Come si usa un oscilloscopio

tramite: O2O
Difficoltà: difficile
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Introduzione

Avete mai sentito parlare dell'oscilloscopio? Se non ne avete mai sentito parlare, o se ne avete sentito parlare e volete sapere come si usa un oscilloscopio, questa è certamente la guida che fa al caso vostro. L’oscilloscopio è un interessante e particolare strumento che vi consente di osservare dei repentini cambiamenti di tensione di un segnale elettrico attraverso un intervallo di tempo. In altre parole, l'oscilloscopio è utile perché può misurare la forma e l'ampiezza di un segnale elettrico, fattori che non potremmo misurare con un semplice multimetro. In questa semplice e breve guida, pensata per i principianti, troverete passo dopo passo le istruzioni di base per sapere come si usa un oscilloscopio.

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I comandi dell'oscilloscopio

Solitamente, quando si procede con la misurazione mediante un oscilloscopio, si può subito osservare la presenza di una linea che si estende da un lato all’altro dello schermo. Questa riga rappresenta un grafico cartesiano della tensione nel tempo laddove la tensione (V) si misura lungo l’asse delle y ed il tempo (T) lungo quello delle x. Gli oscilloscopi si suddividono principalmente in 2 categorie: analogici e digitali; in questa guida faremo riferimento a quello digitale. I comandi su entrambe sono essenzialmente i medesimi, tenete però presente che quelli digitali potrebbero nascondere alcuni dei controlli in un menu sul display LCD invece che utilizzare un tasto oppure una manopola. Innanzitutto diamo uno sguardo ai comandi. Tutti gli oscilloscopi possiedono in comune dei comandi di base, cercate di identificarli sul vostro. Innanzitutto, noterete almeno un input cui collegare la sonda (anche detta cavo coassiale; controllate di avere uno di questi cavi). Dopodiché, schermo con una griglia graduata; questa griglia serve per visualizzare le misurazioni tramite l'oscilloscopio. Poi c'è il Volts/div: questo selettore vi consente di impostare quanti "volt" vengono rappresentati da ogni incremento verticale delle divisioni della griglia sullo schermo. Fondamentalmente, esso dunque vi permette di ravvicinare e allontanare lungo l’asse y del vostro oscilloscopio. Poi vi è il Time/div, che serve ad impostare quanto tempo viene rappresentato da ogni incremento orizzontale delle divisioni della griglia sullo schermo. Esso permette di ravvicinare ed allontanare lungo l’asse delle ascisse. C'è il Vertical position/offset, che serve per muoversi verso l’alto o il basso nella direzione delle y. C'è l' Horizontal position/offset, per muovervi a destra o sinistra. Infine, troviamo il Trigger level, ovvero uno strumento che vi consente di stabilizzare il vostro segnale sullo schermo dell'oscilloscopio, e piú avanti lo osserveremo nel dettaglio.

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Impostazione dell'oscilloscopio

Eccoci al secondo passo, che riguarda l'impostazione. Accendete il vostro oscilloscopio. Se non avete collegato niente, dovreste vedere una linea piatta; ciò significa che la tensione dell’input non cambia nel tempo. Con i selettori volts/div e vertical position, centrate la linea orizzontale sul display e impostate volts/div a ~1V e time/div a ~1ms per iniziare. Vediamo ora come collegarci al segnale oscillante. Innanzitutto avrete bisogno di un segnale di frequenza che sia costante. Se avete un ondogeno potete usarlo: impostatelo con un'ampiezza 2.5 V e modulazione 500Hz. Se non lo avete potreste ad esempio utilizzare un microcontrollore Arduino: caricate il codice 555 timer, genererá un’onda quadra dal pin digitale 8 che oscilla fra 0 e 5 V con frequenza uguale a 500Hz. Collegate, ora, il cavo coassiale all’oscilloscopio. Collegate anche la parte centrale (assiale) del cavo al canale d’ingresso dell’oscilloscopio e il laterale (solitamente un connettore a coccodrillo) a terra. Per il momento impostate il vostro oscilloscopio ad Accoppiamento AC (piú avanti nella guida ne parleremo più dettagliatamente).

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Impostazione del Trigger

Nel terzo passo vediamo come impostare il Trigger. Una volta che vi sarete connessi al vostro segnale, dovreste vedere la linea piatta assumere la forma di onda. Regolate il time/div in modo che possiate vedere una separazione fra le oscillazioni; poi, regolate volts/div e Posizione verticale affinché l’onda oscilli entro i limiti dello schermo. La vostra onda potrebbe essere difficile da notare e sembrarvi instabile. Se non dovesse oscillare agite sul livello tensione del trigger fino a che ciò avvenga (se il vostro oscilloscopio ha piú di un canale, controllate che il trigger sia impostato sul canale giusto; schiacciate il pulsante del menu trigger e seguite le istruzioni sul menu lcd, cercate la scritta "trigger source"). Mentre agite con il livello trigger, potrete vedere l’indicatore relativo che si sposta su e giù all'interno dello schermo (il triangolino giallo alla destra dello schermo nelle immagini). Prestate, dunque, particolare attenzione, perché quando il livello trigger eccede l’altezza dell’onda, allora il segnale diventa solitamente un segnale instabile. Il livello trigger è essenzialmente un livello di voltaggio che il vostro oscilloscopio compara con il segnale entrante, che gli permette di stabilizzare un’onda che si ripete o catturare picchi di tensione sullo schermo. L’azione di “triggering” a volte può risultare complessa; alcuni usano delle fonti di triggering esterne e delle modalitá speciali.

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Misurazione della frequenza

Eccoci giunti all'ultimo passo di questa guida nel quale vediamo come è possibile misurare correttamente la frequenza. La frequenza di un’onda è, per definizione scientifica, il numero di volte in cui la suddetta onda ripete la sua forma in un secondo. Non possiamo misurare direttamente la frequenza sull’oscilloscopio, ma possiamo misurare un parametro molto vicino chiamato “periodo”. Ora che ho concluso, non mi resta che augurarvi un buon lavoro, sperando di avervi spiegato al meglio e correttamente come si usa un oscilloscopio.

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