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oscilloscòpio

sm. [sec. XX; da oscill(azione)+-scopio]. Strumento per la misura diretta di ampiezze e intervalli di tempo e per la visualizzazione di forme d'onda di segnali elettrici. Nelle linee essenziali, l'oscilloscopio si compone di un tubo a raggi catodici sullo schermo del quale il pennello elettronico riproduce l'andamento temporale del segnale di ingresso, di un amplificatore verticale che eleva l'ampiezza del segnale al livello necessario per la deflessione verticale del pennello, di una base dei tempi che comanda automaticamente la deflessione orizzontale del pennello in coincidenza temporale con il segnale, e di un circuito a scatto o trigger che genera tale coincidenza discriminando in ampiezza la presenza del segnale di ingresso. L'amplificatore verticale e la base dei tempi hanno comandi tarati che fanno corrispondere alla divisione sullo schermo in orizzontale e verticale rispettivamente un intervallo di tempo e una tensione; per esempio la scala verticale può estendersi da 1 mV a 100 V, e quella orizzontale da 100 ns a 1 s. Scelte le scale che si prevedono di interesse, la traccia sullo schermo permette di visualizzare il segnale applicato all'oscilloscopio ed effettuare le misure, purché la frequenza di ripetizione del segnale sia sufficiente a fornire la persistenza dell'immagine all'osservatore e le successive tracce coincidano nel sovrapporsi. Quest'ultima condizione viene soddisfatta agendo dove occorra con i comandi di trigger, che permettono di scegliere indipendentemente l'ampiezza del livello di discriminazione, la pendenza positiva o negativa di attraversamento, di filtrare le componenti rapide oppure lente del segnale, o di sincronizzarsi su un segnale ausiliario esterno. Il ritardo con cui necessariamente ha inizio la scansione orizzontale rispetto all'arrivo del segnale, che ne farebbe perdere la parte precedente, è compensato a tempi brevi con una linea di ritardo inserita nell'amplificatore verticale. Per visualizzare simultaneamente due segnali applicati all'oscilloscopio si può disporre di un tubo a raggi catodici a doppio cannone. Più frequentemente, si introduce un chopper elettronico che commuta rapidamente (a frequenze intorno al MHz) da un segnale all'altro entro la stessa traccia oppure in tracce successive; con questa estensione l'oscilloscopio si dice a doppia traccia. Le caratteristiche degli oscilloscopi sono molto diversificate per coprire la varietà di requisiti di misura e di flessibilità operativa provenienti dai differenti campi della strumentazione; gli oscilloscopi modulari o a cassetti consentono di sostituire il verticale o la base dei tempi per l'applicazione specifica estendendo il campo di impiego. In ogni caso, si può disporre di sensibilità in verticale fino a 0,05 mV, e di bande passanti fino a 500 MHz, ma non simultaneamente. Bande ancor più elevate (5 GHz) si ottengono negli oscilloscopi con tubi a raggi catodici a deflessione progressiva, che tuttavia possiedono scadenti sensibilità (1 V), e negli oscilloscopi a campionamento. Questi ultimi non operano però in tempo reale, in quanto ricostruiscono per punti la forma d'onda del segnale di ingresso, necessariamente periodico, prelevandone un campione per periodo a intervalli equispaziati e crescenti rispetto all'istante di trigger. Per segnali lenti o non ripetitivi sono infine usati gli oscilloscopi a memoria, il cui tubo a raggi catodici incorpora di fronte allo schermo una sottile griglia a emissione secondaria, in grado di caricarsi positivamente in corrispondenza della traccia che si vuole registrare. Nella fase di lettura, si dirige sullo schermo un fascio ampio, i cui elettroni possono passare la griglia solo laddove essa è positiva, fornendo una replica della traccia registrata osservabile per lungo tempo, con una persistenza di durata compresa generalmente tra 10 e 60 minuti.

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