오실로스코프의 간략한 역사

오실로스코프 널리 사용되는 전자 측정 장비입니다. 눈에 보이지 않는 전기 신호를 눈에 보이는 이미지로 변환할 수 있어 사람들이 다양한 전기 현상의 변화 과정을 더 쉽게 연구할 수 있습니다.

어떤 사람들은 멀티미터로 모든 것을 처리하기에 충분하다고 생각하는데 왜 오실로스코프에 대해 배우느라 시간과 노력을 들일까요? 한마디로 시대가 변했다. 현대 전자 장비 시스템의 복잡성과 작동 주파수는 과거 흑백 TV나 라디오와 비교할 수 없을 정도로 뛰어납니다. 오실로스코프 사용법을 배우면 유지 관리 작업량을 크게 줄이고 작업 효율성을 높일 수 있습니다.

또한 오실로스코프의 적용은 전자 분야에만 국한되지 않습니다. 적절한 센서를 설치하면 오실로스코프는 다양한 현상을 측정할 수 있습니다. 소리, 기계적 압력, 압력, 빛 또는 열 센서 등이 있습니다. 의료진은 오실로스코프를 사용하여 뇌파를 측정할 수도 있습니다. 따라서 오실로스코프는 매우 다양한 전자 측정 장비이며 결코 과장이 아닙니다.

오늘은 오실로스코프의 개발 역사에 대해 전반적으로 살펴보겠습니다.

I. 손으로 파형을 그린다

오실로스코프의 역사는 1820년대로 거슬러 올라갑니다. 검류계를 기계식 플로팅 시스템과 결합한 후 파형을 수동으로 기록했습니다. 이 장치는 회전하는 회전자 샤프트에 설치된 특수 단일 접점 정류자로 구성됩니다. 접촉점은 정확한 각도 표시 눈금에 따라 로터 주위를 이동할 수 있으며 검류계에 출력이 나타나고 기술자가 이를 수동으로 표시합니다. 이 과정은 수천 번의 파동 주기에 걸쳐 형성되었기 때문에 매우 대략적인 파형 근사값만 생성할 수 있었습니다.

II. 기계에 의한 자동 파형 그리기

최초의 자동 오실로스코프는 검류계와 펜을 사용하여 연속적으로 움직이는 종이 롤에 파형 다이어그램을 캡처했습니다. 기계 구성 요소의 반응 시간에 비해 파형의 빈도가 상대적으로 높기 때문에 파형은 이미지로 직접 플롯되지 않고 일정 기간 동안 서로 다른 파형의 여러 작은 세그먼트를 결합하여 생성되었습니다. 100번째 파형에서 자동으로 커패시터를 충전하고 기록하며, 이후 커패시터의 각 충전은 파형을 따라 약간 더 먼 지점에서 시작됩니다. 이러한 파형 측정은 여전히 ​​수백 개의 파동 주기의 평균이었지만 이전에 손으로 그린 ​​파형 다이어그램보다 더 정확했습니다.

III. 시뮬레이션된 오실로스코프

아날로그 오실로스코프는 주로 음극선관(CRT)을 기반으로 합니다. 이에 의해 방출된 전자빔은 수평 및 수직 바이어스 시스템을 통과하여 화면의 형광체에 부딪혀 파형을 표시합니다.

오실로스코프용 음극선관:

1. 편향전압전극

2. 전자총

3. 전자빔

4. 포커스 코일

5. 스크린은 형광체 층으로 코팅되어 있습니다.

1940년대 레이더와 텔레비전의 개발에는 뛰어난 성능을 갖춘 파형 관찰 도구가 필요했습니다. 텍트로닉스는 현대 오실로스코프의 기초가 되는 10MHz 대역폭의 동기식 오실로스코프를 성공적으로 개발했습니다.

동기 스캐닝 기능을 갖춘 스코프

아날로그 오실로스코프의 대역폭을 높이려면 오실로스코프 관, 수직 증폭, 수평 스캐닝의 성능을 종합적으로 향상시켜야 합니다. 디지털 오실로스코프의 대역폭을 향상하려면 프런트 엔드에 있는 A/D 변환기의 성능만 향상하면 됩니다. 오실로스코프 튜브와 스캐닝 회로에 대한 특별한 요구 사항은 없습니다. 또한 디지털 오실로스코프는 메모리, 저장 및 처리 기능은 물론 다양한 트리거링 및 사전 트리거링 기능을 완벽하게 활용할 수 있습니다. 1980년대에는 디지털 오실로스코프가 시장을 장악했고 많은 제조업체가 아날로그 오실로스코프 생산을 중단했습니다. 아날로그 오실로스코프는 역사적 무대에서 점차 사라졌습니다.

IV. 디지털 오실로스코프

디지털 오실로스코프는 데이터 수집, A/D 변환, 소프트웨어 프로그래밍 등 일련의 기술을 통해 제조되는 고성능 오실로스코프입니다. 디지털 오실로스코프는 일반적으로 다단계 메뉴를 지원하여 사용자에게 다양한 옵션과 여러 분석 기능을 제공합니다. 일부 오실로스코프는 저장 기능도 제공하므로 파형을 저장하고 처리할 수 있습니다.

수백 메가헤르츠 이내의 대역폭을 갖는 오실로스코프의 경우 국내 브랜드의 오실로스코프는 이미 성능 측면에서 외국 브랜드와 경쟁할 수 있으며 비용 대비 성능 측면에서 확실한 이점을 가지고 있습니다.

디지털 오실로스코프에는 아날로그 오실로스코프의 기본 기능이 대부분 포함되어 있습니다. 예를 들어 파형 표시 기능, xY 작업 모드, 기본 트리거링 방법 등이 있습니다. 또한 트리거 지연, 입력 신호의 결합 모드, 편향 조정 및 신호 소스 출력 교정과 같은 기능도 포함됩니다.

디지털 오실로스코프에는 아날로그 오실로스코프에 비해 몇 가지 유용한 기능이 추가되었습니다. 가장 일반적인 기능으로는 자동 범위 선택, 다양한 매개변수 자동 측정, 파형 및 설정 상태 저장, 인터페이스 버스, 평균 곡선 피팅 표시(보간 방법), 대역폭의 고역 및 저역 필터링, 트리거 작동 모드 및 트리거 조건 선택, 커서 측정 등이 있습니다.

V. 터치 오실로스코프

현 시대 인류는 디지털 혁명을 겪고 있다. 5G, 사물인터넷, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 인공지능 등 신기술은 끊임없이 진화하고 발전하고 있습니다. 오실로스코프에도 혁명이 일어나고 있습니다. 스마트폰의 터치 조작 모드는 기존의 키 누르기에 비해 더 효율적인 것으로 입증되었습니다. 또한 오실로스코프 제조업체에서는 기존 키 및 노브 작동 방식을 대체하기 위해 오실로스코프에 터치 기술을 적용하는 것을 고려하고 있습니다.

기존 기술 장비의 노후화와 기존 기술의 느린 개선으로 인해 엔지니어들은 많은 고민을 하게 되었습니다. 터치 오실로스코프는 엔지니어에게 완전히 새로운 사용 경험을 제공하여 원래 작업 효율성을 크게 향상시켰습니다. 이 새로운 대화형 방식을 통해 엔지니어는 더 이상 오실로스코프 작동 방법에 대해 걱정할 필요 없이 전체 제품 설계의 문제를 신속하게 식별하고 테스트 결과를 분석에 활용하여 문제를 발견하고 해결할 수 있습니다.