50ohm-contents-dl/contents/sections/oscilloskop_1.md

Ett oscilloskop är ett spänningsmätinstrument som kan visualisera spänningars förlopp över tid. Precis som andra spänningsmätinstrument har oscilloskop en hög inre resistans. Oftast kan två eller flera spänningar mätas samtidigt. Instrumentet i figur [ref:e_oszilloskop_digital] är till exempel inställt så att två signaler delar på skärmen.

[photo:212:e_oszilloskop_digital: Oscilloskop med många extrafunktioner]

Låt oss titta lite närmare på oscilloskopets visning i figur [ref:e_oszilloskop_bildschirmfoto_sinus]. Med ett oscilloskop kan man till exempel bestämma storheterna hos en sinusformad växelspänning (T, \hat{U}, U_\text{pp} och U_\text{eff}). Vid sidan av signalförloppet visas en tids- och en spänningsangivelse - i exemplet \qty{50,0}{\nano\second} och \qty{500}{\milli\volt}. Det betyder att en ruta i horisontell riktning motsvarar 50 nanosekunder och i vertikal riktning 500 millivolt. Dessa rutor kallas ofta divisioner eller skaldelar, därav skrivsättet \qty{500}{\milli\volt\per\oszidiv}.

[photo:214:e_oszilloskop_bildschirmfoto_sinus:en sinusformad spänning, visad på ett digitalt oscilloskop]

---

Vi kan tänka oss det som ett koordinatsystem och avläsa periodtiden (T) och amplituden (\hat{U}). I exemplet är en period 5 rutor eller skaldelar lång. Multiplicerat med \qty{50,0}{\nano\second} per skaldel ger det periodtiden \qty{250,0}{\nano\second}. Amplituden, alltså den största avvikelsen från nolläget, är \qty{1500}{\milli\volt} eller \qty{1,5}{\volt}, eftersom den är 3 skaldelar hög och varje del motsvarar \qty{500}{\milli\volt}.

För enkla mätningar har många digitala oscilloskop en AUTO-knapp. När du trycker på den görs några inställningar automatiskt och oftast visas en stillastående bild av de pålagda signalerna. Visningen kan förskjutas i sidled. En ratt med den funktionen är ofta märkt X-position. För att avläsa periodtiden skjuter du en markant punkt som en nollgenomgång till en lodrät linje i rutnätet och räknar hur många skaldelar som motsvarar en period.

---

Så snart periodtiden för en svängning är känd kan man också bestämma frekvensen. På instegsnivån har vi redan lärt oss det kvalitativa sambandet: Frekvensen anger antalet svängningar per sekund. Är periodtiden en sekund blir frekvensen \qty{1}{\hertz}. Halverar vi periodtiden till en halv sekund ryms två svängningar på en sekund - frekvensen blir då \qty{2}{\hertz}.

På HAREC-nivån betraktar vi nu sambandet som en formel:

f=\dfrac{1}{T} eller T=\dfrac{1}{f}

Frekvensen i hertz är inversen av periodtiden i sekunder.

Signalen i figur [ref:e_oszilloskop_bildschirmfoto_sinus] har alltså frekvensen

f = \dfrac{1}{\qty{250}{\nano\second}} = \qty{4}{\mega\hertz}.

---

Ibland deformeras signaler oönskat. Det händer till exempel när en för hög ingångsspänning matas in i en förstärkare. Man säger då att förstärkaren är överstyrd och att dess utsignal är förvrängd. Kraftiga förvrängningar som i figur [ref:e_oszilloskop_verzerrt] kan man upptäcka med ett oscilloskop. För bedömning av ljudsignaler inom amatörradion räcker det oftast.

[photo:215:e_oszilloskop_verzerrt:sinusformad insignal (överst) och förvrängd utsignal från en överstyrd förstärkare] Om en högfrekvenssignal är fri från förvrängningar som stör andra frekvensområden kan man inte bedöma tillräckligt väl med ett oscilloskop. För det är en spektrumanalysator rätt mätinstrument.