ออสซิลโลสโคป (Oscilloscope)

เครื่องมือที่ไม่หลีกหนีการใช้งานในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งช่วยให้มืออาชีพและผู้ที่ทำงานอดิเรกในด้านวงจรไฟฟ้าสามารถแสดงภาพสัญญาณไฟฟ้าอย่างแม่นยำและเป็นกราฟิกได้

ออสซิลโลสโคปมาพร้อมความหลากหลายในการประยุกต์ใช้งาน สามารถใช้ในหลากหลายวงโยธา ตั้งแต่ด้านวิศวกรรมไปจนถึงโทรคมนาคม ดังนี้

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับ Oscilloscope

ออสซิลโลสโคปเป็นเครื่องมือทดสอบอิเล็กทรอนิกส์ที่แสดงแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณที่แตกต่างกันในรูปแบบกราฟิก โดยทั่วไปจะเป็นแผนภาพสองมิติของสัญญาณตามการตั้งค่าที่กำหนด มีแกนนอนแทนเวลาและแกนตั้งแทนแรงดันไฟฟ้า การแสดงกราฟิกนี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถวิเคราะห์คุณสมบัติของสัญญาณไฟฟ้าได้ เช่น แอมพลิจูด ความถี่ ช่วงเวลา การบิดเบือน และอื่นๆ

ประเภทของ Oscilloscope

ออสซิลโลสโคปแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ซึ่งแต่ละประเภทได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการและการใช้งานเฉพาะที่แตกต่างกันไป ดังนี้

• Digital Storage Oscilloscopes (DSO) DSO เป็นประเภทที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด สามารถจัดเก็บและวิเคราะห์สัญญาณในรูปแบบดิจิทัลได้
• Analog Oscilloscopes ให้การแสดงผลแบบเรียลไทม์โดยใช้การแสดงรูปคลื่นอย่างต่อเนื่อง
• Mixed Signal Oscilloscopes (MSO) MSO สามารถวิเคราะห์ทั้งสัญญาณอนาล็อกและดิจิตอลได้พร้อมกัน
• PC-based Oscilloscopes ใช้ซอฟต์แวร์และอินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์สำหรับการแสดงสัญญาณและการวิเคราะห์

Oscilloscope ทำงานอย่างไร

Oscilloscope ทำงานโดยแสดงภาพสัญญาณไฟฟ้าผ่านกระบวนการที่พิถีพิถันในการรับสัญญาณ การแปลง และการแสดงสัญญาณ probe (ตัววัด) จะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่ทำการทดสอบ โดยจับสัญญาณไฟฟ้าแล้วส่งสัญญาณไปยัง Oscilloscope จากนั้นตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC : Analog to Digital Converter) จะแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นรูปแบบดิจิทัล ซึ่งจะถูกประมวลผลและแสดงบนหน้าจอ

Oscilloscope วัดอะไรได้บ้าง

Oscilloscope สามารถวัดและวิเคราะห์คุณสมบัติต่างๆ ของสัญญาณไฟฟ้าได้ เช่น

• Amplitude ความสูงแนวตั้งของคลื่น ซึ่งแสดงถึงระดับแรงดันไฟฟ้า
• Frequency จำนวนรอบของรูปคลื่นต่อวินาที
• Period ระยะเวลาหนึ่งรอบของรูปคลื่น
• Rise Time เวลาที่สัญญาณเปลี่ยนจากสถานะต่ำไปเป็นระดับสูง
• Phase อธิบายความสัมพันธ์ของเวลาระหว่างรูปคลื่นสองรูป

การประยุกต์ใช้งาน Oscilloscope

Oscilloscope มีการประยุกต์ใช้งานหลากหลาย รวมถึง

• การแก้ไขปัญหาวงจร ช่วยในการวินิจฉัยปัญหาในวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยการแสดงภาพสัญญาณไฟฟ้า ช่วยให้ช่างไฟฟ้าสามารถระบุปัญหาต่างๆ เช่น การบิดเบือนของสัญญาณและปัญหาเกี่ยวกับวงจร
• การออกแบบและการผลิต Oscilloscope มีความสำคัญในการออกแบบและการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์
• การวินิจฉัยทางการแพทย์ Oscilloscope ใช้ในการวิเคราะห์สัญญาณทางชีวการแพทย์ เช่น การตรวจวัดอารมณ์ของหัวใจหรือสัญญาณที่เกิดขึ้นในระบบประสาท
• การวิจัยและพัฒนา ช่วยอำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์รูปคลื่นที่ซับซ้อนและการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ ในการวิจัย

การใช้งาน Oscilloscope อย่างไรให้มีประสิทธิภาพ

• การใช้งานที่เหมาะสม การทำความเข้าใจฟังก์ชันและการตั้งค่า Oscilloscope ให้ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการหลีกเลี่ยงการอ่านค่าที่ผิดพลาดและการตีความผิด
• การเปรียบเทียบ การเปรียบเทียบกับ Oscilloscope ชิ้นอื่นๆ เป็นประจำจะรักษาความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของ Oscilloscope และเปรียบเทียบกับมาตรฐานที่กำหนดไว้

ส่วนประกอบของ Oscilloscope

Oscilloscope ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่างที่สำคัญเพื่อการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึง

• หน้าจอแสดงผล นี่คือจุดที่รูปคลื่นถูกแสดงด้วยผ่านออกมาในรูปแบบกราฟิก ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสังเกตลักษณะของสัญญาณได้ โดยทั่วไป Oscilloscope สมัยใหม่จะมีหน้าจอ LCD หรือ LED
• ระบบแนวตั้ง การควบคุมในแนวตั้งช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับสเกลแอมพลิจูด วางตำแหน่งรูปคลื่นในแนวตั้ง และเลือกช่องสัญญาณอินพุต
• ระบบแนวนอน การควบคุมแนวนอนใช้สำหรับปรับฐานเวลาหรือการตั้งค่าเวลา และการวางตำแหน่งรูปคลื่นในแนวนอน
• ระบบทริกเกอร์ การควบคุมทริกเกอร์ช่วยให้ผู้ใช้สามารถรักษารูปคลื่นให้คงที่โดยการตั้งค่าระดับทริกเกอร์ แหล่งที่มา และความชัน
• ช่องสัญญาณเข้า อินพุต BNC ใช้สำหรับเชื่อมต่อ Oscilloscope กับวงจรที่ต้องการทดสอบ โดยถ่ายโอนสัญญาณจากจุดทดสอบไปยังอินพุตของออสซิลโลสโคป
• พาวเวอร์ซัพพลาย จ่ายแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นให้กับวงจร Oscilloscope ทั้งหมด โดยทั่วไปจะแปลงแรงดันไฟฟ้าหลัก AC เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงต่างๆ ที่วงจรภายในต้องการ
• Control Interface ปุ่มหมุนและเมนูที่ช่วยในการควบคุมและตั้งค่า Oscilloscope
• โปรเซสเซอร์สำหรับ Oscilloscope แบบดิจิตอล ทำหน้าที่เป็นสมองของ Oscilloscope ดิจิทัล ควบคุมการทำงาน ประมวลผลข้อมูลสัญญาณดิจิทัล และจัดการอินเทอร์เฟซผู้ใช้
• พอร์ตการเชื่อมต่อสำหรับ Oscilloscope แบบดิจิตอล พอร์ต USB และพอร์ตอีเธอร์เน็ตที่ช่วยในการเชื่อมต่อ Oscilloscope กับคอมพิวเตอร์และเครือข่ายเพื่อการควบคุมและถ่ายโอนข้อมูล
• โพรบ โพรบเป็นส่วนประกอบภายนอกที่ใช้ในการเชื่อมต่อ Oscilloscope กับวงจรที่กำลังทดสอบ โดยถ่ายโอนสัญญาณจากจุดทดสอบไปยังอินพุตของออสซิลโลสโคป

ซอฟแวร์ที่นิยมใช้งานกับ Oscilloscope

มีหลายซอฟแวร์ที่นิยมใช้งานร่วมกับ Oscilloscope เพื่อการวิเคราะห์และควบคุม บางตัวเป็นซอฟแวร์สำหรับ Oscilloscope ที่เฉพาะทางและอื่นถูกออกแบบเพื่อรองรับหลายรุ่นของ Oscilloscope ตามที่ผู้ใช้ต้องการ เราสามารถเชื่อมต่อ Oscilloscope กับคอมพิวเตอร์และใช้ซอฟแวร์เหล่านี้เพื่อควบคุมการทดสอบและวิเคราะห์ข้อมูลได้ดังนี้

• NI LabVIEW ซอฟต์แวร์ของ National Instruments ที่สามารถเชื่อมต่อกับ Oscilloscope ต่างๆ เพื่อรับข้อมูลสัญญาณและวิเคราะห์ข้อมูล
• TekScope ซอฟต์แวร์ของ Tektronix ที่ให้ผู้ใช้สามารถแสดงภาพ วิเคราะห์ และแบ่งปันข้อมูลรูปคลื่นจาก Oscilloscope ของ Tektronix
• BenchVue ของ Keysight ซอฟต์แวร์นี้ช่วยให้สามารถควบคุม บันทึกข้อมูล และรายงานผลด้วย Oscilloscope ของ Keysight และเครื่องมืออื่นๆ

Oscilloscope เป็นเครื่องมือที่สำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และการทดสอบทางวิทยาศาสตร์ มันช่วยให้ผู้ใช้สามารถวิเคราะห์และตรวจสอบสัญญาณไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำ โดยมีประสิทธิภาพในการใช้งานในหลากหลายสาขาและแอพลิเคชันต่างๆ ในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ด้วยการวิเคราะห์และการตรวจสอบของสัญญาณไฟฟ้าที่มีความแม่นยำและความถูกต้อง