Связь по входу осциллографа (DC, AC, GND)
Пульсации 50 мВ на шине 12 В не разглядеть на чувствительной шкале: постоянная составляющая уводит линию за край экрана. Переключатель связи по входу — DC или AC — решает, пропускать ли постоянную составляющую в канал, и это одна из первых настроек при работе с осциллографом.
Обновлено Редакция GAW
Связь по входу (input coupling) — способ подключения сигнала к каналу осциллографа. При открытом входе (DC) в канал проходит весь сигнал вместе с постоянной составляющей. При закрытом входе (AC) постоянная составляющая блокируется, и на экране видна только переменная часть, центрированная около нуля. Режим GND отключает сигнал и показывает положение нулевой линии (Tektronix, XYZs of Oscilloscopes, Input Coupling).
Режимы
| Режим | Что проходит в канал | Для чего |
|---|---|---|
| DC (открытый вход) | постоянная и переменная составляющие | измерение уровней, логические сигналы, медленные процессы |
| AC (закрытый вход) | только переменная составляющая | пульсации, шум и малые сигналы на фоне большой постоянной |
| GND | ничего, вход канала отключён | найти положение нуля на экране |
По умолчанию у RIGOL DS1000Z включён DC (User's Guide, гл. 2).
Закрытый вход — это фильтр
Блокировка постоянной составляющей делается фильтром верхних частот, и у него есть частота среза: у RIGOL DS1000Z нижняя граница при связи AC — 5 Гц по уровню −3 дБ на входе BNC (гл. 18). Сигналы много выше этой частоты проходят без искажений, а медленные ослабляются и искажаются: вершина меандра низкой частоты наклоняется. Поэтому RIGOL советует на медленной развёртке пользоваться связью DC.
Как смотреть пульсации
Типичная задача: пульсации 50 мВ на выходе 12 В. На открытом входе при 10 мВ/дел линия уходит за экран, на закрытом — остаются только пульсации, и шкалу можно сделать мелкой. Постоянный уровень при этом проверяют отдельно, на открытом входе. Для таких измерений важен и короткий провод земли щупа: длинный провод вместе с ёмкостью щупа даёт звон на фронтах, который легко принять за пульсации.
Не путать
Со связью синхронизации (trigger coupling): это отдельная настройка того, что идёт в схему синхронизации, а не на экран.
Частые вопросы
Когда включать закрытый вход (AC)?
Когда интересна переменная часть сигнала на фоне большой постоянной: пульсации на выходе источника питания, шум на шине питания, звуковой сигнал со смещением. Tektronix называет этот случай прямо: AC полезна, когда весь сигнал слишком велик для выбранной чувствительности. Постоянный уровень при этом не виден, поэтому мерить его нужно на открытом входе (DC).
Почему меандр низкой частоты на закрытом входе выглядит «заваленным»?
Закрытый вход — это фильтр верхних частот: у RIGOL DS1000Z его граница по уровню −3 дБ около 5 Гц. Плоская вершина меандра — почти постоянный уровень, и фильтр её постепенно спускает к нулю. Наш расчёт для фильтра первого порядка: постоянная времени 1/(2π · 5 Гц) ≈ 32 мс, поэтому меандр 1 кГц почти не исказится, а у меандра 10 Гц вершина заметно наклонится.
Зачем режим GND?
Он отключает сигнал от канала и показывает, где на экране ноль: с автоматическим запуском видна горизонтальная линия нуля. Переключаясь между DC и GND, удобно мерить уровни сигнала относительно земли (Tektronix, Input Coupling). По Tektronix, в этом режиме входной сигнал отключается от вертикального тракта осциллографа, а не замыкается на землю.
Источники
- Tektronix. XYZs of Oscilloscopes, primer 03W-8605-7 (2016) — Input Coupling — связь DC, AC или GND; DC показывает весь сигнал, AC убирает постоянную составляющую, сигнал центрируется около нуля; AC удобна, когда весь сигнал слишком велик для выбранной чувствительности; GND отключает вход и показывает положение нуля, с автозапуском видна линия нуля; переключение DC — GND помогает измерять уровни относительно земли; Trigger Coupling — для синхронизации своя связь
- RIGOL. MSO1000Z/DS1000Z Series Digital Oscilloscope User's Guide, UGA19111-1110 (Aug. 2016) — гл. 2 — связь канала DC (проходят постоянная и переменная составляющие), AC (постоянная блокируется), GND (блокируются обе), по умолчанию DC; гл. 18 — нижняя граничная частота при связи AC (−3 дБ) 5 Гц на BNC; вход 1 МОм ±1 % || 15 пФ ±3 пФ; для медленной развёртки RIGOL рекомендует связь DC
Нашли ошибку?
Смотрите также
- Пульсации выходного напряженияПила на выходе DC-DC: ток дросселя × ESR конденсатора
- Щуп осциллографа 1X и 10XПассивный щуп: делитель 10:1, нагрузка и полоса
- Синхронизация осциллографа (trigger)Условие, с которого осциллограф начинает запись сигнала
- Частота срезаГраница полосы пропускания фильтра по уровню −3 дБ
- Полоса пропускания осциллографаЧастота, где синус на экране ослаблен на 3 дБ