오실로스코프는 시간에 따라 변하는 전자 신호를 포착하는 테스트 장비로, 사용자는 주기, 주파수, 위상, 진폭 등 이러한 신호의 특징을 분석할 수 있습니다. 비공식적으로 "스코프"라고 알려진 이 장치는 전 세계 물리학 및 엔지니어링 실험실 어디에서나 사용되며 취미 생활자, 학생 및 전문가 모두 디버깅, 특성화 및 데이터 수집을 위해 사용됩니다. 오실로스코프는 종종 여러 신호 또는 추적을 동시에 기록할 수 있으며 연속적으로 스위프하거나 특정 트리거 이벤트 후에만 추적을 수집하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 휴대 가능하고 다재다능한 스코프는 모든 수준의 전자 테스트의 초석입니다. USB 오실로스코프는 기존 오실로스코프의 이러한 바람직한 특성을 취하고 성능 저하 없이 이를 향상시킵니다.
USB 오실로스코프가 기존 오실로스코프와 다른 점은 무엇입니까?
위에 설명된 기존 오실로스코프는 대부분 자체 내장 화면과 사용자 인터페이스(UI)를 갖추고 있어 장치의 비용과 물리적 공간이 모두 증가합니다. 또한 사용자는 LAN 연결이나 썸 드라이브를 통해 오실로스코프에서 데이터를 수동으로 검색해야 합니다. 반면 USB 오실로스코프는 USB 포트를 통해 컴퓨터에 연결되는 이 장치의 보다 컴팩트한 버전입니다. 컴퓨터는 오실로스코프의 디스플레이와 UI 역할을 하므로 제조업체는 이러한 추가 비용을 버리고 소프트웨어와 사용자 경험을 개선하는 데 집중할 수 있습니다.
USB 오실로스코프의 장점은 무엇입니까?
이식성: USB 오실로스코프에는 물리적 디스플레이나 UI가 없다는 점을 고려하면 벤치탑 오실로스코프보다 휴대성이 훨씬 뛰어납니다. 따라서 공간이 제한된 현장 작업이나 실험실 환경에 이상적입니다.
비용 효율성: 복잡성이 줄어들기 때문에 USB 오실로스코프는 기존 오실로스코프보다 가격이 저렴한 경우가 많습니다. 비용이 절감되므로 예산이 제한된 사용자가 액세스할 수 있습니다.
다용성: 오실로스코프의 UI 및 디스플레이 역할을 하기 때문에 함께 제공되는 소프트웨어에는 데이터 로깅 및 데이터를 쉽게 공유하고 저장하는 기능과 같은 더 많은 기능이 포함되는 경우가 많습니다.
사용 용이성: USB 오실로스코프의 UI는 학부생 및 후배 연구원과 같이 기존 연구실 장비보다 컴퓨터에 더 익숙한 사용자에게 더 직관적일 수 있습니다.
USB 오실로스코프에는 어떤 애플리케이션이 있습니까?
오실로스코프는 광범위한 분야에서 사용할 수 있는 매우 다재다능한 도구입니다. 아래 목록에는 이러한 응용 프로그램 중 일부가 포함되어 있지만 완전하지는 않습니다.
전자 및 전력 시스템 설계: 엔지니어는 오실로스코프를 사용하여 전자 회로의 설계, 테스트 및 디버깅을 지원합니다. AC 및 DC 전압을 시간의 함수로 보고 측정하는 기능은 소규모 및 대규모 모두에서 구성 요소가 의도한 대로 작동하는지 확인하는 데 도움이 됩니다. 대규모 상업 생산에서 오실로스코프는 전자 부품과 시스템이 엄격한 품질 및 성능 표준을 충족하는지 확인하는 데도 도움이 됩니다. 마지막으로 오실로스코프는 인버터, 컨버터, 전원 공급 장치 등 전력 시스템의 성능을 측정하고 분석하는 데 사용할 수 있습니다.
자동차 진단: 자동차 진단 분야의 기술자 및 연구원 자동차 산업 오실로스코프를 사용하여 센서, 액추에이터 및 스위치와 같은 많은 자동차 구성 요소의 문제를 디버그하고 진단합니다. 오실로스코프는 차량용 통신 데이터 스트림도 테스트할 수 있습니다.
교육 및 훈련: 오실로스코프는 사용하기 쉽고 물리학 및 공학 커리큘럼에 공통적으로 적용되는 학부 수준의 전자 원리를 입증하는 데 유용하기 때문에 교육 기관 어디에서나 사용됩니다. 또한 학생들이 기본적인 전자 실험실 실험과 회로 구축을 수행하는 데 도움을 줄 수도 있습니다.
통신: 엔지니어는 오실로스코프를 사용하여 통신 시스템 문제를 분석하고 해결합니다. 기술자는 신호 무결성 문제를 진단하고, 특정 신호의 대역폭을 실시간으로 확인하고, 데이터 전송 속도를 계산할 수 있습니다.
연구 및 개발: 물리학, 공학, 생물 의학, 재료 과학을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 과학 분야의 연구자들이 오실로스코프를 사용합니다. 연구실의 오실로스코프는 데이터 수집 및 분석을 위한 광범위한 실험에 사용됩니다.
오디오 및 음향: 오실로스코프는 전자기 영역에만 국한되지 않으며 디지털화된 오디오 신호 분석, 사운드 장비 설계 및 오디오 시스템 문제 해결에 도움이 될 수 있습니다.
USB 오실로스코프의 주요 기술 사양은 무엇입니까?
채널 수: 동시에 측정할 수 있는 트레이스 수입니다. 기존 오실로스코프와 USB 오실로스코프 모두 일반적으로 2~4개의 채널을 제공합니다. 데이터에 대한 수학 연산을 수행하는 기능은 일반적으로 별도의 채널로 계산되지 않습니다.
대역폭: 오실로스코프가 정확하게 측정할 수 있는 주파수 범위입니다. 지정된 대역폭을 벗어나면 측정된 신호 전력이 빠르게 감소하기 시작합니다. 더 빠른 신호를 관찰하려면 더 높은 대역폭이 필요합니다. 중저가 오실로스코프의 범위는 수십에서 수백 메가헤르츠에 이를 수 있는 반면 고급 모델은 1GHz를 초과할 수 있습니다.
샘플링 속도: 오실로스코프가 신호를 샘플링하는 속도입니다. 이는 샘플링 속도가 최소한 오실로스코프에 명시된 대역폭의 두 배여야 하므로 대역폭과 관련이 있습니다(참조: 나이 퀴 스트 정리). 그러나 수집된 신호의 충실도를 향상시키기 위해 샘플링 속도가 나이퀴스트 주파수보다 훨씬 높은 경우가 많습니다. 높은 샘플링 속도는 앨리어싱을 줄이고 신호 플로팅 및 처리에 더 많은 시간 분해능을 제공할 수 있습니다.
분해능: 측정할 수 있는 가장 작은 전압 변화입니다. 이 숫자는 입력 전압 범위와 비트 수에 따라 결정됩니다. 대부분의 오실로스코프는 일반적으로 8비트 또는 12비트이며 전압 범위는 다음과 같이 조정할 수 있습니다. ± 50mV ~ ± 50V 이상. 해상도가 높을수록 신호에 대한 더 자세한 분석이 제공되지만, 비트 해상도가 높아지면 샘플링 속도가 저하되는 경우가 많습니다.
FPGA 기반 디지털 USB 오실로스코프를 통해 유연성과 성능 극대화
XNUMXD덴탈의 모쿠 오실로스코프 FPGA 기반의 모든 모델에서 사용할 수 있는 13가지 소프트웨어 정의 계측기 중 하나입니다. 모쿠 가족. 단일 기기로 사용하는 경우 인터페이스와 설정을 다음을 통해 볼 수 있습니다. 모쿠: 앱, 오실로스코프는 신호 수집을 위한 4개의 채널과 덧셈, 곱셈, 푸리에 분석 및 XY 플로팅을 포함하여 추적 데이터에 대한 다양한 작업을 수행할 수 있는 수학 채널을 제공합니다. 사용자는 실시간으로 4개 채널 간의 상대 위상, 주파수 및 듀티 사이클을 측정할 수도 있습니다. 오실로스코프는 내부 및 외부 트리거링도 지원하며 Moku가 내장되어 있습니다. 파형 발생기. 그림 1은 단일 장비 모드에서 사용되는 스코프를 보여주며, 오른쪽에는 각 채널의 설정을 볼 수 있습니다. 오실로스코프의 추적 및 설정은 다음을 사용하여 .csv 형식으로 쉽게 내보낼 수 있습니다. 모쿠: 앱, LAN, USB-C 또는 Wi-Fi를 통해 PC 또는 Mac을 Moku 장치에 연결할 수 있습니다.
그림 1: 단일 장비 모드에서 디지털 오실로스코프 사용. Moku 오실로스코프는 최대 XNUMX개의 입력과 수학 채널을 동시에 플롯할 수 있습니다.
또한 Moku 오실로스코프는 두 개의 입력 채널로 작동할 수도 있습니다. 다중 기구 모드. 다중 계측기 모드는 여러 계측기가 동시에 작동할 수 있도록 Moku 장치의 FPGA를 분할합니다. 이를 통해 스코프는 다음과 같은 다른 Moku 장비와 쉽게 통합될 수 있습니다. 로직 분석기, 파형 발생기 또는 위상계. 계측기 간의 모든 디지털 연결을 통해 이러한 방식으로 오실로스코프를 실행하면 아날로그 설정의 특징인 삽입 손실 및 위상 드리프트가 제거됩니다.
사용 예는 그림 2에 나와 있습니다. Moku:Pro 다중 장비 모드에서 다음과 같이 구성됩니다. 위상 동기 루프. 이 설정에서 Moku는 위상 계측기 슬롯 2의 파형 발생기에서 생성된 단순 사인파를 측정하고 위상 고정 출력을 생성합니다. 오실로스코프는 파형 발생기와 위상계의 출력을 모니터링하고 위상 잠금이 작동하는지 확인하는 데 사용됩니다.
그림 2: 다중 계측기 모드에서 디지털 오실로스코프 사용. 채널 3의 오실로스코프는 파형 발생기와 위상계의 출력을 동시에 측정합니다.
적합한 USB 오실로스코프 선택
Moku 오실로스코프와 같은 디지털 USB 오실로스코프는 신호 분석을 위한 편리하고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 장치에서 사용할 수 있는 여러 계측기, 계측기 간의 디지털 연결 및 소형 폼 팩터 덕분에 Moku는 물리적 공간과 예산이 제한된 상황에서 특히 유용합니다. 기존 독립형 오실로스코프의 모든 기능을 유지하면서도 다양성과 사용 편의성 측면에서 상당한 이점을 제공합니다.
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