Фигуры на осциллографе: Фигуры Лиссажу — Практическая электроника

Фигуры Лиссажу — Практическая электроника

Что такое фигуры Лиссажу?

Фигуры Лиссажу представляют из себя различные геометрически-красивые рисунки, которые вычерчиваются точкой, колеблющейся в двух взаимно-перпендикулярных направлениях на одной плоскости.

Чтобы было более понятно, давайте представим девочку на качели из покрышки:

И вот представьте, что сзади ее раскачивает папа, а сбоку — мама. То есть наша девочка будет одновременно летать вперед-назад, а также влево-вправо. Долго ли она продержится — это уже другой вопрос). Если в солнечный денек посмотреть на землю, то мы увидим, что тень девочки вырисовывает различную траекторию полета.

Почему бы нам не поиграться пучком электронов, отклоняя его одновременно и по вертикали и по горизонтали? Вспоминаем, как выглядит электронно-лучевая трубка осциллографа:

где

1 — это горизонтальные пластины

2 — вертикальные пластины

ну и остальные детали — это составляющие электронной пушки.

Подаем на вертикальные пластины один синусоидальный сигнал, а на горизонтальные — другой синусоидальный сигнал. В результате точка на осциллографе будет вырисовывать различные линии и кривые, в зависимости от частоты сигналов. Хотя, цифровой осциллограф и аналоговый почти не похожи по внутренней начинке, но принцип действия у них все равно схож.

Как получить фигуры Лиссажу

Итак, для того, чтобы вырисовывать фигуры Лиссажу, нам потребуются два генератора частоты.

Генератор №1

Генератор №2

и осциллограф с функцией XY-режима. В моем случае это цифровой осциллограф OWON

Думаю, почти во всех современных осциллографах есть режим XY, будь это аналоговый или цифровой осциллограф.

Режим XY-осциллографа

Как вы помните, при простом использовании осциллографа у нас по оси X было время, а по оси Y — напряжение. Поэтому, по умолчанию,  мы  на осциллографе смотрим изменение напряжения во времени. Но если с помощью нехитрой кнопки переключить в режим XY, то у нас по Y будет напряжение и по X…. тоже напряжение, но уже с другого генератора частоты. Если включить в таком режиме только один генератор, то мы увидим только одну прямую линию либо по вертикали, либо по горизонтали. Это аналогично тому, если бы нашу девочку раскачивал только папа или только мама. Наша девочка летела бы только по одной прямой траектории.

А что будет, если сбоку нашу девочку будет раскачивать мама, а сзади — папа?  Тут уже траектория девочки будет хаотичной. Но во всяком хаосе рождается порядок. И первым его заметил французский математик Жюль Антуан Лиссажу.

Строим фигуры Лиссажу на осциллографе

Цепляем на один канал один генератор частоты, а на другой канал — другой генератор частоты:

На осциллографе мы должны увидеть два сигнала с разных генераторов частоты, благо у меня осциллограф двухканальный:

Теперь переводим осциллограф в режим XY. На моем осциллографе это делается с помощью кнопки Display

Ну а потом с помощью дисплейных клавиш выбираем режим XY

И получается примерно вот такая хаотическая картинка:

Ну еще бы, один генератор дергает точку по X, другой по Y и у каждого генератора разная частота.

А давайте возьмем один генератор и с него подадим сигнал на два канала сразу. Частота и фаза совпадают и на первом и втором канале, так как мы берем сигнал с одного и то же генератора. В результате у нас будет вот такая картинка:

Если взять 100 Герц  на первом генераторе и на втором генераторе, то получим что-то типа этого:

В реальности же получается круг, который все время крутится и превращается то в эллипс, то в прямую, так как  очень ровно подобрать частоту на первом и втором генераторе очень сложно. Хотя на практике можно подавать сигнал на один канал напрямую, а на другой — через фазовращатель.

Если увеличить частоту на одном из генераторов вдвое, то можно наблюдать уже другие фигуры:

Эта фигура тоже все время крутится на осциллографе.

Увеличиваем на одном генераторе частоту в кратное число раз, то есть было 100, потом 200, 300 и тд и получаем абсолютно новые 3D фигуры 😉

Различное отношение частот одного генератора к другому дает различные фигуры Лиссажу:

Вот такие фигуры вы будете видеть на экране своего осциллографа:

А вот такие фигуры Лиссажу получаются, если использовать пилообразный сигнал с обоих генераторов сразу при разных отношениях коэффициентов

А вот такие фигуры получаются, если на одном оставить синус, а на втором поставить пилу:

В основном фигуры Лиссажу в электронике можно использовать тогда, когда надо узнать частоту неизвестного генератора через образцовый генератор, частоту которого мы знаем, а также узнать сдвиг фаз между двумя одинаковыми сигналами. Ну и второе применение  — это чисто визуальный кайф при вращении этих фигур на экранчике вашего осциллографа 😉

Метрология и стандартизация

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

• Реферат

  Метрология и стандартизация

  От 250 руб

• Контрольная работа

  Метрология и стандартизация

  От 250 руб

• Курсовая работа

  Метрология и стандартизация

  От 700 руб

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Метроло́гия — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого — метрологические стандарты.

Метрология состоит из трёх основных разделов:

• Теоретическая или фундаментальная — рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений).
• Прикладная — изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.
• Законодательная — устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

Стандартиза́ция — деятельность по разработке, опубликованию и применению стандартов, по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, технической и информационной совместимости, взаимозаменяемости и качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии, единства измерений, экономии всех видов ресурсов, безопасности хозяйственных объектов с учётом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций, обороноспособности и мобилизационной готовности страны.

Стандартизация направлена на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих или потенциальных задач.

За реализацию норм стандартизации отвечают органы стандартизации, наделенные законным правом руководить разработкой и утверждать нормативные документы и другие правила, придавая им статус стандартов.

В области промышленности стандартизация ведет к снижению себестоимости продукции, поскольку:

• позволяет экономить время и средства за счет применения уже разработанных типовых ситуаций и объектов;
• повышает надежность изделия или результатов расчетов, поскольку применяемые технические решения уже неоднократно проверены на практике;
• упрощает ремонт и обслуживание изделий, так как стандартные узлы и детали — взаимозаменяемые (при условии, что сборка осуществлялась без пригоночных операций).

На нашем сайте предоставлены учебные материалы для студентов, по метрологии и стандартизации. Суммарно около

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Расчет стоимостиГарантииОтзывы

с использованием осциллографа для отображения сигналов

Чаще всего осциллограф используется для отображения одного или нескольких сигналов во временной области. Разновидностью является отображение сигналов в частотной области. В большинстве осциллографов с такой возможностью доступ к частотной области осуществляется нажатием кнопки Math. Затем нажмите программную клавишу, элемент управления, который меняется в зависимости от контекста, соответствующий быстрому преобразованию Фурье. Дисплей мгновенно меняется, чтобы показать тот же подключенный сигнал в частотной области. Как и во временной области, ось Y соответствует амплитуде, но она откалибрована по амплитуде мощности, а не по амплитуде напряжения. Отображение обычно в логарифмическом масштабе.

Что радикально отличается в режиме частотной области, так это то, что ось X используется совершенно по-другому. Вместо времени он настроен на отображение частоты. Представление в частотной области состоит точно из той же информации, что и представление во временной области, и благодаря чуду преобразования Фурье и производного от него быстрого преобразования Фурье можно переходить из одной области в другую любое количество раз без потеря информации.

Другой тип режима отображения осциллографа известен как режим XY. Два сигнала подаются в отдельные каналы. Один сигнал подается на вертикальную систему, как и при обычном подключении во временной области. Когда осциллограф работает в режиме XY, а второй синхронный сигнал подается в другой канал, указанный на осциллографе, оба сигнала отслеживают напряжения, один по оси X, и, как если бы сигнал был повернут боком, другой по оси Y. Полученное изображение известно как паттерн Лиссажу. При изучении паттерна Лиссажу становится ясной определенная информация о взаимосвязи между двумя сигналами. Интересующими метриками являются частота, отношение, относительная амплитуда и фазовый сдвиг.

Кривые Лиссажу задаются двумя параметрическими уравнениями, показанными здесь. Их внешний вид чувствителен к соотношению a/b. Когда a/b=1, фигура представляет собой эллипс. Отношение a/b также определяет количество лепестков на фигуре — соотношения 3/1 или 1/3 дают фигуры с тремя основными лепестками. Соотношение 5/4 дает пять горизонтальных лепестков и четыре вертикальных лепестка. Отношение A/B определяет относительное отношение ширины к высоте кривой. Таким образом, отношение 2/1 дает фигуру в два раза шире, чем длиннее. Значение δ определяет угол поворота фигуры, если рассматривать ее как трехмерную.

Простейшие картины Лиссажу появляются на дисплее осциллографа, когда частоты сигналов одинаковы, т.е. их соотношение 1:1. Когда это условие выполнено и фазовый сдвиг равен 0°, изображение представляет собой прямую линию, идущую с наклоном вверх от левой стороны экрана к правой стороне. Та же самая картина Лиссажу отображается, когда фазовый сдвиг составляет 360 °, показывая, что эти два фазовых сдвига эквивалентны.

Когда фазовый сдвиг составляет 90° или 270° и оба сигнала имеют одинаковую частоту, отображается идеальный круг. Когда фазовый сдвиг составляет 45 °, картина Лиссажу представляет собой эллипс, центральная линия которого наклонена вверх слева направо. При фазовом сдвиге на 180° картина Лиссажу представляет собой прямую линию с наклоном вниз слева направо.

Во всех случаях, когда соотношение частот равно 1:1, отображается эллипс, предельным случаем которого являются прямая линия и окружность.
Все более сложные, но легко распознаваемые паттерны Лиссажу получаются для этих фазовых сдвигов двух сигналов, имеющих разные отношения частот, а когда амплитуды не совпадают, генерируется еще больше паттернов Лиссажу.

Паттерны Лиссажу получили свое название от Жюля Антуана Лиссажу, который исследовал их, писал и читал о них лекции в 1857 году. Он был выдающимся и успешным лектором, продемонстрировавшим построенное им устройство, которое генерировало эти паттерны. Он состоял из вибрирующего камертона, к которому было прикреплено зеркало. Свет отразился от этого зеркала, а затем, в свою очередь, отразился от другого зеркала, прикрепленного ко второму камертону. Эти две сборки устанавливались под прямым углом, и изображение проецировалось на стену в затемненном помещении.

Сегодня эта демонстрация девятнадцатого века выполняется путем подключения внешнего или внутреннего сигнала к двум каналам осциллографа. Трудная часть состоит в том, чтобы найти источник двух синхронизированных сигналов переменного тока. Очевидно, что подходящий генератор функций будет работать. Но есть и другие альтернативы.

Портативный осциллограф с батарейным питанием, по крайней мере, с двумя каналами, изолированными от земли и друг от друга, может подключаться к сети таким образом, чтобы получать два сигнала переменного тока, которые либо совпадают по фазе, либо сдвинуты по фазе на 180° . Противофазные сигналы получаются путем подключения двух датчиков таким образом, чтобы их заземляющие обратные выводы подключались к противоположным сторонам цепи электропитания.

Обратите внимание, что в этой схеме нельзя использовать настольный заземленный осциллограф с обычными пробниками, так как это приведет к сильному току короткого замыкания. Дифференциальный датчик решает проблему, но является довольно дорогим аксессуаром, поэтому в большинстве лабораторий его нет.

Однако есть и другой способ. Осциллограф Tektronix серии MDO3000 с внутренним генератором сигналов произвольной формы может генерировать сигналы 13 различных форм:

• Синусоидальный
• Квадрат
• Импульс
• Рампа
•  DC
• Шум
• Sin (х)/х
• Гаусс
• Лоренц
• Экспоненциальный подъем
• Экспоненциальный спад
• Гаверсинус
• Сердечный

Форма сигнала по умолчанию — синусоидальная, что нам и нужно. Его можно отобразить, проложив кабель BNC от AFG Out, который находится на задней панели, к одному из аналоговых каналов на передней панели. Первый канал выбран по умолчанию. План состоит в том, чтобы ввести две синусоидальные волны в отдельные каналы с возможностью изменения амплитуды и частоты и просмотреть диаграмму Лиссажу в режиме XY осциллографа.

Чтобы увидеть это в приборе серии MDO 3000, сначала нажмите Default Setup. Затем нажмите АФГ. На дисплее появится синусоидальная волна по умолчанию. Затем нажмите кнопку «Сохранить/вызов меню». Установите в качестве источника первый канал с помощью многофункционального регулятора a. Установите желаемое место назначения, стараясь не перезаписать ранее сохраненный сигнал, который вы хотите сохранить. Затем нажмите OK Сохранить.

Вы можете сказать, что синусоида от AFG была успешно сохранена, когда цвет кривой изменится на белый, который не является одним из цветов выделенного канала.

Чтобы получить доступ к изображению Лиссажу, нажмите Получить. Затем нажмите функциональную клавишу, связанную с отображением XY. Меню появляется справа от дисплея, а XY Display в настоящее время выключен. Нажмите Triggered XY, чтобы включить режим XY. Дисплей XY представляет собой горизонтальную линию.
Обратите внимание, что если вы выключите AFG или отсоедините кабель BNC, шаблон Лиссажу временно исчезнет. Нажав AFG, а затем Настройки формы волны, можно изменить частоту или период, амплитуду и смещение и посмотреть, что происходит на дисплее XY.

Octopus тестирует компоненты, используя так называемый анализ аналоговых сигнатур (или ASA). При подключении к осциллографу, находящемуся в режиме отображения X-Y, осьминог может отображать характеристики напряжения и тока компонентов. Таким образом, осьминога также иногда называют индикатором кривой.

Узоры Лиссажу интересны и поучительны, но можно задаться вопросом об их практическом использовании. В сочетании с осциллографом устройство, известное как тестер осьминога, можно использовать для проверки цепей на наличие обрыва или короткого замыкания. Можно проверить целостность резистора, конденсатора, катушки индуктивности или диода (включая стабилитрон).

Горизонтальная линия соответствует обрыву цепи. Вертикальная линия соответствует шорту. Наклонная линия, идущая из нижнего левого угла в верхний правый, отображается, когда устройство, подключенное к тестеру Octopus, является резистором. Эллипс означает конденсатор или катушку индуктивности. Обратный L — это диод, и если добавлена ​​вертикальная линия, идущая вниз, у вас есть диод Зенера.

Устройство подключает ограниченное по току напряжение к интересующему компоненту или цепи. Напряжение и ток отображаются на дисплее осциллографа, работающего в режиме XY, а шаблоны Лиссажу передают пользователю информацию о состоянии устройства или схемы. Используя пробники, вы можете быстро перемещаться по большому количеству сложных схем с множеством компонентов и получать хорошее представление о том, что происходит.

Основы осциллографа | Учебник по чтению и эксплуатации

Анализ формы волны и сигналов

Почти все потребительские товары сегодня имеют электронные схемы. Независимо от того, является ли продукт простым или сложным, если он включает в себя электронные компоненты, процесс проектирования, проверки и отладки требует осциллографа для анализа многочисленных электрических сигналов, которые заставляют продукт оживать.

Понимание основ работы с осциллографом имеет решающее значение практически для любого продукта.

Что такое осциллограф? Проще говоря, осциллограф — это диагностический прибор, который рисует график электрического сигнала. Этот простой график может многое рассказать о сигнале, например:

• Значения времени и напряжения сигнала.
• Частота колебательного сигнала.
• «Движущиеся части» цепи, представленные сигналом.
• Частота появления определенной части сигнала относительно других частей.
• Является ли неисправный компонент искажающим сигнал.
• Какая часть сигнала представляет собой постоянный ток (DC) или переменный ток (AC).
• Какая часть сигнала является шумом и меняется ли шум со временем.

Посмотреть полную линейку осциллографов »

График осциллографа

На самом базовом уровне график электрического сигнала на осциллографе показывает, как сигнал изменяется во времени (рис. 2):

Рисунок 2 : Компоненты X, Y и Z отображаемого сигнала.

Интенсивность или яркость дисплея иногда называют осью Z. В осциллографах с цифровым люминофором (DPO) ось Z может быть представлена ​​цветовой градацией дисплея (рис. 3).

Рисунок 3 :Два смещения часов с градацией интенсивности по оси Z.

Значение целостности сигнала

Основным преимуществом осциллографа является его способность точно восстанавливать сигнал. Чем лучше реконструкция сигнала, тем выше целостность сигнала. Вот один из способов думать о целостности сигнала. Осциллограф аналогичен камере, которая фиксирует изображения сигналов, которые вы затем наблюдаете и интерпретируете. Несколько ключевых вопросов лежат в основе целостности сигнала:

• Когда вы делаете снимок, точно ли он отражает то, что произошло на самом деле?
• Изображение четкое или нечеткое?
• Сколько точных снимков вы можете делать в секунду?

Различные системы и рабочие характеристики осциллографа способствуют его способности обеспечивать максимально возможную целостность сигнала. Пробники также влияют на целостность сигнала измерительной системы.

Этот учебник поможет вам понять все эти элементы, чтобы вы могли выбрать и использовать осциллограф, подходящий для вашего приложения. Прежде чем вы начнете оценивать осциллографы, вам необходимо понять основы сигналов и их измерения.

Эта информация содержится в этой главе. Это основа того, как заставить осциллограф работать на вас.

Общие сведения о сигналах и измерениях сигналов

Общий термин для модели, которая повторяется во времени, — волна. Звуковые волны, мозговые волны, океанские волны,
и волны напряжения — все это повторяющиеся паттерны. Осциллограф измеряет волны напряжения. Форма волны — это графическое представление волны.

Физические явления, такие как вибрации, температура или электрические явления, такие как ток или мощность, могут быть преобразованы датчиком в напряжение. Один цикл волны — это часть волны, которая повторяется. Форма волны напряжения показывает время по горизонтальной оси и напряжение по вертикальной оси.

Формы сигналов многое говорят о сигнале. Каждый раз, когда вы видите изменение высоты сигнала, вы знаете, что напряжение изменилось. Всякий раз, когда есть плоская горизонтальная линия, вы знаете, что за этот промежуток времени нет никаких изменений.

Прямые диагональные линии означают линейное изменение; повышение или понижение напряжения с постоянной скоростью. Острые углы на осциллограмме указывают на внезапное изменение. На рис. 4 показаны распространенные формы сигналов.

Рисунок 4 :Общие формы сигналов

На рис. 5 показаны источники обычных сигналов, такие как электрические розетки, компьютеры, автомобили и телевизоры.

Рисунок 5 : Источники общих сигналов

Типы сигналов

Большинство волн можно разделить на следующие типы:

• Синусоидальные волны.
• Прямоугольные и прямоугольные волны.
• Пилообразные и треугольные волны.
• Формы шагов и импульсов.
• Периодические и непериодические сигналы.
• Синхронные и асинхронные сигналы.
• Сложные волны.

Далее мы рассмотрим каждый из этих типов волн.

Синусоидальные волны

Синусоидальная волна является основной формой волны по нескольким причинам. Он обладает гармоничными математическими свойствами. Это та же самая форма синуса, которую вы, возможно, изучали на уроках тригонометрии.

Напряжение в настенной розетке изменяется по синусоиде. волны

Большинство источников питания переменного тока производят синусоидальные волны (переменный ток означает переменный ток, хотя напряжение также меняется; постоянный ток означает постоянный ток, что означает постоянный ток и напряжение, например, при работе от батареи). Затухающая синусоида представляет собой особый случай. вы можете увидеть в цепи, которая колеблется, но со временем затухает.

Прямоугольные и прямоугольные волны

Прямоугольная волна — еще одна распространенная форма волны. По сути, прямоугольная волна представляет собой напряжение, которое включается и выключается (или становится высоким и низким) через равные промежутки времени. Это стандартная волна для тестирования усилителей. Хорошие усилители увеличивают амплитуду прямоугольной волны с минимальными искажениями.

Телевидение, радио и компьютерные схемы часто используют прямоугольные волны для синхронизирующих сигналов. Прямоугольная волна похожа на прямоугольную, за исключением того, что высокие и низкие временные интервалы не имеют одинаковой длины. Это особенно важно при анализе цифровых схем.

Пилообразные и треугольные волны

Пилообразные и треугольные волны возникают в схемах, предназначенных для линейного управления напряжениями, таких как горизонтальная развертка аналогового осциллографа или растровая развертка телевизора.

Переходы между уровнями напряжения этих волн изменяются с постоянной скоростью. Эти переходы называются рампами.

Формы шагов и импульсов

Такие сигналы, как шаги и импульсы, возникающие редко или непериодически, называются одиночными или переходными сигналами.

Ступенька указывает на внезапное изменение напряжения, похожее на изменение напряжения, которое вы видите при включении выключателя питания.

Импульс указывает на внезапные изменения напряжения, аналогичные изменениям напряжения, которые вы видите, если включить и снова выключить выключатель питания. Импульс может представлять собой один бит информации, проходящий через компьютерную цепь, или это может быть сбой или дефект в цепи.

Набор импульсов, путешествующих вместе, создает последовательность импульсов. Цифровые компоненты компьютера взаимодействуют друг с другом с помощью импульсов. Эти импульсы могут быть в форме последовательного потока данных, или несколько сигнальных линий могут использоваться для представления значения на параллельной шине данных. Импульсы также распространены в рентгеновском, радиолокационном и коммуникационном оборудовании.

Периодические и непериодические сигналы

Повторяющиеся сигналы называются периодическими сигналами, а сигналы, которые постоянно изменяются, называются непериодическими сигналами. Неподвижное изображение аналогично периодическому сигналу, в то время как фильм аналогичен непериодическому сигналу.

Синхронные и асинхронные сигналы

Когда между двумя сигналами существует временная зависимость, такие сигналы называются синхронными. Часы, данные и адресные сигналы внутри компьютера являются примерами синхронных сигналов.

Асинхронные сигналы — это сигналы, между которыми не существует временной зависимости. Поскольку между актом прикосновения к клавише на клавиатуре компьютера и часами внутри компьютера не существует временной корреляции, эти сигналы считаются асинхронными.

Сложные волны

Некоторые формы сигналов сочетают в себе характеристики синусов, квадратов, ступеней и импульсов для получения сложных форм волн. Информация о сигнале может быть встроена в виде изменений амплитуды, фазы и/или частоты.

Например, хотя сигнал на рис. 6 представляет собой обычный составной видеосигнал, он состоит из множества циклов высокочастотных сигналов, встроенных в низкочастотную огибающую.

В этом примере важно понимать относительные уровни и временные отношения шагов. Чтобы увидеть этот сигнал, вам нужен осциллограф, который улавливает низкочастотную огибающую и смешивает высокочастотные волны с градацией интенсивности, чтобы вы могли видеть их общую комбинацию в виде изображения, которое можно интерпретировать визуально.

Осциллографы с цифровым люминофором (DPO) лучше всего подходят для просмотра сложных волн, таких как видеосигналы, показанные на рис. 6. Их дисплеи предоставляют необходимую информацию о частоте появления или градации интенсивности, которая необходима для понимания формы сигнала. действительно делает.

Некоторые осциллографы могут особым образом отображать определенные типы сложных сигналов. Например, телекоммуникационные данные могут отображаться в виде глазковой диаграммы или диаграммы созвездия:

Рисунок 6 : Композитный видеосигнал NTSC является примером сложной волны.

Телекоммуникационные цифровые сигналы данных могут отображаться на осциллографе в виде особого типа сигнала, называемого глазковой диаграммой. Название происходит от сходства формы волны с серией глаз (рис. 7).

Глазковые диаграммы создаются, когда цифровые данные от приемника оцифровываются и применяются к вертикальному входу, в то время как скорость передачи данных используется для запуска горизонтальной развертки. Глазковая диаграмма отображает один бит или единичный интервал данных со всеми возможными переходами границ и состояниями, наложенными в одном комплексном представлении.

Рисунок 7 : Глазковая диаграмма последовательных данных 622 Мбит/с.

Диаграмма созвездия представляет собой представление сигнала, модулированного с помощью схемы цифровой модуляции, такой как квадратурная амплитудная модуляция или фазовая манипуляция.

Схема созвездия.

Измерения осциллограмм

Многие термины используются для описания типов измерений, выполняемых с помощью осциллографа. Далее мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных измерений и терминов.

Частота и период

Если сигнал повторяется, он имеет частоту. Частота измеряется в герцах (Гц) и представляет собой количество повторений сигнала за одну секунду. Это также называется циклами в секунду.

Повторяющийся сигнал также имеет период, который представляет собой количество времени, которое требуется сигналу для завершения одного цикла.

Период и частота обратны друг другу, так что:

Рисунок 8 : Частота и период синусоиды.

Напряжение

Напряжение — это величина электрического потенциала или сила сигнала между двумя точками цепи. Обычно одна из этих точек заземлена или имеет нулевое напряжение, но не всегда. Вы можете захотеть измерить напряжение от максимального пика до минимального пика сигнала, называемое размахом напряжения.

Амплитуда

Амплитуда – это величина напряжения между двумя точками цепи. Амплитуда обычно относится к максимальному напряжению сигнала, измеренному от земли или нуля вольт. Форма сигнала, показанная на рисунке 9имеет амплитуду 1 В и размах напряжения 2 В.

Рисунок 9 : Амплитуда и градусы синусоиды.

Фаза

Фазу лучше всего объяснить, глядя на синусоиду. Уровень напряжения синусоидальных волн основан на круговом движении. Учитывая, что окружность имеет 360°, один цикл синусоиды имеет 360°, как показано на рисунке 10. истекло.

Фазовый сдвиг описывает разницу во времени между двумя похожими сигналами. Осциллограмма на рис. 10, обозначенная как «ток», считается сдвинутой по фазе на 90° с осциллограммой, помеченной как «напряжение», поскольку волны достигают сходных точек в своих циклах ровно на 1/4 периода друг от друга (360°/4 = 90°). Фазовые сдвиги распространены в электронике.

Рисунок 10 : Фазовый сдвиг.

Измерение формы сигнала с помощью цифровых осциллографов

Цифровые осциллографы имеют функции, упрощающие измерение формы сигнала. Они имеют кнопки на передней панели и экранные меню, из которых можно выбирать полностью автоматические измерения.