수직 정확도를 위해 오실로스코프를 교정하는 방법

Y축은 수신 신호의 진폭을 표시하는 데 거의 전용으로 사용됩니다. 이것은 '채널' 증폭기를 통해 처리됩니다(최소한 채널 2개, 그러나 종종 4개 이상). 진폭 교정을 위한 기본 설정 기능은 다음과 같습니다.

• 계수선에 대한 영점 정렬(오프셋)
• 수직 증폭기 균형
• 수직 채널 스위칭
• 대체/분할된 프레젠테이션 운영

수평 편향 정확도: 진폭

다중 추적은 대체 스윕 스위칭 또는 '분할된' 고속 스위칭을 사용하여 생성됩니다.

대체 스윕 스위칭: 다음 단계로 스위칭하기 전에 추적이 완료됩니다.

‘분할된’ 고속 스위칭: 입력이 고속에서 교대로 샘플링되고 별도의 채널로 인도됩니다(일반적으로 저주파수 신호에 사용됨).

모든 스코프는 서로 다른 입력 채널 사이에서 전환되며, 일반적으로 입력을 공통 측정 시스템으로 전환합니다. 하지만, 각 채널은 서로 다른 증폭기와 감쇠기를 가지며 이들의 이득 특성은 수직 정확도에 주요한 영향을 미칩니다.

각 수직 증폭기 시스템을 교정할 때 확인해야 할 5가지 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

• 오프셋
• 이득
• 선형성
• 대역폭
• 펄스 반응

이러한 매개변수는 신호를 정확하게 표현하는 데 매우 중요합니다. 다른 채널을 통해 적용된 신호 사이를 효과적으로 비교하기 위해서는 채널 매개변수가 균등화되어야 합니다.

채널 증폭기의 이득 측정은 일반적으로 표준 신호를 주입하고 디스플레이 계수선에 대한 신호를 표시함으로써 수행됩니다. 증폭기 커플링은 AC 또는 DC 사이에서, 그리고 종종 50Ω 또는 1MΩ 사이에서 전환될 수 있기 때문에, 이러한 커플링의 각 형태의 작동을 테스트하는 신호를 주입해야 합니다.

증폭기의 이득을 측정하기 위해서는 다음과 같은 두 가지 표준 신호가 일반적으로 사용됩니다.

1. DC 커플링을 사용하면 DC 신호 또는 사각파가 주입되고 채널의 응답이 디스플레이에 계수선 칸 또는 커서 판독값에 대해 측정됩니다.

Fluke의 모든 스코프 교정기는 DC 커플링된 증폭기의 이득 및 오프셋을 테스트하기 위해 DC 전압 및 1kHz 사각파 출력을 제공합니다.

2. AC 커플링을 사용하면 사각파 신호가 1kHz에서 주입되고 다시 채널의 응답이 디스플레이에 계수선 칸 또는 커서 판독값에 대해 측정됩니다.

또한, 저주파 펄스를 사용하면 총 저주파수(LF) 및 고주파수(HF) 반응을 대략적으로 확인할 수 있습니다. 이것은 전체 왜곡에 대한 매우 대략적인 테스트일 뿐입니다. 사각형으로 보이는 결과는 펄스 응답 및 대역폭에 대해 여전히 확인해야 합니다.

Fluke의 모든 스코프 교정기는 AC 커플링된 증폭기의 LF 이득을 테스트하기 위해 1kHz 사각파를 제공합니다.

채널 증폭기의 선형성은 DC 또는 사각파 신호를 주입하고, 진폭을 변화시키고, 계수선 또는 커서 판독값에 대한 변화를 점검함으로써 테스트할 수 있습니다.

펄스 반응

펄스 고속 에지의 상승 시간을 보는 것은 펄스 입력(앰프의 대역폭도 측정해야 함)에 대한 수직 채널의 응답을 측정하는 두 가지 보완 방법 중 하나입니다.

고속 에지에 대한 응답은 테스트할 오실로스코프의 입력 임피던스에 따라 달라집니다. 일반적으로 다음과 같은 두 가지 표준 입력 임피던스가 사용됩니다. 50Ω 및 1MΩ/(일반적으로) 15pF. 1MΩ은 일반적으로 수동 프로브와 함께 사용되는 산업 표준 입력입니다. 50Ω 입력이 제공되는 경우, HF 신호와 최적으로 일치합니다.

상승 시간을 측정하기 위해, 펄스 신호가 테스트할 채널에 주입됩니다. 트리거와 시간 베이스는 측정 가능한 화면 이미지를 표시하도록 조정되고, 상승/하강 시간은 계수선 또는 커서 판독값과 비교하여 측정됩니다. 관찰된 상승/하강 시간에는 두 가지 구성 요소가 있습니다. 즉, 적용된 신호에 대한 것과 테스트 중인 채널에 대한 것입니다. 이들은 제곱합의 근으로 결합되므로 UUT 채널에 대한 시간을 계산하려면 다음과 같은 공식을 사용해야 합니다.

UUT 상승/하강 시간 = 제곱근 [(관찰 시간)2 – (적용 신호 시간)2 ]

일부 오실로스코프에서 수직 계수선은 0% 또는 100% 표시에 대해 펄스 진폭을 정렬한 다음, 중앙 수평 계수선의 표시에 대해 10%/90% 교차점을 측정하는 것을 쉽게 할 수 있도록 0%, 10%, 90% 및 100%로 특별히 표시됩니다. 많은 최신 DSO에는 이러한 동일 지점에서 상승 시간 측정을 수행하는 기능의 측정 커서가 있습니다.

측정

모든 Fluke 모델에는 다음과 같은 두 가지 펄스가 사용됩니다.

• 낮은 에지 기능: 상승/하강 시간이 1ns보다 상당히 적은 50Ω에 상응하는 저전압 진폭 펄스. 공식을 사용하여 테스트 중인 장치(UUT)의 상승/하강 시간을 계산할 때는 적용된 펄스의 진폭에 가장 가까운 가장 최근의 교정기 교정에서 적용된 신호 상승 시간을 인증해야 합니다.
• 높은 에지 기능: 상승 시간이 100ns 이하인 1MΩ에 상응하는 고전압 진폭 펄스. 이 기능은 주로 오실로스코프의 채널 감쇠기의 반응을 교정하는 데 사용됩니다.

선단 에지 수차

수차 또는 오버슈트 및 언더슈트를 디스플레이에서 볼 수 있습니다. 이들은 전압이 최종 값(100%로 정의됨)으로 안정화되기 전에 에지의 상단 끝에 나타나는 경우가 많습니다.

측정에 대해 수차가 표시되면 사양 한계 내에 있어야 합니다. 오실로스코프의 수차 사양이 교정기의 수차 사양에 근접하는 경우, 다른 방법을 사용하여 교정해야 합니다.

채널 대역폭

화면에서 표본 펄스를 확인하여 펄스 반응을 결정하는 것 외에도, '준위처리된 사인파'를 사용하여 증폭기의 대역폭을 측정하여 이를 지원해야 합니다. 이는 50Ω 소스 및 전도 시스템의 무결성을 유지하기 위해 50Ω의 입력 임피던스에서 수행됩니다.

입력 임피던스가 높은 오실로스코프의 경우, 인라인 50Ω 터미네이터를 사용하여 오실로스코프 입력의 선과 일치시킵니다. 인라인 50Ω은 별도의 50Ω 터미네이터의 형태를 취하거나 '활성' 헤드에 통합될 수 있습니다. 즉, 후자는 완전 자동화의 이점을 제공하며 추가 교정이 필요하지 않습니다.

먼저, 입력 사인파의 표시된 진폭이 기준 주파수(보통 50kHz)에서 측정된 다음, 이 주파수는 동일한 진폭에서 해당 채널의 지정된 3dB 주파수로 증가됩니다. 표시된 진폭이 다시 측정됩니다.

관찰된 3dB 지점의 진폭이 기준 주파수에서 이 값의 70% 이상이면 이 대역폭은 올바른 것입니다.

실제 3dB 지점을 설정해야 하는 경우, 피크 대 피크 진폭이 기준 주파수에서 이 값의 70%가 될 때까지 주파수를 증가시켜야 하며, 그렇게 하면 이 주파수가 3dB 지점에 가깝게 됩니다.

교정 계속하기

오실로스코프 교정 프로세스의 다음 단계는 다음과 같은 문서에서 계속됩니다.

• 수평 정확도를 위해 오실로스코프를 교정하는 방법
• 오실로스코프에서 트리거 작동을 교정하는 방법
• 오실로스코프 위상 교정 방법

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• 오실로스코프 교정 방법