Un oscilloscopio è uno strumento di laboratorio comunemente utilizzato per visualizzare e analizzare la forma d'onda dei segnali elettronici. In effetti, il dispositivo traccia un grafico della tensione del segnale istantaneo in funzione del tempo.
Un oscilloscopio tipico può visualizzare forme d'onda di corrente alternata (CA) o corrente continua pulsante (CC) con una frequenza di circa 1 hertz (Hz) o di diversi megahertz (MHz). Gli oscilloscopi di fascia alta possono visualizzare segnali con frequenze fino a diverse centinaia di gigahertz (GHz). Il display è suddiviso nelle cosiddette divisioni orizzontali (hor div) e verticali (vert div). L'ora viene visualizzata da sinistra a destra sulla scala orizzontale. La tensione istantanea appare sulla scala verticale, con valori positivi in salita e valori negativi in discesa.
La forma più antica di oscilloscopio, ancora oggi utilizzata in alcuni laboratori, è nota come oscilloscopio a raggi catodici. Produce un'immagine facendo viaggiare o spazzare un fascio di elettroni focalizzato lungo la faccia di un tubo a raggi catodici (CRT). Oscilloscopi più moderni replicano elettronicamente l'azione del CRT utilizzando un display a cristalli liquidi (display a cristalli liquidi) simile a quelli che si trovano sui computer notebook. Gli oscilloscopi più sofisticati utilizzano computer per elaborare e visualizzare le forme d'onda. Questi computer possono utilizzare qualsiasi tipo di display, inclusi CRT, LCD e plasma a gas.
In qualsiasi oscilloscopio, lo sweep orizzontale viene misurato in secondi per divisione (s / div), millisecondi per divisione (ms / div), microsecondi per divisione (s / div) o nanosecondi per divisione (ns / div). La deflessione verticale viene misurata in volt per divisione (V / div), millivolt per divisione (mV / div) o microvolt per divisione (? V / div). Praticamente tutti gli oscilloscopi hanno impostazioni di scansione orizzontale e deflessione verticale regolabili.
L'illustrazione mostra due forme d'onda comuni come potrebbero apparire quando vengono visualizzate sullo schermo di un oscilloscopio. Il segnale in alto è un'onda sinusoidale; il segnale sul fondo è un'onda a rampa. È evidente da questa visualizzazione che entrambi i segnali hanno la stessa frequenza o quasi la stessa. Hanno anche approssimativamente la stessa ampiezza da picco a picco. Supponiamo che la velocità di scansione orizzontale in questo caso sia 1 µs / div. Quindi queste onde completano entrambe un ciclo completo ogni 2 µs, quindi le loro frequenze sono entrambe di circa 0.5 MHz o 500 kilohertz (kHz). Se la deflessione verticale è impostata per, diciamo, 0.5 mV / div, allora queste onde hanno entrambe ampiezze picco-picco di circa 2 mV.
Oggigiorno, i tipici oscilloscopi di fascia alta sono dispositivi digitali. Si collegano ai personal computer e utilizzano i loro display. Sebbene queste macchine non impieghino più fasci di elettroni a scansione per generare immagini di forme d'onda alla maniera del vecchio "oscilloscopio" a raggi catodici, il principio di base è lo stesso. Il software controlla la velocità di scansione, la deflessione verticale e una serie di altre funzionalità che possono includere:
- Memorizzazione delle forme d'onda per riferimenti e confronti futuri
- Visualizzazione simultanea di più forme d'onda
- Analisi spettrale
- Portabilità
- Opzione di alimentazione della batteria
- Usabilità con tutte le piattaforme operative più diffuse
- Zoom-in e zoom-out
- Display multicolore