1. 오실로스코프
ㅇ 시간에 따른 신호(주로,전압 파형)의 완벽한 복제 파형을 보여주는 장비
ㅇ 시간(수평축)에 따른 전압의 진폭(수직축) 변화를 시간 주기 단위로 나타냄
- (한편, 전류 보다는 전압이 검출/측정하기가 훨씬 쉬움)
2. 오실로스코프의 측정량
ㅇ 주요 측정 : 파형 관측 및 개략적인 전기량 측정
ㅇ 측정량
- 신호의 직류(dc),교류(ac) 성분의 파형 변화 및 크기 관측
. 평균값, 실효값, 주기 등
- 잡음의 시간 변화 관측
- 두 파형 간 위상 측정
- 신호의 개략적인 주파수 등
3. 오실로스코프의 특징
ㅇ 시간 영역 상에서 신호의 파형을 관찰할 수 있음
- 적당한 트랜스듀서를 사용하여 전압으로 변환시킨 후,
시간의 주기 함수로써 순시 전압값을 관찰할 수 있음
- 한편, 주파수 영역 상에서 신호 전력 분포 관찰은, ☞ 스펙트럼분석기 참조
ㅇ 전자적 관성이 낮도록 설계됨
- 즉, 오실로스코프는 (고속성,속응성,즉응성)을 추구 함
ㅇ 대개의 오실로스코프는, 2 이상의 전압 파형을 동시에 관측 가능
- 이때는 2 채널 오실로스코프 또는 4 채널 오실로스코프 등으로 칭함
ㅇ 오실로스크포 가격대는, 측정 가능 신호 주파수 대역폭에 따라 결정됨
- 즉, 높은 주파수 측정이 가능할수록 고가임
- 또한, 디지털 오실로스코프는 샘플 가능 수(대역폭의 4~5배 정도)가 클수록 고가임
4. 오실로스코프의 구분
ㅇ 아날로그 오실로스코프
- 전압에 비례하여 빔의 편향 주사에 의해 파형 그려냄 (주로, 음극선관 화면)
. 실시간적 빠른 신호 변화의 관측에 선호됨
. 例) 아날로그 리얼타임 오실로스코프(RT0)
ㅇ 디지털 오실로스코프
- 전압 파형의 샘플링 등 변환(ADC)에 의한 디지털 신호로 파형 재구성 (주로, LCD 화면)
. 단발형 파형 등의 순간 포착,저장,확대,분석,출력 등에 유리
. 例) 디지털 스토리지 오실로스코프(DS0)
5. 오실로스코프의 주요 구성부 (아날로그 오실로스코프 기준)
ㅇ 프로브
- 전압 프로브 (1:1 무감쇠 프로브,10:1 감쇠 프로브,능동 프로브)
- 전류 프로브 (회로 절단 없이 자속에 의한 전류를 전압으로 변환 측정케 함)
ㅇ 입력 커플링
- 테스트 회로와 오실로스코프 사이의 결합 방식
. DC : 직접결합, AC : 교류 결합, 접지 : 신호 입력을 접지 차단
ㅇ 수직부 : 빔의 상하 이동
- 입력 결합부, 신호 감쇠기, 전치증폭기, 지연선, 후치증폭기(CRT 구동)로 구성됨
ㅇ 수평부 : 빔의 좌우 이동
- 톱니파(Sawtooth Wave)를 만들어주는 스위프 발생기/발진기 포함
ㅇ 동기부 : 빔의 시작점 결정(수직부로부터 신호 입력을 받아 수평 스위프 시작점의 결정)
- 어떤 기준 신호의 일부에 의해 트리거되어 트리거 펄스가 스위프 발진기를 구동시킴
. Internal Trigger : 측정 대상 파형이 트리거 소스가 됨
. External Trigger : 외부에서 별도로 트리거 소스를 줌
. Line Trigger : 공급 전원 선에서 트리거 소스를 찾아 냄
- 만일, 입력 파형과 스위프가 동기되지 않으면, 표시 파형이 한쪽편으로 계속 흘러가게됨
- 따라서, 트리거 기능은, 반복적인 파형을 안정화시키고, 일회성 파형을 캡처할 수 있게함
ㅇ 디스플레이 (음극선관 포함, 화면 표시부)
- 계수선/격자선(Graticule) : 화면 상에 측정 기준이되는 눈금선/판
. 통상, 수직 8칸,수평 10 칸 (8 x 10 Division,1 division = 1 ㎝)
. 수직 감도 눈금 : 진폭 측정 (volt/div)
. 수평 감도 눈금 : 주기 측정 (sec/div)
6. 오실로스코프의 조절 가능 버튼/다이얼/단자
ㅇ Intensity : 스크린 상에서 휘선의 밝기(휘도) 조절
- 종종, 수직축 전압, 수평축 시간에 이어서, 이를 Z 축이라 일컬어짐
ㅇ Focus : 초점 조정(얼마나 가느다란 선으로 보이게 하는가)
ㅇ Time/DIV : 시간 주기 조절 (스위프 속도)
ㅇ 수직 조정 단자들 : 채널 A,B 로 표시되는 2 세트의 단자들 있음, 2개 파형 동시 관측 가능
- 위치 조정 노브 : 파형의 수직 및 수평 위치 조정을 위한 각각의 노브들이 있게됨
- Volt/DIV : 수직 감도 조절
7. 오실로스코프의 규격
ㅇ 수직 감도 : 눈금(DIV) 칸 당 검출 가능 전압(V) (mV ~ 수 V / DIV)
ㅇ 정확도, 주파수응답, 시간축 측정, 상승시간 측정 등
8. 리사주 도형 (Lissajous Pattern/Figure)
ㅇ 오실로스크의 수직축 및 수평축에 다른 신호를 인가하여 서로 조화적인 관계를 보이는 도형
ㅇ 2개의 다른 신호가 정현파일 때,
- 양자 간의 주파수 비, 위상 차에 따른 특유한 도형이 보여짐