Ett oscilloskop är ett elektroniskt mätinstrument som används för att visualisera och analysera elektriska signaler över tid. Till skillnad från exempelvis en multimeter, som främst visar ett numeriskt mätvärde, visar ett oscilloskop signalens form som en grafisk kurva.
Det gör det möjligt att se hur en elektrisk signal förändras och att identifiera exempelvis störningar, spänningsspikar, transienter, brus och andra avvikelser som kan vara svåra att upptäcka med enklare mätinstrument.
Oscilloskop används bland annat inom elektronik, forskning och utveckling, fordonsindustrin, kraftelektronik, industriell felsökning och utveckling av elektriska system.
Hur fungerar ett oscilloskop?
Ett oscilloskop ansluts till den signal som ska analyseras, vanligtvis med hjälp av en oscilloskopprob. Instrumentet mäter därefter signalen och visar hur den förändras över tid.
- Den vertikala axeln visar vanligtvis spänning.
- Den horisontella axeln visar tid.
- Vågformen visar hur signalen förändras under mätningen.
Genom att analysera vågformen går det att se sådant som signalens amplitud, frekvens, stigtid, falltid och eventuella störningar.
Moderna digitala oscilloskop samplar den inkommande signalen och omvandlar den till digital data. Detta gör det möjligt att lagra mätningar, zooma in på specifika händelser, utföra automatiska mätningar och analysera komplexa signaler.
Vad används ett oscilloskop till?
Oscilloskop används när det är viktigt att förstå hur en elektrisk signal beter sig över tid och inte bara vilket värde signalen har vid ett specifikt tillfälle.
Vanliga användningsområden är:
- Felsökning av elektronik: Identifiera fel i kretskort och elektroniska komponenter.
- Mätning av spänning: Se hur spänningen förändras över tid.
- Frekvensmätning: Mäta signalers frekvens och periodtid.
- Analys av PWM-signaler: Studera pulsbredder och duty cycle.
- Transientanalys: Identifiera korta spänningsspikar och snabba förändringar.
- Digital kommunikation: Analysera exempelvis CAN, LIN, I2C och SPI.
- Kraftelektronik: Analysera inverterare, motorstyrningar, switchade nätaggregat och andra kraftsystem.
- Forskning och utveckling: Testa och verifiera nya elektroniska produkter och system.
Vad kan man mäta med ett oscilloskop?
Ett oscilloskop kan användas för att mäta och analysera ett stort antal elektriska parametrar.
- Spänning: Hur signalens spänning förändras över tid.
- Frekvens: Hur snabbt en periodisk signal upprepas.
- Amplitud: Skillnaden mellan signalens olika spänningsnivåer.
- Stigtid och falltid: Hur snabbt en signal växlar mellan olika nivåer.
- Pulsbredd: Hur länge en puls befinner sig på en viss nivå.
- Brus: Små oönskade variationer i en elektrisk signal.
- Transienter: Mycket snabba och kortvariga förändringar i signalen.
Vad är skillnaden mellan ett oscilloskop och en multimeter?
Både multimetrar och oscilloskop används för elektriska mätningar, men de fyller olika funktioner.
| Multimeter | Oscilloskop |
| Visar främst ett numeriskt värde | Visar signalens form över tid |
| Passar bra för stabila mätvärden | Passar bra för föränderliga signaler |
| Används ofta för grundläggande spännings-, ström- och resistansmätning | Används för detaljerad signalanalys och felsökning |
| Begränsad information om snabba förändringar | Kan visa transienter, brus och andra kortvariga händelser |
En multimeter kan exempelvis visa att en signal har en spänning på 5 V. Ett oscilloskop kan samtidigt visa om denna 5 V-signal innehåller brus, spänningsspikar eller andra variationer.
Vad är ett digitalt oscilloskop?
De flesta moderna oscilloskop är digitala oscilloskop. De samplar den inkommande signalen med mycket hög hastighet och omvandlar den till digital information som sedan visas och analyseras på instrumentets skärm.
Digitala oscilloskop gör det möjligt att bland annat:
- lagra mätningar
- zooma in på specifika signalhändelser
- utföra automatiska mätningar
- analysera flera signaler samtidigt
- avkoda digitala kommunikationsprotokoll
- exportera och analysera mätdata
Vad betyder bandbredd på ett oscilloskop?
Bandbredd är en av de viktigaste specifikationerna när man väljer oscilloskop. Den anger vilket frekvensområde instrumentet kan mäta med tillräcklig noggrannhet.
Oscilloskop kan exempelvis ha en bandbredd på:
- 100 MHz
- 200 MHz
- 350 MHz
- 500 MHz
- 1 GHz eller mer
Vilken bandbredd som behövs beror på vilken typ av signaler och system som ska analyseras. Ett oscilloskop bör normalt ha högre bandbredd än den högsta frekvenskomponenten i signalen som ska mätas.
Vad betyder samplingshastighet?
Samplingshastigheten anger hur många gånger per sekund oscilloskopet mäter den inkommande signalen.
Den anges ofta i:
- MS/s – megasamples per second
- GS/s – gigasamples per second
En hög samplingshastighet gör det möjligt att registrera snabba förändringar och återge signalens form mer detaljerat.
Hur många kanaler behöver ett oscilloskop?
Antalet kanaler avgör hur många signaler som kan mätas samtidigt. Oscilloskop finns vanligtvis med två, fyra eller fler kanaler.
Flera kanaler är särskilt användbart när flera signaler behöver jämföras samtidigt, exempelvis vid analys av:
- motorstyrningar
- kraftsystem
- digital kommunikation
- inbyggda system
- komplexa elektroniska kretsar
Vad är en oscilloskopprob?
En oscilloskopprob är den komponent som används för att koppla oscilloskopet till mätpunkten. Valet av prob är viktigt eftersom den kan påverka både mätningens noggrannhet och vilka signaler som kan analyseras.
Vanliga typer av oscilloskopprober är:
- Passiva prober
- Aktiva prober
- Differentialprober
- Högspänningsprober
- Strömprober
När behöver man ett oscilloskop?
Ett oscilloskop är särskilt användbart när ett vanligt mätvärde inte ger tillräckligt med information om vad som händer i systemet.
Det kan exempelvis behövas när:
- ett elektroniskt system beter sig instabilt
- du behöver hitta korta spänningsspikar
- en digital kommunikationssignal inte fungerar som förväntat
- du vill analysera en PWM-signal
- du behöver jämföra flera signaler samtidigt
- ett fel endast uppstår under mycket kort tid
- du utvecklar och verifierar elektroniska produkter
Hur väljer man rätt oscilloskop?
Vilket oscilloskop som passar bäst beror på vad som ska mätas och vilken typ av system instrumentet ska användas till.
Några av de viktigaste faktorerna att ta hänsyn till är:
- Bandbredd: Anpassa bandbredden efter signalerna som ska analyseras.
- Samplingshastighet: Högre samplingshastighet ger bättre återgivning av snabba signaler.
- Antal kanaler: Avgör hur många signaler som kan analyseras samtidigt.
- Minnesdjup: Påverkar hur mycket mätdata som kan lagras.
- Triggerfunktioner: Hjälper till att fånga specifika signalhändelser.
- Protokollanalys: Viktigt vid arbete med exempelvis CAN, LIN, I2C eller SPI.
- Prober och tillbehör: Rätt prob är avgörande för många avancerade mätningar.
Oscilloskop från Testpower
Hos Testpower hittar du avancerade oscilloskop för forskning, utveckling, industriell felsökning och avancerad signalanalys.
Vi erbjuder oscilloskop och mätlösningar för olika typer av applikationer, från vanlig elektronikutveckling till avancerad kraftelektronik och analys av komplexa elektriska system.
Är du osäker på vilket oscilloskop som passar din applikation är du välkommen att kontakta Testpower för hjälp att välja rätt instrument.