópio de armazenamento digital não é caro. O CRT no osciloscópio de armazenamento analógico é caro.
Este osciloscópio coleta os dados simplesmente após o disparo. Este osciloscópio coleta os dados sempre e para quando acionado.
Este osciloscópio tem memória digital. Não há memória digital neste osciloscópio.
Ele não pode funcionar em um tempo de atualização CRT estável. Ele opera através de um tempo de atualização CRT estável.
Este osciloscópio não pode gerar uma imagem brilhante para sinais de frequência mais alta. Este osciloscópio pode gerar imagens brilhantes mesmo para sinais de alta frequência.
Neste tipo de osciloscópio, a base de tempo é gerada por um circuito de rampa. Neste tipo de osciloscópio, a base de tempo é gerada por um circuito de rampa.
Este osciloscópio tem uma resolução mais baixa. Este osciloscópio tem uma resolução mais alta.
A velocidade de operação deste osciloscópio é maior. A velocidade de operação deste osciloscópio é menor.
Este osciloscópio não tem efeito de aliasing. Este osciloscópio tem um efeito de aliasing, então a largura de banda de armazenamento funcional é limitada.
Ele fornece menos resolução. Ele fornece maior resolução devido ao ADC usado nele.
Este osciloscópio não funciona no modo de retrospectiva. Este osciloscópio funciona em modo retrospectivo para descrever registradores de formas de onda.

Vantagens e desvantagens

O vantagens do osciloscópio de armazenamento analógico inclui o seguinte.

  • Os osciloscópios de armazenamento analógico são normalmente muito mais baratos.
  • Esses osciloscópios são capazes de fornecer uma boa faixa de desempenho para muitas situações de laboratório e serviço.
  • Esses osciloscópios fornecem desempenhos precisos, especialmente para exercícios de laboratório.
  • Esses osciloscópios não requerem microprocessador, ADC ou memória de aquisição para medição.

O desvantagens dos osciloscópios de armazenamento analógico inclui o seguinte.

  • Não oferece recursos adicionais em comparação com os osciloscópios digitais
  • Esses dispositivos não são adequados para analisar transientes de tempo de subida agudos de alta frequência em circuitos eletrônicos.
  • Esses osciloscópios não são simples de operar, então você precisa ter um treinamento prático.

Formulários

O aplicações de osciloscópios de armazenamento analógico inclui o seguinte.

  • Ele exibe formas de onda únicas e de longo período.
  • O osciloscópio analógico é usado para fornecer imagens de forma de onda de entrada estáveis.
  • Esses tipos de osciloscópios são amplamente usados ​​para observação em tempo real de eventos que acontecem apenas uma vez.
  • É usado para exibir sinais de frequência muito baixa.
  • Esses osciloscópios são usados ​​principalmente onde o tempo de exibição na tela é muito curto para verificar os sinais a serem medidos.
  • Este osciloscópio é usado para mapear e exibir as tensões de entrada variáveis ​​constantes do sinal usando um feixe de elétrons.

P: Qual é a frequência máxima que pode ser medida por um osciloscópio de armazenamento analógico?

R: A frequência máxima que pode ser medida por um osciloscópio de armazenamento analógico geralmente está na faixa de alguns megahertz a dezenas de megahertz.

P: Quais são as vantagens de usar um osciloscópio de armazenamento analógico em vez de um osciloscópio de armazenamento digital?

R: Um osciloscópio de armazenamento analógico é capaz de capturar e exibir formas de onda complexas com alta resolução, exibir várias formas de onda ao mesmo tempo e armazenar a forma de onda por um período de tempo após o sinal não estar mais presente. Além disso, os osciloscópios de armazenamento analógico geralmente são mais baratos do que os osciloscópios de armazenamento digital.

P: Como o CRT de armazenamento funciona em um osciloscópio de armazenamento analógico?

R: O CRT de armazenamento em um osciloscópio de armazenamento analógico é capaz de manter a imagem da forma de onda na tela por um período de tempo após o sinal não estar mais presente. Isso permite que o usuário analise a forma de onda mesmo se o sinal não estiver mais presente.

P: Quais são os diferentes tipos de disparos disponíveis em um osciloscópio de armazenamento analógico?

R: Os tipos de disparo disponíveis em um osciloscópio de armazenamento analógico incluem disparo de borda, disparo de largura de pulso e disparo de vídeo.

P: Como um osciloscópio de armazenamento analógico exibe várias formas de onda ao mesmo tempo?

R: Um osciloscópio de armazenamento analógico pode exibir várias formas de onda ao mesmo tempo usando uma técnica chamada “dual-beam” ou “dual-trace” que usa dois feixes de elétrons para exibir dois sinais simultaneamente.

P: Como um osciloscópio de armazenamento analógico se compara a um osciloscópio de armazenamento digital em termos de durabilidade?

R: Um osciloscópio de armazenamento analógico é menos durável do que um osciloscópio de armazenamento digital devido ao uso de um tubo de raios catódicos, que é frágil e pode ser facilmente danificado.

P: Qual é a vida útil típica do tubo de raios catódicos em um osciloscópio de armazenamento analógico?

R: A vida útil típica do tubo de raios catódicos em um osciloscópio de armazenamento analógico é de cerca de 10.000 a 15.000 horas de operação.

P: Um osciloscópio de armazenamento analógico pode ser usado para medir sinais de baixa frequência?

R: Sim, um osciloscópio de armazenamento analógico pode ser usado para medir sinais de baixa frequência, mas pode exigir o uso de um filtro passa-baixa externo.

P: Quais são os tipos comuns de pontas de prova usadas com um osciloscópio de armazenamento analógico?

R: Os tipos comuns de pontas de prova usadas com um osciloscópio de armazenamento analógico incluem pontas de prova passivas, pontas de prova ativas e pontas de prova diferenciais.

Portanto, esta é uma visão geral do armazenamento analógico osciloscópio - funcionando com aplicações. Em um osciloscópio de armazenamento analógico, existem muitos controles que permitem ao instrumento exibir o sinal com precisão da maneira necessária, como controle de foco, controle de intensidade, entradas de sinal, base de tempo, gatilho, etc. Aqui está uma pergunta para você, o que é um osciloscópio de armazenamento digital?