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오실로스코프는 전자 공학에서 중요한 테스트 도구입니다. 특히 반복적인 파형이나 고주파 신호의 일부를 측정할 때 그렇습니다. 그러나 초보자들 사이에 질문이 있습니다. 아날로그 대 디지털 오실로스코프 – 어느 것이 더 낫습니까? 대부분의 경우 디지털 오실로스코프는 아날로그 오실로스코프보다 비용이 많이 듭니다.
하지만 왜? 이 가이드에서 우리는 이 질문과 그 이상에 답할 것입니다. 또한 각 범위의 작동 방식과 식별 방법도 다룰 것입니다. 이 가이드가 끝날 때쯤에는 둘을 구분하고 프로젝트에 가장 적합한 것을 구별해야 합니다.
오실로스코프를 조정하는 손
오실로스코프는 여러 이름으로 불립니다. 오실로그래프, o-스코프, CRO(음극선 오실로스코프), DSO(디지털 저장 오실로스코프) 또는 단순히 스코프라고 할 수 있습니다. 프로브를 사용하여 전자 장치 또는 전기 회로의 두 지점 사이의 변화하는 신호 전압을 측정하는 장비입니다.
전압을 측정할 때 멀티미터는 단일 시점에서 회로 판독을 수행합니다. 반면 오실로스코프를 사용하면 시간 경과에 따른 회로의 전압을 측정할 수 있습니다. 기본적으로 수천 번을 읽어야 화면에 표시됩니다. 이를 통해 일시적인 이벤트로 인한 전압 스파이크 또는 강하를 쉽게 비교할 수 있습니다.
오실로스코프에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 아날로그 오실로스코프(또는 아날로그 오실로스코프) 및 디지털 오실로스코프. 사실상 동일하게 작동하지만 디지털 오실로스코프에는 아날로그에 없는 추가 기능이 있습니다.
아날로그 오실로스코프
제조업체에서 아날로그 오실로스코프를 도입할 때 수평 편향판이 있는 CRT를 사용하여 파형을 표시했습니다.
튜브에 있는 수평판의 전압은 흐름의 위치를 수정했습니다. 전자 흐름이 화면의 형광체 코팅에 닿았을 때 착지 영역이 빛났습니다. 결과적으로 이것은 궁극적으로 인지할 수 있는 파장이 될 광점을 표시했습니다.
두 개의 다른 신호를 비교하는 데 사용할 수 있는 듀얼 빔 오실로스코프가 있었습니다. 그들은 하나의 평면 화면에 두 개의 전자빔을 동시에 방출하고 표시합니다.
기본 아날로그 오실로스코프에는 저장 기능이 제공되지 않았습니다. 그러나 입력 파장 이미지를 저장하기 위해 아날로그 저장 스코프를 구입할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이러한 아날로그 스토리지 스코프는 비용이 많이 들고 현대 표준에 따르면 매우 초보적이었습니다.
원래 아날로그 스코프는 일반적으로 크고 복잡했습니다. 그러나 디지털 기술 덕분에 미래의 스코프는 현장 서비스 애플리케이션을 위해 충분히 작아졌습니다.
Rigol DS2000 시리즈 디지털 오실로스코프
크고 성가신 CRT에서 솔리드 스테이트 스크린이 자리를 잡았습니다. 따라서 이것은 스코프를 훨씬 더 작게 만들고 깊지 않게 만들었습니다. 또한 이것은 더 많은 디스플레이 기능을 제공했습니다. 오늘날 디지털 오실로스코프는 가장 일반적인 유형의 스코프입니다.
또한 디지털 스코프의 출현으로 표준 저장, 향상된 디스플레이 조작, 더 나은 트리거 등과 같은 추가 기능이 가능해졌습니다.
제조업체와 회사가 최초의 디지털 스코프를 출시하면서 디지털 포스퍼 오실로스코프 아래에 도입했습니다. (DPO) 및 디지털 스토리지 오실로스코프 (DSO). 이는 처음 몇 개의 디지털 오실로스코프에서 형광체 스크린을 사용했기 때문입니다. 현대의 디지털 오실로스코프는 LED 또는 LCD 화면을 사용합니다.
과거에는 화면 크기와 해상도가 아날로그 오실로스코프를 제한했습니다. 반대로 최신 디지털 오실로스코프에는 이러한 문제가 없습니다.
Agilent 54622D MSO 분해
출처:Flickr
디지털 스코프가 제공하는 새로운 기능은 아날로그 시대에 많은 사람들이 상상할 수 있는 것 이상이었습니다. 일반적으로 사용 가능한 2개 이상의 아날로그 스코프 채널을 넘어서는 논리 분석 채널과 같은 기능을 통합했습니다. 예를 들어 혼합 신호 오실로스코프(MSO)를 사용할 수 있게 되었습니다. 함수 발생기 출력과 같은 기타 기능 및 디지털 멀티미터 도 가능했습니다.
거의 모든 최신 오실로스코프에는 표준 MSO 모델이 있습니다. 또는 옵션으로 여러 디지털 채널을 제공할 수 있습니다. 또한 많은 디지털 오실로스코프에는 주파수 도메인 에서 측정을 수행하기 위한 신호 처리 기능이 포함되어 있습니다. 즉, 스펙트럼 분석 . 이를 통해 스펙트럼 분석과 일반 스코프 측정의 혼합이 필요할 수 있는 회로를 테스트할 수 있습니다.
진정한 혼합 도메인 오실로스코프 주파수 영역 측정에만 사용할 수 있는 전용 RF 커넥터가 있습니다. 흥미롭게도 일반적으로 더 높은 성능의 스펙트럼 분석 기능을 가지고 있습니다.
디지털 샘플링 오실로스코프
출처:Wikimedia Commons
오실로스코프의 또 다른 형태는 디지털 샘플링 범위입니다. . 사람들이 제한된 수의 틈새 응용 프로그램에 사용하는 매우 특수한 형태의 범위입니다. 예를 들어 수십 GHz 영역에 대한 신호의 지터와 같은 측면을 볼 수 있습니다. 따라서 일반적인 오실로스코프 애플리케이션에는 이러한 스코프를 사용하지 않습니다.
결과적으로 사용 사례가 제한적입니다. 범위도 다양한 형식으로 제공됩니다. 실험실에서 사용하기 위해 표준 벤치 케이스로 제공될 수 있습니다. 대조적으로, 다른 것들은 현장 서비스 애플리케이션에 더 적합합니다.
노트북에 연결하는 PicoScope 6000
출처:위키미디어
PC 기반 오실로스코프는 독립형 오실로스코프 또는 외부 오실로스코프로 제공될 수 있습니다. 외부 PC 기반 오실로스코프가 작동하려면 PC에 연결해야 합니다. 또한 컴퓨터의 디스플레이, 전원 공급 장치 및 프로세서를 사용할 수 있습니다. 종종 USB 인터페이스를 통해 연결할 수 있습니다.
그러나 일부 외부 오실로스코프는 PXI 시스템과 같은 컴퓨터 버스 시스템을 사용할 수 있습니다. 물론 컴퓨터가 올바르게 인터페이스하려면 오실로스코프 소프트웨어와 드라이버를 설치해야 합니다.
반면에 내부 PC 기반 독립형 오실로스코프에는 내부 컴퓨터 부품이 함께 제공됩니다. 기기 제어와 같은 추가 기능을 제공하는 내부 마이크로프로세서가 있습니다. , 자동 측정 및 디스플레이 관리 . 또한 디지털화된 신호를 보다 복잡하게 처리할 수 있습니다. 이는 다이렉트 뷰 스토리지 CRT가 있는 아날로그 버전의 기능을 능가합니다.
오실로스코프에는 매우 다양한 유형과 모델이 있습니다. 특성을 알고 사양 시트를 보면 성능, 폼 팩터 및 전체 기능을 볼 수 있습니다.
오실로스코프가 있는 전자 엔지니어링 작업대
초보 전자 커뮤니티 사이에 큰 오해가 있습니다. 많은 사람들은 아날로그 스코프만 CRT 디스플레이를 사용한다고 가정합니다. 이것은 사실이 아닙니다. Tektronix 2230 디지털 스토리지 오실로스코프와 같은 디지털 오실로스코프는 CRT 디스플레이를 사용합니다.
Tektronix 2213과 같은 오래된 아날로그 스코프를 Tektronix 2230 DSO와 비교하면 후자가 더 많은 패널 컨트롤을 가지고 있다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 디지털 스토리지 범위가 작동하는 방식은 본질적으로 더 복잡합니다.
디지털 스코프는 아날로그 스코프가 할 수 있는 모든 것을 할 수 있습니다. 그러나 아날로그 스코프에서 축소를 시작하면 특히 주파수가 낮은 경우 출력 이미지가 깜박이기 시작합니다. 이것은 CRT 화면이 파형을 표시하는 방식 때문입니다.
디지털 스토리지 오실로스코프는 보다 안정적인 이미지를 제공하여 이 문제를 해결합니다. 따라서 DSO는 다양한 전압을 표시하는 대신 다양한 지점에서 파형을 샘플링하여 저장하고 표시합니다. 이렇게 하면 보다 안정적인 디스플레이가 제공되고 전체 파형을 더 쉽게 볼 수 있습니다.
디지털 오실로스코프는 ADC(아날로그-디지털 변환기)를 통해 이를 달성합니다. 측정된 전압을 아날로그 신호로 받아 디지털 신호로 변환합니다.
아날로그 스코프는 디지털 스코프와 같은 지속성을 가질 수 없습니다. 또한 디지털 스코프에서 효과적인 지속성을 조정하여 더 많은 노이즈를 포착할 수 있습니다. 디스플레이 보정을 통해 더 정확한 측정과 더 나은 그래프 품질을 볼 수 있습니다. 또한 LCD 기술을 사용하여 디지털 시스템을 더 가볍고 휴대할 수 있습니다.
오실로스코프 벡터 이미지
출처:Commons Wikimedia
오실로스코프 간의 차이점을 이해하는 또 다른 방법은 사양을 관찰하는 것입니다. 이 섹션에서는 이러한 사양을 다룹니다.
오실로스코프의 배너 사양입니다. 오실로스코프의 프런트 엔드가 처리할 수 있는 높은 주파수와 캡처할 수 있는 상승 시간의 속도를 설명합니다.
따라서 신호의 주파수와 해당 신호의 상승 시간은 본질적으로 관련이 있습니다. 스코프에서 볼 수 있는 가장 빠른 상승 시간을 계산하려면 0.35를 스코프의 지정된 대역폭으로 나눕니다. 따라서 공식은 다음과 같습니다. 가장 빠른 캡처 가능 시간 =0.35 / 대역폭.
아날로그 및 디지털 오실로스코프에는 모두 대역폭 사양이 있습니다. 그러나 최신 디지털 스코프는 이전 스코프의 대역폭 기능을 훨씬 능가합니다.
이 사양은 디지털 스코프에 고유합니다. 오실로스코프가 데이터를 수집하는 초당 포인트 수를 알려줍니다. 기본적으로 입력 신호는 아날로그 프런트 엔드(대역폭이 나오는 곳)를 통해 라우팅된 다음 디지타이저가 아날로그 파형을 샘플링합니다.
샘플링 속도는 대역폭과 관련이 있지만 영향을 주지는 않습니다. 아날로그 프론트엔드에서 데이터를 가져오기만 하면 됩니다. 그럼에도 불구하고 대역폭은 오실로스코프의 아날로그 부분을 설명하고 샘플 속도는 디지털 부분을 설명합니다. 이를 통해 샘플링 속도가 디지털 오실로스코프 전용 사양인 이유를 알 수 있습니다.
샘플 속도와 메모리 깊이는 오실로스코프에서 서로 밀접하게 관련된 속성입니다. 메모리 깊이는 오실로스코프가 캡처할 수 있는 파형 데이터의 양을 나타냅니다. 샘플링 속도가 빠를수록 캡처된 웨이브가 더 짧아집니다. 따라서 샘플 속도가 더 빠른 파형은 더 많은 메모리를 차지합니다. 또한 사용할 수 있는 메모리가 많을수록 더 많은 시간을 저장할 수 있습니다.
메모리 깊이는 디지털 오실로스코프의 세 번째로 중요한 속성입니다. 다시 말하지만, 이는 디지털 스토리지 오실로스코프 고유의 사양입니다. 아날로그 오실로스코프는 파형을 캡처하거나 기록하지 않습니다. 따라서 메모리 깊이 속성이 없습니다.
최신 오실로스코프는 8, 10 및 12 ADC 비트와 함께 제공됩니다. 아날로그-디지털 변환기는 아날로그 신호를 받아 변환하고 디지털 정보로 양자화합니다. 따라서 8비트 ADC는 256개의 양자화 레벨(2^8 =256)이 가능합니다. 이것은 ADC의 수직 분해능입니다.
분해능이 높을수록 파형 표현이 더 명확해집니다. 또한 ADC 비트는 입력 범위를 결정합니다. . 예를 들어, 해상도가 더 높은 스코프는 작은 신호를 분석하는 데 더 적합합니다. 이것은 아날로그 오실로스코프에는 없는 또 다른 고유한 사양입니다.
표준 DSO에는 트리거 이벤트가 발생했을 때 반응하는 방법을 알려주는 다양한 트리거 모드가 있습니다. 예를 들어, 에지 트리거 모드는 신호가 디스플레이의 그리드 에지에 닿을 때 스냅샷을 캡처하도록 오실로스코프에 지시합니다. 이는 파형을 측정하는 다양한 방법을 제공합니다.
다시 말하지만, 아날로그 스코프는 데이터를 캡처 및 저장하지 않기 때문에 트리거는 대부분 디지털 스토리지 오실로스코프에 고유합니다.
아날로그 오실로스코프보다 디지털 오실로스코프를 사용하면 많은 이점이 있습니다. 그러나 오래된 아날로그 오실로스코프를 사용하면 어떤 이점이 있습니까?
디지털 스코프는 더 정교한 오실로스코프인 경향이 있습니다. 반대로 아날로그 오실로스코프는 컨트롤이 최소화되고 디스플레이가 덜 혼란스럽기 때문에 사용이 더 쉬울 수 있습니다. 따라서 전압 테스트의 기본 사항을 배우는 데 사용할 수 있습니다. 종종 기능이 적을수록 더 단순해집니다. 아날로그 스코프를 구성하는 데 많은 시간을 할애할 필요가 없습니다.
아날로그 오실로스코프는 디지털 유형보다 저렴합니다. 이것은 더 오래되고 기능이 적고 이러한 유형의 중고 스코프를 많이 찾을 수 있기 때문에 더 저렴합니다.
아날로그 판독값은 종종 아날로그 CRT 화면에서 더 잘 나타납니다. 더 선명하고 경우에 따라 덜 시끄럽게 보일 수 있습니다.
다시 말하지만, 그들이 더 오래되었기 때문에 구매할 수 있는 오래된 중고 모델이 많이 있습니다. 또한 수요가 적습니다. 따라서 평판이 좋은 대부분의 전자 제품 및 장비 매장에는 재고가 가득 차 있는 경향이 있습니다.
아날로그 오실로스코프보다 디지털 오실로스코프를 사용하면 많은 이점이 있습니다. 그러나 오래된 아날로그 오실로스코프를 사용하면 어떤 이점이 있습니까?
가용성: 다시 말하지만, 그들이 더 오래되었기 때문에 구매할 수 있는 오래된 중고 모델이 많이 있습니다. 또한 수요가 적습니다. 따라서 평판이 좋은 대부분의 전자 제품 및 장비 매장에는 재고가 가득 차 있는 경향이 있습니다.
전자 공학에서 가장 간단한 테스트의 경우 아날로그 오실로스코프는 디지털 오실로스코프와 마찬가지로 성능을 발휘합니다. 초보자 또는 취미 생활자라면 디지털 스코프 대신 아날로그 스코프를 구입하면 더 많은 이점을 얻을 수 있습니다. 그러나 스코프를 구입할 때는 목표와 오실로스코프의 기능이 목표와 일치하는지 명확해야 합니다.
예를 들어, 오실로스코프 설계, 디지털 또는 아날로그 대역폭, 상승 시간, 샘플 속도, 채널 밀도, 레코드 길이, 파형 캡처 속도, 연결성 및 확장성을 분석해야 합니다. 디지털 오실로스코프의 경우 채널당 메모리와 메모리 깊이에 대해 걱정해야 합니다. 이러한 간단한 사양을 이해하면 어떤 오실로스코프가 가장 적합한지 분별할 수 있습니다. 이제 사람들이 "아날로그 대 디지털 오실로스코프; 어느 것이 더 낫습니까?” 당신은 그들에게 명확한 답을 줄 수 있을 것입니다. 그럼에도 불구하고 이 가이드가 도움이 되었기를 바랍니다. 언제나처럼 읽어주셔서 감사합니다.
산업기술
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