Obsługa oscyloskopu

Oscyloskopy RTM2000 mają charakterystyczny dla firmy Rohde&Schwarz design utrzymany w kolorystyce szaro-niebieskiej (fotografia 3). Elementy regulacyjne zgrupowano w kilku sekcjach w zależności od przeznaczenia. Z lewej strony ekranu umieszczono przyciski i pokrętło sekcji „Setup” służące m.in. do ustawiania parametrów pracy oscyloskopu wpływających na sposób wyświetlania oscylogramów oraz umieszczania innych informacji na ekranie. Są to np.: czas wyłączania menu, data i czas systemowy, typ interfejsu wykorzystywanego do komunikacji z urządzeniami zewnętrznymi, opcje dotyczące sygnalizacji dźwiękowej i wiele innych. Poprzez menu Setup kalibruje się sondy, a także cały tor pomiarowy. Poleceniem Update wykonuje się aktualizację oprogramowania firmowego.

Fotografia 3. Elementy regulacyjne płyty czołowej oscyloskopu RTM20234

W większości oscyloskopów cyfrowych standardowo punkt odpowiadający momentowi wyzwolenia jest umieszczany na środku ekranu. Można go oczywiście przesuwać w obie strony i szybko wracać do tego punktu przez naciśnięcie pokrętła/przycisku Position. W oscyloskopach RTM2000 przewidziano możliwość przesunięcia domyślnego punktu wyzwolenia o wielokrotność działek ekranowych w obie strony od środka ekranu. Jest to przydatne na przykład w przypadku, gdy użytkownika bardziej interesuje fragment przebiegu za punktem wyzwolenia, niż przed nim.

W sekcji „Setup” znajdują się ponadto przyciski wykorzystywane do zapisywania nastaw oscyloskopu oraz zrzutów ekranowych w pamięci wewnętrznej lub zewnętrznej. Można także bezpośrednio robić wydruki na dołączonej drukarce.

Pozostałe elementy regulacyjne umieszczono po prawej stronie ekranu. Tak jak w większości oscyloskopów znajdujemy tu sekcje: „Measure”, „Nawigation”, „Trigger”, „Vertical”, „Horizontal”. Oprócz nich jest też sekcja „Analyze” związana ze specyficznymi możliwościami pomiarowymi oscyloskopów RTM2000.

Pomiary

Oscyloskop cyfrowy jest jednym z najbardziej uniwersalnych przyrządów pomiarowych. Oprócz obserwacji przebiegów wykonuje się nim pomiary wielu parametrów pojedynczych sygnałów elektrycznych, ale bada się też relacje między kilkoma przebiegami. Podstawowym narzędziem wykorzystywanym do pomiarów są kursory ekranowe. Mają one kilka trybów pracy (tabela 1) wybieranych w zależności od rodzaju wykonywanego pomiaru. Wyróżniamy więc kursory czasowe lub napięciowe, możliwy jest również tryb czasowo-napięciowy, w którym na ekranie są umieszczane jednocześnie dwa kursory napięciowe i dwa czasowe (rysunek 4). Najważniejsze parametry sygnału, takie jak napięcia szczytowe, napięcie RMS, częstotliwość, czasy narastania/opadania zboczy, napięcie średnie można uzyskać naciskając przycisk QUIC MEAS. Obok wartości liczbowych umieszczane są dodatkowe informacje graficzne wyjaśniające znaczenie każdego z nich (rysunek 5).

Rysunek 4. Pomiary z zastosowaniem kursorów Y-T

Rysunek 5. Pomiary Quick

Pozostały jeszcze dostępne w każdym oscyloskopie cyfrowym pomiary automatyczne. Rohde&Schwarz przyjął jednolitą zasadę stosowaną w całej rodzinie RTM. Zakłada ona wyświetlanie maksymalnie 4 parametrów, które są umieszczane w tabelce w dolnej części ekranu. Uzupełnieniem wyników pomiarów bezpośrednich są statystyki, które po włączeniu odpowiedniej opcji są wyświetlane nad tabelką (rysunek 6).

Rysunek 6. Pomiary automatyczne ze statystyką

Analizy

Właściciele oscyloskopów rodziny RTM2000 z wykupioną opcją RTM-K31 stają się automatycznie posiadaczami analizatora jakości mocy. Nie chodzi oczywiście o bonus dodawany do zakupu, lecz o zaimplementowaną w oprogramowaniu firmowym przyrządu funkcję.

Pomiary wymagają użycia sondy prądowej, której nie ma w wyposażeniu standardowym. Funkcja Power Analysis zawiera kilka typowych pomiarów. Najważniejsze to:

• Pomiar jakości mocy – wybierając tę opcję zostają uruchomione automatyczne pomiary mocy czynnej, biernej i pozornej, przesunięcia fazowego między napięciem i prądem, częstotliwości, współczynnika mocy, wartości RMS napięcia i prądu. Przyjęto tu zasadę podobną do pomiarów automatycznych. Wszystkie powyższe parametry są wyświetlane w dolnym rogu ekranu.
• Pomiar harmonicznych (TDH) – dzięki dużej czułości układów wejściowych oscyloskopu oraz małym szumom własnym, możliwe jest wyznaczenie nawet 40. harmonicznej sieci 50 lub 60 Hz. Za pomocą tej funkcji można określać przekroczenie normy IEC 61000-3-2 (A, B, C i D). Każdy wykryty przypadek przekroczenia poziomu poszczególnych harmonicznych jest zaznaczany na prostym wykresie umieszczanym w tabeli wyników (rysunek 7).
• Pomiar prądu rozruchu silników elektrycznych.
• Długoterminowy pomiar zużywanej energii elektrycznej.

Rysunek 7. Pomiar harmonicznych sieci zasilającej

Analiza mocy zawiera ponadto szereg innych, często wykonywanych pomiarów, takich jak tętnienia, widmo, slew rate, rezystancja dynamiczna, modulacja, czasy włączania i wyłączania itp.

Bez dodatkowych opcji rozszerzających firmware można natomiast korzystać z testów pass/fail (mask test). Są to pomiary dobrze znane użytkownikom oscyloskopów cyfrowych. Polegają na sprawdzaniu czy badany sygnał nie przekracza zdefiniowanej dla niego maski. W oprogramowaniu oscyloskopów RTM2000 test ten został opracowany bardzo przejrzyście. Maska jest określana na przykład przez skopiowanie do niej przebiegu wzorcowego, a następnie odpowiednie rozciągnięcie i przesunięcie jej w pionie oraz w poziomie. Użytkownik może również decydować o rodzaju akcji wykonywanej w chwili wykrycia błędu. Jest to sygnał dźwiękowy, wygenerowanie specjalnego impulsu pojawiającego się na gnieździe wyjściowym testu, a także automatyczne wykonanie zrzutu ekranu do pamięci wewnętrznej lub zewnętrznej. Bardzo przydatnym parametrem testu jest liczba błędów, które powinny wystąpić, aby zainicjować powyższe akcje (określana niezależnie dla każdego parametru). Przykładowy zrzut ekranu wykonany w chwili zarejestrowania błędu przedstawiono na rysunku 8.

Rysunek 8. Pomiar Mask test