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Oscilloscopio: varie tipologie a confronto

Indice Argomento Corrente

1) Introduzione: Tipologie dell'oscilloscopio

3) Oscilloscopio Analogico con cursori

Questa breve guida non ha certo la pretesa di insegnarvi tutti i trucchi per utilizzare un oscilloscopio, facciamo una trattazione minimale per permettervi di capire di cosa si tratta e la logica di utilizzo senza tirare ad indovinare i settaggi.
Per gli usi più specialistici occorre leggere il manuale del proprio oscilloscopio.

Introduzione: Tipologie dell'oscilloscopio

L'oscilloscopio, realizzato da Karl Ferdinand Braun per la prima volta nel 1898, è uno strumento impiegato per visualizzare su uno schermo l'evoluzione di un segnale elettrico nel tempo. Usato come strumento di misura, sia per la tensione che per la frequenza è meno preciso degli strumenti dedicati (voltmetro e frequenzimetro).
E' uno strumento insostituibile, sia nella ricerca di guasti che nella verifica dei prototipi.
Abbinato a diversi tipi di sensori permette la visualizzazione dell'evoluzione nel tempo di svariate grandezze fisiche.
Ne esistono principalmente due tipologie:

Oscilloscopio Analogico. Si tratta del primo oscilloscopio creato in ordine di tempo e tuttora usato soprattutto in ragione del basso prezzo di acquisto sul mercato dell'usato.
Oscilloscopio Analogico con cursori. L''evoluzione dell'oscilloscopio analogico.
Oscilloscopio Digitale. Si tratta dell'ultima evoluzione dello strumento, integra anche funzioni diverse da quelle tipiche dell'oscilloscopio.

Poi esistono strumenti ibridi (come ad esempio il Combiscope® della Fluke) che fanno sia l'uno che l'altro, ovvero sono sia analogici che digitali.

Oscilloscopio Analogico

Si tratta di un oscilloscopio che tratta il segnale in modo completamente analogico, permettendoci di amplificarlo e inviarlo alle placche di deflessione di un tubo a raggi catodici, ma che non permette nessun tipo di elaborazione del segnale, limitandosi ad amplificarlo e a condizionarlo per renderlo adatto a pilotare un tubo a raggi catodici.
L'unica possibilità che abbiamo per "salvare" il risultato ottenuto è usare una macchina fotografica.

Oscilloscopio Analogico con cursori

Si tratta di un oscilloscopio che tratta il segnale in modo completamente analogico, ma dotato della possibilità di eseguire delle misure sulla grandezza che stiamo visualizzando allo scopo di facilitare la lettura della stessa.
In pratica è un ibrido che integra una parte digitale dedicata alla misura e alla visualizzazione della stessa sullo schermo.

Oscilloscopio Digitale

Si tratta di un oscilloscopio che tratta il segnale da misurare in modo completamente digitale, ovvero il segnale viene campionato da un ADC (Analog to Digital Converter) e trasformato in un valore numerico che viene poi analizzato/manipolato da un processore e visualizzato su un display LCD oppure collegandolo ad un computer.
Vantaggi:

Ha un ingombro molto ridotto, non utilizzando un tubo a raggi catodici.
Può eseguire per via matematica delle funzioni tipiche di altri strumenti, come l'analizzatore di spettro.
Il dato una volta campionato non può più essere alterato da rumore o stadi di amplificazione non perfettamente lineari.
I dati si possono in genere salvare su vari supporti di memoria.

Precisione

La precisione degli oscilloscopi analogici è legata alla precisione intrinseca dello strumento e alla precisione di lettura della forma d'onda visualizzata.
In realtà la precisione è sempre abbastanza scarsa e l'errore si attesta in genere sul 10%.
Negli oscilloscopi digitali l'errore di misura dovuto alla precisione dell'operatore è scongiurato, normalmente dispongono di sistemi di selezione del valore da misurare di facile utilizzo e hanno una precisione intrinseca legata al convertitore analogico/digitale che di solito è a 8 bit.
Quindi rappresenta ogni valore con 256 livelli diversi.
Questo genera un errore che è funzione della misura che facciamo.
Ad esempio se visualizziamo una forma d'onda che ha valore picco-picco 100 Volt e vogliamo misurare un particolare che ha un valore di 1Volt avremo un errore enorme mentre se misuriamo i 100 Volt avremo un errore inferiore all'1%.