L'oscilloscopio è uno strumento di misura elettronico che consente di visualizzare, su un grafico bidimensionale, l'andamento temporale dei segnali elettrici e di misurare abbastanza semplicemente tensioni, correnti, potenze ed energie elettriche. L'asse orizzontale del grafico solitamente rappresenta il tempo, rendendo l'oscilloscopio adatto ad analizzare grandezze periodiche. L'asse verticale rappresenta la tensione. La frequenza massima dei segnali visualizzabili, così come la risoluzione temporale, cioè la più rapida variazione rilevabile, dipende dalla banda passante dello strumento, a sua volta dipendente dalla qualità e in ultima analisi dal costo. Si spazia dalle decine di megahertz adatti per lavorare con segnali audio e televisivi, ai costosi modelli digitali da diversi gigahertz. Può essere considerato uno strumento universale. Collegandovi appropriati trasduttori, si può analizzare qualsiasi fenomeno fisico, anche eventi casuali e non ripetitivi. Generatore di funzioni o formatore d'onda è uno strumento elettronico in grado di generare segnali di diversa forma, solitamente le forme d'onda più comuni sono: sinusoidale, simil-impulsiva, onda quadra, rettangolare, rampa, a dente di sega, triangolare, a gradini, ecc. Antonio Romoli 1 Il generatore permette di agire su parametri quali la frequenza, l'ampiezza e l'eventuale duty cycle del segnale. Sistemi di generazione più avanzati usano il metodo Direct Digital Synthesis (DDS) per ottenere le forme d'onda. Tutti questi segnali trovano larga applicazione in generale nei circuiti elettronici ed elettrici. I segnali impulsivi e le onde quadre sono impiegati per il comando di trigger o per fornire il clock ad altri circuiti. Il segnale a rampa costituisce la base tempi in alcune modalità di funzionamento di molti oscilloscopi analogici e nei vecchi ricevitori televisivi analogici e viene usata come tensione di confronto nei modulatori di larghezza di impulso (PWM). Simulazione circuito RLC con generatore di funzioni e oscilloscopio Antonio Romoli 2 Oscilloscopio mul sim XSC1 Ext Trig + _ B A + _ Antonio Romoli + _ 3 generatore di funzioni mul sim XFG1 Doppio click sul generatore di funzioni e impostarlo a 100 Hz, 1 volt onda quadra con duty cycle del 50% (è alto metà del tempo). Doppio click sull'oscilloscopio e impostare i due canali (channel A e B) a 1 volt per divisione. Impostare la base dei tempi di 1 ms per divisione. I collegamen, dell’oscilloscopio sono descri. di seguito. Si no, che la portata ha un ingresso di a.vazione dis,nta; se si desidera a.vare dal canale A, è necessario me1ere trascinare un filo dal canale A all'ingresso trigger. Mul metro è uno strumento di misura ele1ronico che integra diverse funzioni (Volt, Ampere, Ohm, dB) in un'unica unità. Antonio Romoli 4 Il mul,metro di Mul,sim si chiama Mul meter ed è selezionabile nella barra degli strumen laterale destra. L'ogge1o, una volta sistemato nello schema, appare come quello in figura so1ostante, con il doppio clic sullo strumento si apre la finestra per l'impostazione del ,po di misura. XMM1 Cliccando su Set si apre la finestra del se1aggio delle resistenze interne degli strumen, di misura. Ammeter resistance, è la resistenza interna dell’amperometro che deve essere piccola; Voltmeter resistance, è la resistenza interna del voltmetro che deve essere grande; Ohmmeter current è la corrente a1raversata dalla resistenza so1o misura; dB rela ve value indica il valore di tensione considerato a 0 dB; il valore di default (774,597 mV) determina una potenza di 1 mW su un carico di 600 Ω e quindi di default il valore le1o è in dBm. Antonio Romoli 5 Voltmetro e Amperometro Voltmetro: Strumento per misurare differenze di potenziale (o tensioni) fra due pun, di un circuito ele1rico. Amperometro : Apparecchio per misurare l'intensità di corrente ele1rica In Mul,sim sono chiama, Voltmeter e Ammeter Sono accessibili dal menu "Place" Component oppure cliccando con il tasto destro del mouse nell'area in cui si deve creare lo schema e cliccando su Component Antonio Romoli 7 in entrambi i casi si apre la finestra dei componen, Gli strumen, di misura si trovano nel menu Indicators Antonio Romoli 8 U1 U2 V + 0.000 + 0.000 A DC 1e-009Ohm DC 10MOhm Cliccando due volte sullo strumento si apre la finestra delle sue proprietà Esempio di misura delle corren, con Kirchoff R1 + 1.000 A I1 10Ω L1 R2 V2 + A 2.000 A I2 B Node B: I1 + I2 + I3 = 0 (1) Loop L1: -10*I1 + 5 + 2.5*I2 = 0 (2) Loop L2: -2.5*I2 - 5 + 6*I3 + 28 = 0 (3) 2.5Ω 5V L2 V3 R3 + -3.000 A I3 6Ω 28 V Esempio delle misure della corrente e della tensione Antonio Romoli 9 ll wa&metro è uno strumento per la misura della potenza ele1rica a.va generata su una sezione di una linea ele1rica. Nei circui, ele1rici, la potenza complessiva è data dalla combinazione di due contribu, dis,n,: 1. la potenza a.va, misurata in wa1 2. la potenza rea.va, in quadratura (sfasata di 90°) rispe1o alla potenza a.va, misurata in voltampere rea.vi o VAR (dimensionalmente uguale al wa1), responsabile dei campi ele1romagne,ci variabili sfru1a, nel funzionamento dei motori ele1rici e di altri fenomeni secondari. Per la misura dei due contribu, di potenza si usano strumen, differen,: per la potenza a.va si usa il wa1metro mentre per la potenza rea.va si usa il varmetro. In mul,sim lo strumento è chiamato Wa&meter ed è selezionabile dalla barra degli strumen, laterale di destra. L'ogge1o, una volta posizionato nello schema, appare come quello in figura. Per la le1ura si deve cliccare due volte sullo strumento. XWM1 V Antonio Romoli I 10 Esempio con Generatore di funzioni e osciloscopio (solo per vedere le diverse funzioni e imparare a regolare l’oscilloscopio) Semplici esempi Antonio Romoli 12 Stesso circuito con Mul,metri come strumen, di misura (figura 1) e Amperometro e Voltmetro (figura 2) Antonio Romoli 13 Figura 1 Figura 2 Generatori in serie U1 V + 24.000 DC 10MOhm V1 V2 12 V 12 V Generatori in serie Antonio Romoli 14 Antonio Romoli 15
