Text preview for : XYZs_Of_Oscilloscopes.pdf part of Tektronix XYZs Of Oscilloscopes Tektronix publikacje XYZs_Of_Oscilloscopes.pdf
Back to : XYZs_Of_Oscilloscopes.pdf | Home
o s c i l l o s c o p e s
XYZs of Oscilloscopes
XYZs of Oscilloscopes
Primer
Table of Contents Bandwidth Limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Introduction ....................................................................3 Alternate and Chop Display Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Signal Integrity Horizontal System and Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
The Significance of Signal Integrity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Acquisition Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Why is Signal Integrity a Problem? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Acquisition Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Viewing the Analog Origins of Digital Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Starting and Stopping the Acquisition System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
The Oscilloscope
Sampling Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Understanding Waveforms and Waveform Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Sampling Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Types of Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Real-time Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
Sine Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Real-time Sampling with Interpolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Square and Rectangular Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Equivalent-time Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Sawtooth and Triangle Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Random Equivalent-time Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Step and Pulse Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Sequential Equivalent-time Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Periodic and Non-periodic Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Position and Seconds per Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Synchronous and Asynchronous Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Time Base Selections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Complex Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Zoom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Waveform Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
XY Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Frequency and Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Z Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
XYZ Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Trigger System and Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Trigger Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Waveform Measurements with Digital Oscilloscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Trigger Level and Slope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
The Types of Oscilloscopes
Trigger Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Analog Oscilloscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Trigger Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Digital Oscilloscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Trigger Coupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Digital Storage Oscilloscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Trigger Holdoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Digital Phosphor Oscilloscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Display System and Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Digital Sampling Oscilloscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Other Oscilloscope Controls
The Systems and Controls of an Oscilloscope
Math and Measurement Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Vertical System and Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Position and Volts per Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Input Coupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
www.tektronix.com 1
XYZs of Oscilloscopes
Primer
The Complete Measurement System Oscilloscope Measurement Techniques
Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 Voltage Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Passive Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 Time and Frequency Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Active and Differential Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35 Pulse Width and Rise Time Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Probe Accessories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36 Phase Shift Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
Performance Terms and Considerations Other Measurement Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
Bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 Written Exercises
Rise Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 Part I
Sample Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 Vocabulary Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
Waveform Capture Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 Application Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Record Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 Part II
Triggering Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Vocabulary Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Effective Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Application Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Frequency Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Answer Key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Vertical Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Sweep Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Gain Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Horizontal Accuracy (Time Base) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Vertical Resolution (Analog-to-digital Converter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Expandability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Ease-of-use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Operating the Oscilloscope
Setting Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Ground the Oscilloscope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Ground Yourself . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Setting the Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Using Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Connecting the Ground Clip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Compensating the Probe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
2 www.tektronix.com
XYZs of Oscilloscopes
Primer
Introduction
Nature moves in the form of a sine wave, be it an ocean wave, earth-
quake, sonic boom, explosion, sound through air, or the natural frequency Light Source
of a body in motion. Energy, vibrating particles and other invisible forces
pervade our physical universe. Even light