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오실로스코프에서 파형을 읽는 방법

오실로스코프, 전기측정의 기본

오실로스코프는 시간에 따라 변화하는 신호를 샘플링한 다음 디스플레이에 그 신호를 표시합니다. 신호의 진폭이 수직 축에 표시되고 시간이 수평 축에 표시됩니다. 최신 디지털 오실로스코프는 시간에 따라 발생하는 신호 변화가 10억분의 1초 내에 해당하는 신호까지 화면에 표시할 수 있습니다.

파형 트레이스를 능숙하게 분석하려면 항상 파형의 네 가지 특성을 살펴보는 것에 익숙해져야 합니다.

  • 진폭(수직 축을 따라 보기)
  • 시간(수평 축을 따라 보기)
  • 파형 형태 및 파형 형태의 왜곡
  • 파형 장애(특히 외부 소스에서 발생)

확인해야 할 다음과 같은 10가지 일반적인 파형 변이가 있습니다.

1. 대칭이 아닌 형태

반복적인 파형은 대칭이어야 합니다. 즉, 트레이스를 인쇄하여 똑같은 크기의 둘로 나누면 두 면이 동일해야 합니다. 차이가 있는 지점이 있다면 문제를 나타낼 수 있습니다.

 
파형의 두 구성 요소가 대칭이 아닌 경우 신호에 문제가 있을 수 있습니다.

파형의 두 구성 요소가 대칭이 아닌 경우 신호에 문제가 있을 수 있습니다.

 

2. 상승 및 하강, 에지(edges)

특히 구형파 및 펄스의 경우 파형의 상승 또는 하강 에지가 디지털 회로의 타이밍에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 더 큰 해상도로 에지를 보려면 분할당 시간을 줄여야 할 수도 있습니다.

 
커서와 눈금선을 사용하여 파형의 앞뒤 에지의 상승 및 하강 시간을 평가합니다.

커서와 눈금선을 사용하여 파형의 앞뒤 에지의 상승 및 하강 시간을 평가합니다.

 

3. 수평 커서, 진폭

높이가 회로의 작동 사양 내에 있는지 확인합니다. 또한 한 주기에서 다음 주기까지 일관성을 확인합니다. 파형을 장시간 모니터링하면서 진폭의 변화를 관찰합니다.

 
수평 커서를 사용하여 진폭의 변동을 확인합니다.

수평 커서를 사용하여 진폭의 변동을 확인합니다.

 

4. DC/진폭 오프셋

입력을 DC 커플링하고 접지 기준점이 어디에 있는지 확인합니다. DC 오프셋을 분석하고 이 오프셋이 안정적인지 또는 변동적인지 관찰합니다.

 
파형 DC 오프셋을 분석합니다.

파형 DC 오프셋을 분석합니다.

 

5. 주기 변경/파형 형태

오실레이터 및 기타 회로는 일정한 주기로 반복하는 파형을 생성합니다. 커서를 사용하여 각 주기를 분석해 불일치를 찾아냅니다.

 
주기간 시간이 다른지 확인합니다.

주기간 시간이 다른지 확인합니다.

 

6. 과도한 글리치/파형 이상

다음은 파형에 나타날 수 있는 일반적인 이상 징후 및 이러한 현상에 대한 일반적인 원인이 나와 있습니다.

 
펄스의 상승 에지에 과도 현상이 발생합니다.

펄스의 상승 에지에 과도 현상이 발생합니다.

 

7. 간헐적인 노이즈/과도 현상 또는 글리치

파형이 트랜지스터나 스위치와 같은 활성 장치에서 발생한 경우, 과도 현상 또는 기타 이상 현상은 타이밍 오류, 전파 지연, 접촉 불량 또는 기타 현상으로 인해 발생한 것일 수 있습니다.

 
유도된 간헐적 노이즈를 보여주는 접지 참조점 측정

유도된 간헐적 노이즈를 보여주는 접지 참조점 측정.

 

8. 과도한 파형 진동(ringing)

파형 진동은 대부분 디지털 회로와 레이더 및 펄스 폭 변조 응용 분야에서 볼 수 있습니다. 파형 진동은 상승 또는 하강 에지에서 평평한 DC 수준으로 전환될 때 나타납니다.

과도한 파형 진동 여부를 확인하고 전환 파형 또는 펄스를 명확하게 표현하도록 기준 시간을 조정합니다.

 
구형파 상단에 과도한 파형 진동 발생

구형파 상단에 과도한 파형 진동 발생.

 

9. 일시적 변경/변동

측정된 신호의 일시적인 변화는 일반적으로 주 전압의 강하 또는 서지, 동일한 전기 회로에 연결된 고출력 장치의 작동 또는 느슨한 연결과 같은 외부 영향으로 인해 발생합니다. ScopeMeter 테스트 도구의 ScopeRecord 기능 및 이벤트 캡처 모드를 사용하여 신호를 장시간 모니터링하여 포착하기 어려운 순간적인 이벤트를 감지할 수 있습니다.

 
사인파의 진폭에서 약 1.5사이클의 순간적인 변화

사인파의 진폭에서 약 1.5사이클의 순간적인 변화.

 

10. 드리프트

드리프트 또는 시간에 따른 신호 전압의 사소한 변화는 진단하기 번거로울 수 있습니다. 변화가 너무 느려 감지하기 어려운 경우가 많습니다. 온도 변화 및 노화는 저항기, 커패시터 및 크리스털 오실레이터와 같은 수동 전자 부품에 영향을 줄 수 있습니다. 진단해야 할 문제 중 하나는 기준 DC 전압 공급 또는 오실레이터 회로의 드리프트입니다. 유일한 해결책은 장기간 측정된 값(V DC, Hz 등)을 모니터링하는 것입니다.

 
사인파의 진폭에서 약 1.5사이클의 순간적인 변화

사인파의 진폭에서 약 1.5사이클의 순간적인 변화.