38770 IMG�36 (2)

potrzebna jest większa częstotliwość próbkowania w każdym kanale lub kaskady (jak na rys 3 20), gdy rejestrator cyfrowy jest bardzo szybki Funkcja przełączania kanałów realizowana jest za pomocą tzw multipleksera analogowego, którego łączenia są sterowane programowo Analogowość¹ takich multiplekserów, czyli konkretnie kluczy elektronicznych. wyraża się tym. że mierzone napięcie (lub natężenie prądu) przenoszone jest możliwie dokładnie od wejścia multipleksera do jego wyjścia i tym się on różni od multipleksera cyfrowego, który takich wymagań nie musi spełniać

Jak już podkreślaliśmy, przenoszenie natężenia prądu przez klucze elektroniczne jest dokładniejsze tuz przenoszenie napięcia

Kanały multiplekserów mogą być niesymetryczne (proste) i symetryczne (różnicowe) W niesymetrycznych kanałach tzw masa, w stosunku do której mierzone jest napięcie, jest wspólna dla wielu kanałów (nie jest „multipleksowana”), a przełączane (komutowane) są tylko „przewody gorące" kanałów W kanałach symetrycznych każdy biegun napięcia jest łączony i odłączany, a dzięki temu mierzone może być napięcie wynikające z różnicy potencjałów w każdym obwodzie („potencjał masy" w każdym obwodzie jest obojętny)

Rejestratory mogą mieć na wejściu każdego kanału układy dopasowujące poziom mierzonej wielkości, którymi są dzielniki napięcia, boczniki prądu lub wzmacniacze pomiarowe. Za pomocą tych układów tworzy się pod zakresy i tym samym rozszerza wypadkowy zakres pomiarowy rejestratora Układy takie nazywane są kondycjonerami (w domyśle -sygnałów; termin wzięty z języka angielskiego)

Zarówno kondycjonery jak i multipleksery mogą być oferowane jako samodzielne przyrządy, które użyte z rejestratorem czynią go bardziej uniwersalnym przyrządem rejestrującym Dobieranie takich układów powinno uwzględniać fakt, że ich dokładność me powinni istotnie pogarszać dokładności zapewnianej przez zastosowane przetworniki pomiarowe a/c, ponieważ przy tej samej dokładności mogą być tańsze

Rozdzielczość i częstotliwość próbkowania wzajemnie są zalezne. Większa częstotliwość to z zasady odpowiednio mniejsza rozdzielczość Istnieje tez współzależność między liczbą kanałów i częstotliwością próbkowania, gdy zastosowany jest jeden układ pomiarowy dla n kanałów, bo wówczas częstotliwość próbkowania przebiegu w danym kanale jest n razy mniejsza Mówi się wtedy też, że przebiegi w poszczególnych kanałach są czoperowa-nc (siekane) ze względu na to, że pomiar wykonywany jest kolejno w każdym kanale przez ten sam układ pomiarowy

Typowa rozdzielczość stosowana w rejestratorach cyfrowych wynosi 10 lub 12 bitów przy częstotliwości próbkowania rzędu do 100 MHz, a wyjątkowo wynosi więcej, lecz przy mniejszej częstotliwości Przy największych częstotliwościach próbkowania (np wiele set megaherów) rozdzielczość jest mniejsza, np 8 bitów W dobrych rejestratorach rozdzielczość jest synonimem dokładności, bo błąd przetwarzania wraz z błędem kwantowania me przekraczają wtedy dopuszczalnej wartości tlę. W rejestratorach gorszych błąd dopuszczalny może wynosić kilka jednostek kwantyzacji.

W rejestratorach gorszych - firm mniej odpowiedzialnych - może też występować rozbieżność pomiędzy nominalną rozdzielczością (rozdzielczością statyczną, wynikającą z układu pomiarowego) użytych przetworników a/c a tzw rozdzielczością efektywną (rozdzielczością w warunkach dużej częstotliwości próbkowania) Okazuje się bowiem, że przetworniki a/c użyte z dużą i graniczną dla nich częstotliwością próbkowania¹ • a takie są

Byłaby trafniejsza nazwa „multiplekser pomiarowy", ponieważ w takich zastosowaniach oczekuje się dokładności przenoszenia mierzonego przebiegu napięcia: „zafałszowany" przebieg nic warto dokładnie micrzyC. Natomiast przy „multipleksowaniu sygnałów cyfrowych" nie wymaga się dokładności przenoszenia tych sygnałów przez klucze elektroniczne zastosowane w multiplekserze Na przykład wytwórca wymusza funkcjonowanie swojej konstrukcji przetwornika z większą częstotliwością próbkowania (i taką częstotliwość nieodpowiedzialnie deklaruje), aiż na lo pozwala szybkość wykonywania

ISO

stosowane w szybkich rejestratorach cyfrowych - mogą mieć np niektóre wskazania (kody) obciążone dużym błędem, mogą „przekłamywać przetwarzanie napięcia” Błędy takie me muszą być trwałą cechą związaną z danym kodem danego przetwornika, lecz mogą występować dla danego kodu z dość dużym prawdopodobieństwem Jest tak dlatego, że takie błędy wynikają z losowej zawodności wykonania danego kroku w procesie przetwarzania, a me z dokładności wykonania elementów (np rezystorów) danego przetwornika Ich udział w pogorszeniu dokładności ocenia się statystycznie wskazując, o Ile wzrośnie przy utyciu takiego przetwornika skuteczne napięcie szumu wywołane procesem kwantowania w stosunku do skutecznego napięcia szumu kwantowania, gdyby przetwornik nie miał takiej wady Większy poziom szumu kwantowania interpretowany jest jako mniejsza rozdzielczość (mniejsza liczba bitów). Taką odpowiednią rozdzielczość przypisuje się przetwornikowi mówiąc, że jest to jego rozdzielczość efektywna (a ta statyczna, nominalna jest jakby pozorna') Rozdzielczość efektywna może być o jeden, dwa a nawet więcej bitów mniejsza niż rozdzielczość nominalna, statyczna (rozdzielczość, która wynika z układu i możliwa jest przy powolnym przetwarzania takiego przetwornika)

Istotną cechą rejestratorów cyfrowych (np w przeciwieństwie do oscyloskopów cyfrowych) jest duża rozdzielczość i duża pamięć cyfrowych danych pomiarowych Pamięć ta jest mała, jeżeli mieści do 10* wyników pomiaru (np. w oscyloskopach cyfrowych wystarcza pamięć o Kr komórkach lub mniej) Typowa pamięć rejestratorów mieści do Kr i więcej wyników pomiaru Im większa częstotliwość przetwarzania, im więcej kanałów, tym potrzebna jest większa pojemność pamięci

3.6.5. Oscyloskop elektroniczny

Oscyloskop elektroniczny jest najbardziej uniwersalnym przyrządem do pomiaru napięcia chwilowego i wizualizacji wyników pomiaru napięcia w funkcji czasu, napięcia - w najszerszym możliwym paśmie częstotliwości poczynając od napięcia stałego. Wykonywany jest współcześnie zarówno jako przyrząd o analogowej technice pomiaru jak i przyrząd o cyfrowej technice pomiaru. Oferowany jest też jako przyrząd o dwu systemach obie techniki pomiarowe - analogowa i cyfrowa - zastosowane w jednym przyrządzie

Za pomocą oscyloskopu osiąga się niepewność pomiaru wynoszącą przeciętnie kilka procent, ale możliwe jest uzyskanie wyników pomiaru o niepewności jednego procenta lub nawet mniej Wymieniona największa dokładność jest coraz częściej oferowana w oscyloskopach cyfrowych. Osiągana przeciętnie dokładność oscyloskopów jest wystarczająca do celów, do których jest stosowany.

W oscyloskopach analogowych mierzenie napięcia realizuje się za pomocą przetwornika pomiarowego napięcia na długość. Przetwornikiem takim jest oscyloskopowa lampa elektronowa Na ekranie lampy obserwujemy drogę przemieszczenia świecącej plamki, proporcjonalną do chwilowego napięcia i przyporządkowujemy długości tej drogi liczbę woltów, wiedząc jaka jest stała lampy (oscyloskopu) Długość oceniamy wzrokowo korzystając z podziałki W złożonym układzie analogowego oscyloskopu elektronowa lampa oscyloskopowa jest więc tym modułem, za pomocą którego realizuje się mierzenie i równocześnie wizualizacja. Pozostałe moduły oscyloskopu zapewniają tylko możliwość zastosowania lampy jako przyrządu pomiarowego lub umożliwiają realizację różnych.

działań cząstkowych realizowanych przez zastosowane elementy i w zastosowanych obwodach, działań cząstkowych składających się na proces przetwarzania przetwornika a/c. Na przykład detektor znaku - jak wiemy - potrzebuje odpowiedniej różnicy napięć, żeby mógł zadziałać jednoznacznie w odpowiednio krótkim czasie. Gdy jeden z tych warunków w toku procesu przetwarzania mc jest spełniony (a warunki stałe się zmieniają), to np detektor znaku przekaże fałszywy sygnał sterowania i powstanie przekłamanie albo np detektor „wpada w oscylacje" i „wywołuje zamieszanie" w układne cyfrowego sterowania przetwornikiem

151