Oscilloscopi Rohde & Schwarz

Un oscilloscopio misura la variazione del livello di tensione dei segnali elettrici in funzione del tempo. Un oscilloscopio ha un display grafico che mostra il livello di tensione sull’asse verticale (Y) e il tempo sull’asse orizzontale (X). La traccia sullo schermo (che rappresenta la forma d’onda del segnale) mostra le variazioni del livello di tensione nel tempo. I moderni oscilloscopi digitali convertono la tensione del segnale in una serie di valori numerici (i cosiddetti campioni), per beneficiare delle possibilità di elaborazione digitale del segnale. Tale forma d’onda digitalizzata visualizzata su un oscilloscopio digitale può essere analizzata per proprietà quali l’ampiezza, la frequenza, il tempo di salita, l’intervallo di tempo, la distorsione e molte altre.

La maggior parte degli oscilloscopi ha diversi canali, ognuno dei quali può elaborare un segnale separato in parallelo. Qualsiasi segnale che può essere convertito in un segnale elettrico che rappresenta l’intensità del segnale attuale, come il suono o altre vibrazioni, può essere misurato anche con un oscilloscopio.

I moderni oscilloscopi digitali supportano una moltitudine di misure e applicazioni specifiche per la risoluzione dei problemi dei circuiti o il controllo della qualità dei segnali acquisiti. Esempi sono il trigger e la decodifica del bus seriale per il debug e i test di conformità (come USB o Ethernet), le misure di jitter, l’analisi della risposta in frequenza usando le funzioni del diagramma di Bode, misure sull’elettronica di potenza, analisi dei segnali digitali per progetti a segnale misto, analisi EMI, debug dei radar automobilistici.

La larghezza di banda è la caratteristica più importante di un oscilloscopio. Si misura in Hertz e indica la gamma di frequenze che l’oscilloscopio può misurare con accuratezza. Tecnicamente, la larghezza di banda di un oscilloscopio corrisponde alla larghezza di banda analogica dell’amplificatore d'ingresso dell’oscilloscopio che ha una caratteristica di tipo passa-basso. La larghezza di banda è definita come la frequenza alla quale un segnale in ingresso viene attenuato di 3 dB (decibel), corrispondente a una diminuzione dell’ampiezza a circa il 70,7% del suo valore originale. Ciò significa che i segnali di questa frequenza o superiori non vengono misurati accuratamente dall’oscilloscopio.

1. Per forme d’onda non sinusoidali, come ad esempio i segnali di clock rettangolari, la larghezza di banda dell’oscilloscopio dovrebbe essere almeno 3 volte la frequenza fondamentale del segnale di clock per la decodifica o il debugging e 5 volte il segnale di clock per il test di conformità.

2. Per i segnali non periodici si deve considerare il "tempo di salita" t_r, cioè il fronte più veloce / più ripido del segnale. In questo caso, la larghezza di banda minima richiesta per l’oscilloscopio f_BW può essere approssimata utilizzando la relazione f_BW = 0,5 / f_r.

La frequenza di campionamento è il numero di campioni (cioè valori discreti) che un oscilloscopio digitale può acquisire al secondo. La frequenza di campionamento determina la risoluzione orizzontale della forma d’onda acquisita. Pertanto, definisce quanti dettagli del segnale vengono registrati, cioè con una piccola frequenza di campionamento non tutti i dettagli di un segnale in rapido cambiamento vengono misurati.

L’impostazione del trigger di un oscilloscopio determina il momento in cui l’oscilloscopio inizia ad acquisire il segnale. Il principio di funzionamento della funzione di trigger dell’oscilloscopio prevede che una parte del segnale in ingresso venga inoltrata ad un circuito comparatore. Quando la tensione della forma d’onda raggiunge una condizione di trigger precedentemente definita (ad es. attraversa un livello di soglia), viene avviata l’acquisizione dei dati. La funzione di trigger dell’oscilloscopio permette anche di visualizzare sullo schermo in modo fisso dei segnali ripetitivi, come una forma d’onda sinusoidale.

Con un circuito di trigger digitale questa funzione lavora a valle del convertitore A/D, elaborando i dati già digitalizzati. Questo caratteristica si traduce in un jitter di trigger molto basso e nella capacità di poter sfruttare il trigger sull'intera larghezza di banda dell’oscilloscopio. Inoltre, consente di impostare potenti funzionalità di trigger, come ad esempio un’isteresi di trigger regolabile.

Il fattore determinante sarà la frequenza dei segnali da misurare. La larghezza di banda dell’oscilloscopio determinerà la frequenza massima che può essere misurata. La regola generale per la larghezza di banda è da tre a cinque volte la frequenza da misurare. Inoltre, lo scenario di misura gioca un ruolo importante per trovare il giusto oscilloscopio. Il catalogo di oscilloscopi Rohde & Schwarz comprende soluzioni sia per misure generiche che per standard industriali specifici. Comprende:

• Oscilloscopi di base con larghezze di banda da 50 MHz a 1 GHz economicamente molto convenienti adatti alle applicazioni didattiche e all’utilizzo professionale, con ampie possibilità di espansione e aggiornamento, come ad esempio il modello R&S®RTC1000.
• Oscilloscopi da banco per uso generale con memoria profonda e opzioni di analisi intelligenti, come l’analisi della risposta in frequenza utilizzando i diagrammi di Bode, come il modello R&S®RTB2000.
• Oscilloscopi ad alte prestazioni con larghezza di banda fino a 16 GHz, de-embedding in tempo reale, elevate velocità di aggiornamento, basso rumore e trigger digitali unici ad alte prestazioni, come il modello R&S®RTP.