오실로스코프 학습 센터

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오실로스코프 기본 개념

오실로스코프는 전자 기기 및 부품을 설계 및 테스트하기 위한 가장 일반적인 도구입니다. 디지털 저장 (DSO) 및 혼합 신호 (MSO) 오실로스코프 모두 시간 경과에 따른 전기 신호를 표시하고 측정하는 데 사용되는 파워풀한 도구이며, 시스템의 어떤 구성 요소가 올바르게 실행되고 어느 것이 오작동되는가를 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다. 새로 설계된 디자인이 의도하는 방식으로 동작되는가의 여부를 확인하는 데도 도움이 될 수 있습니다.

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오실로스코프란 무엇인가??

오실로스코프는 전자 기기 설계 및 테스트에 아주 유용한 도구입니다. 시스템의 어떤 부분이 제대로 작동하고, 어느 부분이 오작동되는가를 확인하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 새로 설계한 디자인이 의도대로 작동되는가의 여부를 확인하는 데도 도움이 될 수 있습니다

오실로스코프는 전자 신호가 실제로 어떻게 생겼는지 볼 수 있게 해준다는 점에서 멀티 미터보다 훨씬 더 강력합니다. 오실로스코프는 자동차 산업에서부터 대학 연구소, 항공 우주 방위 산업까지 폭 넓은 분야에서 사용됩니다. 기업들은 제품의 결함을 발견하고 더 완전한 기능의 제품을 생산하는데 도움을 얻고자 오실로스코프에 의존하고 있습니다.

오실로스코프 기초에 대해 자세히 알아보기:

Learn the basics of using an oscilloscope from the 2-Minute Guru

대역폭

오실로스코프의 가장 중요한 하나의 특징으로, 대역폭은 주파수 도메인의 범위를 표시해줍니다.

대역폭은 헤르츠로 측정되는데, 주파수에 있어서 신호의 범위를 나타내어, 이를 정확하게 보여주고 테스트할 수 있습니다.

대역폭이 충분하지 않으면, 오실로스코프가 실제 신호를 정확히 보여 줄 수가 없습니다. 예를 들어, 신호의 진폭이 부정확할 수 있으며, 경계가 분명하지 않을 수 있고, 파형의 상세 정보가 유실될 수 있습니다.

오실로스코프 대역폭 평가 정보에 관한 본 응용 프로그램 노트 참조

샘플 속도와 메모리

오실로스코프의 샘플 속도는 오실로스코프가 초당 얻을 수 있는 샘플의 수입니다. 여러분의 오실로스코프는 대역폭보다 최소 2.5배 높은 샘플 속도를 가져야 합니다. 하지만, 이상적인 샘플 속도는 대역폭보다 3배 이상 높아야 합니다.

디지털 오실로스코프는 입력 파형을 디지털화하기 위해 A/D (아날로그에서 디지털로 변형) 컨버터를 사용합니다. 그 다음, 디지털화된 데이터는 오실로스코프의 고속 메모리에 저장됩니다. 메모리 용량은 정확히 얼마나 많은 샘플 또는 포인트가 저장될 수 있고, 그에 따라 얼마나 긴 시간 저장될 수 있는가를 말합니다.

메모리 용량은 오실로스코프의 샘플링 속도에 중요한 역할을 합니다. 이상적으로, 샘플링 속도는 오실로스코프의 설정에 관계없이 일정하게 유지됩니다. 하지만, 이것은 장시간/분할 설정에서 대량의 메모리를 필요로 합니다. 만약 시간의 범위로 증가하면, 샘플링 속도는 감소합니다. 오실로스코프의 메모리 용량이 많을수록, 최대 샘플링 속도에서 파형을 캡쳐할수 있는 시간이 길어집니다.

오실로스코프 샘플 속도 및 샘플링 정확도를 평가하는 방법 참조 (링크:

오실로스코프 메모리 아키텍처가 오실로스코프의 수집 메모리에 영향을 줄 수 있는 방식에 대한 이해(링크:

분할 메모리가 오실로스코프의 사용 가능 메모리를 극대화할 수 있는 방법 알아보기 (링크:

파형 업데이트 속도

파형 업데이트 속도는 매우 중요할 수 있습니다 – 때로는 대역폭과 메모리 용량을 포함해 전통적인 배너 사양만큼 중요할 수 있습니다.

모든 오실로스코프가 “데드 타임”이라는 고유의 특성을 가지고 있습니다. 이것은 이전에 수집한 파형을 처리 하는동안 생기는 틈으로, 수집 시간 사이에 반복적으로 발생합니다. 불행하게도, 때때로 오실로스코프 데드 타임이 수집 시간보다 훨씬 더 길어질 수도 있습니다. 오실로스코프의 데드 타임 동안은, 발생하는 모든 신호들을 놓치게 되어, 한 스코프에서 무작위하게 간헐적으로 발생하는 이벤트를 캡처하는 것이 매우 어려울 수 있습니다.

본 응용 프로그램 노트에서 빠른 업데이트 속도가 흔하지 않은 결함을 찾아낼 확률을 높일 수 있는 방법 알아보기

수집 모드

오실로스코프 수집 모드는 –아날로그 스코프의 디지털 컨버터 (ADC)에 의해 수집된 샘플 포인트가 어떻게 파형으로 결합되고 표시되는 지를 나타냅니다. 다음은 가장 보편적인 수집 모드입니다.

일반 또는 샘플 수집 모드

이것은 하나의 파형 포인트가 각 파형 간격 동안 하나의 샘플 포인트에서 생성되는 가장 기본적인 수집 모드입니다. 이는 가장 흔한 것이며 대부분의 파형에 대한 최상의 디스플레이를 만들어냅니다.

평균화된 수집 모드

평균화된 모드를 통해 잡음을 줄이고 수직 해상도를 증가시킬 수 있도록 여러 개의 수집을 함께 평균화할 수 있습니다. 평균화는 안정적인 트리거와 반복적인 파형을 필요로 합니다. 평균 숫자가 높아지면 잡음이 더 줄어들고 수직 해상도가 더 늘어납니다.

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롤 모드

롤 모드는 수집 데이터가 디스플레이의 우측에서 시작하고 계속 왼쪽으로 굴러가는 방식(수집이 실행되는 동안)으로 표시되는 트리거가 없는 수집 모드입니다. 롤 모드는 수동 조정을 저주파 파형으로 만들거나, 저주파 파형의 장애를 찾아내거나, 또는 전원 전압의 파워-업 사이클을 모니터링 할 때 유용합니다.
롤 모드는 트리거가 없는 수집 모드이기 때문에, 트리거 기준이 없으며 모든 트리거 기능을 사용할 수 없습니다. 수집이 실행되는 동안 새로운 데이터가 화면 전체에 계속해서 흘러갈 것입니다. 수평 기준점은 오른쪽으로 설정되고, 시간은 현재 시점이 됩니다. 파형 데이터 포인트는 현재의 샘플링 속도로 수평 기준점의 왼쪽에 스크롤됩니다.

피크 감지 모드

모든 DSO 및 MSO는 고정된 수집 메모리 양이 있습니다. 이것은 오실로스코프가 각 수집 주기동안 디지털화할 수 있는 샘플들의 수입니다. 만약 스코프의 타임 베이스가 20 ns/div와 같이 비교적 빠른 시간/분할 설정으로 설정되면, 스코프는 항상 해당 스코프의 최대 지정 샘플 속도를 사용하여 그 설정에서 파형을 캡처하는 충분한 양의 메모리를 가지게 됩니다. 예를 들어, 스코프의 최대 지정 속도가 4 GSa/s (샘플간 250 ps)이고, 타임 베이스는 20 ns/div로 설정된 경우, 완전한 파형을 캡처하고 표시하는데 필요한 것은 오직 800 포인트의 수집 메모리 깊이입니다. 20 ns/div에서, 해당 스코프의 화면 전체에 대한 완전한 파형은 200 ns 시간(20 ns/div × 10 수평 분할)으로 구성됩니다. 그때 4 GSa/s에서 샘플링을 계속하는 동안 이 시간을 채우기 위해 필요한 메모리 깊이는 단지 800 포인트 (200 ns/250 ps = 800) 인 것입니다.

보다 느린 파형과 긴 시간을 캡처하기 위해 훨씬 느린 시간/분할 설정으로 스코프의 타임 베이스를 설정한 경우, 해당 스코프는 필요한 파형 시간을 채우기 위해 자동으로 샘플링 속도를 줄일 필요가 있을 수 있습니다. 모든 DSO 및 MSO는 이 작업을 수행합니다. 예를 들어, 상대적으로 느린 신호를 캡처하고 싶고 스코프의 타임 베이스를10 ms/div (화면 전체에100 ms)로 설정해야 한다고 가정해 봅시다. 해당 스코프의 최대 메모리 깊이가 2 M 포인트인 경우, 그 스코프는 샘플 속도를 20 MSa/s (100 ms/2 M = 50 ns 샘플 기간)로 줄일 필요가 있습니다.

느린 파형을 캡처하는데 빠른 샘플링 속도가 필요하지 않기 때문에, 대부분의 경우에 이것이 문제가 되지는 않지만, 입력 신호가 저속성과 고속성의 조합으로 구성되어 있다면 어떻게 될까요? 예를 들어, 캡처하고자 하는 입력 신호가 극히 한정된 글리치를 가진 30 Hz의 정현파라면 어떻게 될까요? 30 Hz의 정현파를 캡처하는데 빠른 샘플링 속도가 필요하지는 않지만, 한정된 글리치를 캡처하려면 매우 빠른 샘플 속도를 필요로 할 수도 있습니다.

피크 감지 수집 모드가 선택된 경우,속도를 낮춘상태에서 샘플링을 한다기 보다는, 높은 샘플속도에서 수집한 데이터를 일부러 제거합니다. 예를 들어, 스코프가 자신의 최대 샘플 속도의 1/100인 샘플 속도로 작동 된다고 가정했을때, 최대 샘플속도로 측정을 진행하고 100번째 포인트 마다 저장 한다면, 그것은 “어리석은” 손실인 것입니다. 피크 감지 모드에서, 스코프는 실시간으로 200개의 포인트(높은 속도로 샘플링한)를 분석한 다음 이 200 포인트 그룹에 대한 디지털화된 최대 및 최소값만을 저장하면, 단지 2개의 포인트가 됩니다. 그러면 여러분은 왜 항상 피크 감지 모드를 사용하지 않는냐고 물으실 수 있습니다. 이러한 수집 모드를 사용하게되면 몇 가지 장단점이 있습니다. 우선, 해당 스코프의 절대 최대 샘플 속도가 감소됩니다. 둘째, 저장된 포인트들은 균등하게 공간이 주어지지 않게 됩니다. 그리고 이것은 나이퀴스트 샘플링 이론의 중요한 기준이 됩니다. 따라서 이러한 특정 측정 시행에 있어, 피크 감지 모드를 사용하는 것은 좋은 선택이 될때도, 안될때도 있습니다.

고해상도 수집 모드

고해상도 모드는 샘플 수집 내에서 순차적 샘플 포인트를 평균화시킵니다. 이것은 무작위적 잡음을 줄이고, 화면상의 자취를 더 부드럽게 만들고, 수직 해상도를 효율적으로 증가시킵니다. 이것은 평균화하는 것처럼 반복적인 파형을 필요로 하지 않습니다.

균화 또는 고해상도 수집 모드가 수직 해상도를 개선할 수 있는 방법 참조:

세그먼트 메모리 수집 모드

세그먼트 메모리를 통해 수집 메모리는 동일한 길이로 짧게 저장된 하위 레코드의 집합으로, 오실로스코프의 전체 메모리 깊이에 대한 총 집합 길이와 동일합니다. 세그먼트 메모리는 트리거 된 이벤트 기록만을 캡처하여 오실로스코프의 메모리 깊이를 극대화하는 형태로, 데드 타임에 의해 분리된 다중 버스트의 데이터를 갖고 있는 어플리케이션에 유용합니다. 세그먼트 메모리가 기능이 개발되기 전에, 그때 그때 연속되는 트리거 이벤트에서 데이터를 수집하고 저장하는 가장 좋은 방법은 각 트리거에서 수집된 데이터 전체를 오실로스코프의 하드 드라이브에 저장하는 것이고, 이는 전체 처리량을 크게 제한하였습니다. 세그먼트 메모리를 활용함으로써, 오실로스코프는 하드 드라이브 대신에 각각의 파형을 저장하기 위해 실제 고속 수집 메모리를 사용합니다. 이는 처리량을 크게 향상시키고 주기 사이의 데드 타임을 최소화합니다.

세그먼트 메모리가 오실로스코프의 사용 가능 메모리를 최대화할 수 있는 방법 알아보기

다양한 수집 모드 사용시 요령

일반 수집 모드:

  • 샘플링 속도의 1/4 보다 적은 주파수 구성 요소를 가진 파형을 이용합니다.
  • 샘플링 속도의 1/4 보다 적은 주파수 구성 요소를 가진 파형을 이용합니다.
  • 글리치와 같이 자주 일어나지 않는 파형을 캡처합니다.
  • 싱글샷 파형 이벤트를 사용합니다.

피크 감지 수집 모드:

  • 느린 스윕 속도에서, 샘플들 간에 일어나는 >50 ps wide의 파형 이상 현상을 빠르게 탐지합니다.
  • 파형에 노이즈가 들어가는지 확인합니다
  • 싱글샷 파형 이벤트를 사용합니다.

평균화 모드

  • 주기적 파형의 경우, 정상 평균화는 몇몇 트리거에 걸쳐 잡음을 감소시킬 수 있습니다.

고선명도 수집 모드:

  • 소음을 줄이고 비 주기적 (단발) 파형 신호에서 신호 대 잡음 비율을 향상시킵니다. 주기적 파형에서 일반 평균화(averaging)는 몇몇 트리거를 통해 잡음을 감소시킬 수 있습니다.
  • 신호 해상도를 향상시킵니다. 고해상도의 간격이 증가함에 따라, 유효한 비트의 수도 (특정 포인트까지) 늘어납니다.

세그먼트 샘플링 모드(정상, 피크 감지 혹은 고선명 수집 모드):

  • 시간 상으로는 멀리 떨어졌으나 고주파 성분을 가진 파형 이벤트를 캡쳐 합니다.

롤 모드 샘플링 모드:

  • 저주파 파형을 수동으로 조정 할 때 사용합니다.
  • 저주파 파형의 장애를 찾습니다.
  • 전원 전압의 파워-업 주기를 모니터링합니다

기본 오실로스코프 제어

현재 시중에 많은 오실로스코프들은 전면 패널, 터치 스크린, 또는 소프트 키 사용을 비롯하여, 스코프를 제어하는 다양한 방법들을 갖고 있습니다. 대부분의 오실로스코프에서 볼 수 있는 기본 제어 기능 중 일부는 다음과 같습니다:

수평 제어: 오실로스코프의 수평 제어는 일반적으로 ‘수평(Horizontal)’으로 표시된 전면 패널 부분에서 조정가능하고, 화면의 가로 크기를 조정 할 수 있습니다. X 축에 구간당 시간을 지정하는 제어가 있게 됩니다. 다시 말하면, 구간당 시간을 줄임으로써 더 좁은 구간을 확대하여 볼수있게 됩니다. 또한, 수평 지연 (오프셋)에 대한 제어도 가능합니다. 이 제어 기능으로 일정 범위의 시간에 걸쳐 스캔할 수 있습니다.

수직 제어: 오실로스코프의 수직 제어는 일반적으로 ‘수직(Vertical)’으로 표시된 전면패널 부분에서 조정이 가능합니다.이 제어를 사용하면 디스플레이의 수직 측면을 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 디스플레이 격자의 Y 축에 구간당(눈금) 전압를 지정할수 있습니다. 구간별 전압표시 범위를 줄여 파형을 확대하거나 늘려서 축소시킬 수 있습니다. 또한, 파형의 수직 오프셋에 대한 제어도 가능합니다. 이 기능은 단순히 화면에서 전체 파형을 위 아래로 움직입니다.

트리거 제어: 신호 트리거링은 보고싶은 파형을 스코프에서 안정적으로 찾아내어 디스플레이 하고, 데이터를 수집하는데 도움을 주는 기능입니다. 트리거 제어에서는 수직 트리거 레벨을 고르고 (예를 들어, 오실로스코프가 트리거하기를 원하는 전압) 다양한 트리거 기능들을 선택할 수 있습니다.

Keysight InfiniiVision 2000X 시리즈 오실로스코프의 전면판 위의 수직 및 수평 제어 부분의 예입니다.

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기본 측정

일단 스코프상에 원하는 신호를 수집하여 디스플레이 하면, 다음 단계는 일반적으로 파형에 대한 측정을 실시하는 것입니다. 오실로스코프는 신속하게 파형 분석이 가능하도록 매우 다양한 측정 기능을 갖고 있습니다. 이러한 기본 측정의 예는 다음과 같습니다:

상승 시간: 상승 시간은 측정 신호 엣지의 상한 임계(Threshold) 시간에서 하부 임계시간을 뺀 것입니다. 하강 시간은 반대로 측정 신호 엣지의 하한 임계 시간에서 상한 임계 시간을 뺍니다.
basic-measurements-rise

펄스 폭: 펄스 폭은 첫번째 상승 엣지의 중간 임계부터 다음 하강 엣지에서의 중간 임계까지의 시간입니다.
basic-measurements-pulse

진폭 및 기타 전압 측정: 아래 그림은 디스플레이된 파형의 진폭 측정입니다. 보통, 피크 대 피크 전압, 최대 전압, 최소 전압, 평균 전압을 측정할 수 있습니다.
basic-measurements-amplitude

구간(Period)/주파수: 구간은 2개의 연속된, 같은 임계 엣지의 중간점 사이의 시간으로 정의됩니다. 주파수는 1/구간으로 정의됩니다.
basic-measurements-frequency

이외에도 오실로스코프로 다양한 측정이 가능하며, 위 내용은 일부 기본적인 측정을 소개드린 것입니다.

연산 기능

측정 파형에서 실행할 수 있는 연산도 많이 있습니다. 다음과 같이 몇 가지 예를 들어보겠습니다:

  • 푸리에 변환: 연산 기능은 사용자의 신호를 구성하는 주파수를 볼 수 있게 해줍니다.
  • 절대 값: 연산 기능은 사용자의 파형의 절대 값(전압 기준)을 보여줍니다.
  • 통합: 이 연산 기능은 사용자의 파형의 적분을 계산해줍니다.
  • 더하기 또는 빼기: 이러한 연산 기능은 여러 개의 파형을 더하거나 빼고 그 결과로 나온 신호를 표시하게 해줍니다.

다시 말하지만, 이것은 오실로스코프를 이용할 수 있는 측정과 연산 기능의 극히 일부분입니다.

사전 녹화된 웹 캐스트에서 연산 기능과 기타 오실로스코프 기능에 대해 자세히 알아보기

트리거

신호 트리거링은 보고싶은 파형을 스코프에서 안정적으로 찾아내어 디스플레이 하고, 데이터를 수집하는데 도움을 주는 기능입니다

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기본 트리거

트리거를 사용하면 오실로스코프에서 크게 두 가지 작업을 수행할 수 있습니다:

  • 사용자 파형에서 이벤트(특정 신호 혹은 이상 신호)를 찾습니다
  • 원하는 신호를 안정적으로 디스플레이 합니다.

사용자가 트리거 조건을 설정하면, 오실로스코프는 이러한 조건이 충족된 신호를 보기 위해 수집된 데이터를 찾습니다. 이 조건이 충족되면, 오실로스코프는 트리거 이벤트를 표시하고 다음 트리거 이벤트를 찾기 시작합니다(만약 사용자가 단독 수집 모드에 있다면 이벤트를 찾은후 정지됩니다). 이를 활용하여 사용자는 자신의 파형의 특정 부분을 찾기 위해 트리거 조건을 설정할 수 있습니다.

트리거에는 여러 가지 종류가 있지만, 가장 자주 사용하는 것은 에지 트리거입니다. 에지 트리거는 선택한 소스의 기울기 (상승 또는 하강) 및 전압 레벨 (트리거 레벨)를 찾아 트리거 조건을 식별합니다. 입력 채널, 보조 입력 트리거, 또는 라인 입력은 트리거 소스로서 사용될 수 있습니다.

다음 그림은 트리거 회로도를 나타냅니다.

트리거 비교기는 트리거의 전압레벨과 측정파형의 입력레벨을 비교합니다. 트리거 비교기에는 상승엣지와 하강엣지 출력이 있고, 측정신호는 트리거입력의 +단으로 들어가게 되는데, 측정신호의 상승엣지가 트리거 레벨을 통과할 때, 상승 에지 비교기 의 출력은 높아지고 하강 에지 출력은 낮아집니다. 측정 신호의 하강 에지가 트리거 레벨을 통과할 때, 상승 에지의 출력은 낮아지고 하강 에지의 출력은 높아집니다. 오실로스코프는 트리거 출력 으로 선택한 출력을 사용합니다.

존(Zone) 트리거는 매우 유용하며 일부 오실로스코프에서 확인하실수 있습니다. 이 트리거는 사용자가 해당 스코프의 디스플레이에 아래 그림과 같이 드래그 하여 “반드시 교차함”, “교차하지 않음”과 같은 특정 트리거 조건을 설정하도록 해줍니다. 이로써 일반적으로 사용자가 고급 트리거 조건 설정이 필요한 복잡한 신호에 대한 트리거를 쉽게 만들 수 있습니다.

본 애플리케이션 노트에서 분리 신호 이상 현상을 단순화하는 새로운 오실로스코프 기능에 대해 자세히 알아보기

http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5991-1107EN.pdf

http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5991-4436EN.pdf?id=2462850

온라인 트리거 시뮬레이션 체험해보기 온라인 트리거 시뮬레이션 체험해보기

상급 트리거

때로는 기본 에지 트리거만으로는 사용자의 신호를 분리/캡처하기에 충분하지 않습니다. 이러한 경우, 오실로스코프에는 사용자가 이용할 수 있는 상급 트리거가 있습니다. 상급 트리거의 몇 가지 예는 다음과 같습니다:

펄스 폭 트리거

오실로스코프는 사용자가 측정해야하는 파형에서 다른 펄스보다 넓거나 좁은 펄스를 찾아 펄스 폭 트리거를 진행합니다. 사용자는 펄스 폭 트리거를 설정하기 위해 펄스 폭 및 펄스 극성 (양 또는 음)을 지정합니다. 양극 펄스의 경우, 펄스의 하강 에지가 트리거 레벨을 교차할 때, 오실로스코프가 트리거를 일으킵니다. 음극 펄스의 경우, 펄스의 상승 에지가 트리거 레벨을 통과할 때, 오실로스코프가 트리거를 일으킵니다.

런트 트리거

펄스의 나머지 부분보다 작은 진폭을 갖는 양 또는 음의 펄스를 찾으려면 런트 트리거를 사용합니다. 높고 낮은 임계 값이 이 트리거로 설정됩니다. 그때 오실로스코프는 이 두 임계 값 사이에 떨어지는 펄스를 찾고 하나가 발견될 때 트리거를 일으킵니다.

설정(setup) 및 홀드(hold) 트리거

설정 및 홀드 트리거는 설정과 홀드 위반 사항을 찾아냅니다.

에지 다음 에지 트리거

장전 에지와 지연 구간 이후에 N 번째 에지가 발생하는 경우, 에지 다음 에지 트리거가 작동합니다.

>패턴 트리거

패턴 트리거는 특정 패턴을 찾아 트리거 조건을 식별합니다. 패턴은 채널들의 논리적 조합입니다. 각 채널은 1 (높음), 0 (낮음) 또는 X (상관 없음)의 값을 가질 수 있습니다. 측정 파형의 전압 레벨이 트리거 레벨보다 크면 높음으로, 측정 파형의 전압 레벨이 트리거 레벨보다 낮은 경우에는 낮음으로 간주됩니다. 채널이 상관 없음으로 설정되면, 패턴 기준의 일부로 사용되지 않습니다.

비디오 트리거

비디오 트리거는 대부분의 표준 아날로그 영상 신호의 복잡한 파형을 캡처하는 데 사용될 수 있습니다. 트리거 회로는 파형의 수직 및 수평 간격을 감지하고 사용자가 선택한 비디오 트리거 설정에 따라 트리거를 생성합니다.

오실로스코프들에서 발견되는 표준 및 고급 트리거 모드 외에, 특정 버스의 디코딩을 지원하기 위한 특별 트리거가 있습니다. 예를 들어, 공통 트리거 및 디코딩은 다음과 같습니다:

  • CAN/LIN/SENT
  • I2C / SPI
  • I2S
  • MIL-STD-1553 / ARINC 429
  • USB 2.0
  • UART / RS232
  • 그 외 다수 …

측정 예로, CAN-dbc 심볼 트리거 및 디코드를 갖추고 보다 빠르게 자동차 설계를 디버깅하는 방법 알아보기:

http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5991-2847EN.pdf?id=2369311

http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5991-0512EN.pdf?id=2190814

그리고 이 기능을 보여주는 몇몇 비디오들:

프로브

프로브은 사용자가 시험중인 장치(DUT)에 오실로스코프를 연결하는 데 사용됩니다. 프로브 유형, 프로브 로딩과 대역폭을 비롯한 다양한 요인들이 얼마나 정확하게 사용자의 신호를 표시하고 분석할 수 있는 지에 영향을 줄 수 있습니다.

자세히 알아보기

프로브 개요

사용자가 시험중인 장치(DUT)에 오실로스코프를 연결하는 데 사용되는 프로브는 신호 무결성의 측면에서 매우 중요합니다.

1-GHz 오실로스코프가 있지만 대역폭 500 MHz를 지원하는 프로브만 있는 경우, 오실로스코프의 측정 가능한 대역폭은 500MHz가 됩니다.

오실로스코프 프로브에 대한 8가지 힌트 (link to http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5989- 7894EN.pdf)

오실로스코프 프로브 및 액세서리 선택 가이드로 적합한 프로브를 선택하는 방법 자세히 알아보기

고속 신호를 캡처할 때 고려해야 할 프로브의 보다 기술적 측면의 일부에 대해 자세히 알아보기

프로브 데모 비디오에서 프로브 힌트 보기

수동 프로브

현재 스코프 프로브의 가장 일반적인 유형은 수동 전압 프로브입니다. 수동 프로브는 수동 부품으로만 구성이 되어있고, 동작을 위한 별도의 전원을 필요로 하지 않습니다. 이들은 600 MHz 미만의 대역폭을 가진 신호에 유용합니다. 일반적으로 수동 프로브는 상대적으로 높은 용량성 부하와 낮은 저항성 부하를 만들어냅니다.

수동 프로브는 두 가지 주요 유형, 즉 높은 임피던스 입력 프로브와 낮은 임피던스 저항 분배기 프로브로 나눌 수 있습니다. 아마 현재 10:1 분할율의 높은 입력 임피던스의 수동 프로브가 가장 보편적으로 사용되는 프로브일 것입니다.

능동 프로브에 비해, 수동 프로브는 더 견고하고 저렴합니다. 스코프의 입력 임피던스에 맞도록 넓은 다이나믹레인지 (일반적인 10:1 프로브에서는 300 V 초과)와 높은 입력 저항을 제공합니다. 그러나, 높은 임피던스 입력 프로브는 보다 무거운 용량 부하를 부과하고, 능동 프로브 또는 낮은 임피던스 (z0) 저항 분배기 수동프로브 보다 낮은 대역폭을 갖습니다.

사용자의 작업에 가장 좋은 수동 또는 능동 프로브에 대해 자세히 알아보기

능동 프로브

능동 프로브는 내부 액티브 소자에 대한 전력 공급을 필요로 합니다.

능동 프로브는 프로브 팁에서 가까운 쪽의 프로브 본체에 작은 활성 증폭기를 내장하고 있습니다. 이러한 배치는 일반적으로 2pF보다 작은, 매우 낮은 프로브 입력 용량을 유지할 수 있게 해줍니다. 이런 낮은 정전 용량은 높은 주파수에서 높은 입력 임피던스를 낳고, 그것은 저항 및 용량 부하의 최적의 전체 조합을 갖습니다. 그렇게 낮은 부하로, 능동 프로브는 수동 프로브에 의해 부하되는 높은 임피던스 회로에 사용될 수 있으며, 능동 프로브는 모든프로브에서 가장 신호 왜곡이 적은 프로브입니다.

사용자의 스코프가 대역폭 500 MHz 이상인 경우, 사용자는 아마 능동 프로브를 이미 사용하고 있거나 사용해야 합니다. 높은 가격에도 불구하고, 능동 프로브는 높은 대역폭 성능을 필요로 하는 경우 선택해야 할 도구입니다. 일반적으로, 능동 프로브는 상당히 낮은 용량 부하로 인해, 수동 프로브보다 비용이 더 많이 들고 제한된 입력 전압을 특징으로 하지만, 빠른 신호에 대한 보다 정확한 통찰력을 제공합니다.

사용자의 작업에 가장 좋은 수동 또는 능동 프로브 선택에 대해 자세히 알아보기

싱글엔드 대 차동 프로브

“차동” 프로브는 두개의 입력을 가지는 능동프로브로, 양극 하나와 음극 하나, 2개의 입력 뿐만 아니라, 별도의 접지 리드를 갖습니다; 싱글 터미네이티드 50Ω 케이블로 오실로스코프 한채널로 신호를 전송합니다. 출력 신호는 2개의 입력에서 나타나는 전압간 차이에 비례합니다. 차동 프로브는 접지 대신 상호간 참조된 신호를 보고 큰 DC 옵셋 또는 전력선 잡음같은 다른 공통 모드 신호가 존재시 일어나는 작은 신호를 보는데 사용됩니다.

통상적으로는, 사용자는 싱글엔드 신호(접지에 기준한 전압)를 측정하기 위한 싱글엔드 능동 프로브와 차동 신호(양극 전압 대 음극 전압)를 측정하기 위한 차동 능동 프로브를 선택하게 됩니다. 그러나, 한 가지 명심해야 할 것은 차동 프로브의 신호 연결 사이의 효과적인 접지면이 대부분의 셍글엔드 프로브의 접지 연결보다 더 이상적이라는 것입니다. 이러한 접지면은 매우 낮은 임피던스로, 테스트 대상 (DUT)에 프로브 팁 접지를 효과적으로 접속합니다. 따라서, 차동 프로브는 싱글엔드 프로브보다 싱글엔드 신호를 더 잘 측정할수있습니다.

싱글엔드 대 차동 프로브 사용에 대해 자세히 알아보기

전류 프로브

전류 프로브는 전도체를 통해 흐르는 전류를 감지하고 오실로스코프에서 보고 측정할 수 있는 전압으로 변환시킵니다. 기존의 많은 프로브들은 프로브 DC 전류를 감지하는 홀 효과 센서와 전류 변환기를 포함하는 하이브리드 기술을 사용합니다. 갈라진 핵심 구조를 이용하여, 전류 프로브는 전도체에서 탈착이 용이하여, 회로에 전기적 연결을 할 필요가 없게 됩니다.

전류 측정 요령

특수 어플리케이션용 프로브

표준 프로브 뿐만 아니라, 매우 특정한 용도를 위해 제작된 프로브들이 많이 있습니다. 몇 가지 예는 다음과 같습니다:

온도 챔버용 프로브

고감도, 넓은 다이나믹 레인지 측정

어플리케이션

오실로스코프는 다양한 어플리케이션에 활용이 가능하며, 사용자는 각각의 용도를 위한 가장 정확한 측정이 가능하도록 오실로스코프의 다양한 기능을 사용할 수 있습니다.

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신호 무결성

“신호 무결성”이라는 용어는 전자 테스트에서 흔히 사용됩니다. 신호 무결성은 신호의 질에 대한 최우선 척도이며, 신호 무결성의 중요성은 대역폭, 작은 신호를 볼 필요, 또는 큰 신호들에 대한 작은 변화들을 볼 필요에 따라 증가합니다. 왜 오실로스코프의 신호 무결성이 중요할까요? 신호 무결성은 모든 스코프 측정에 영향을 미칩니다. 신호 무결성이 신호 형태와 측정 값에 줄 수 있는 영향력에 놀라실 지도 모릅니다. 오실로스코프 자체의 왜곡, 잡음, 손실이 신호 무결성에 당면한 과제가 됩니다. 보다 우수한 신호 무결성 특성을 가진 스코프는 테스트중인 신호를 더 잘 표현하지만, 조잡한 신호 무결성 속성을 가진 스코프는 테스트중인 신호를 제대로 표현하지 못합니다. 이러한 차이는 통찰력을 얻고, 이해하고, 디버그하고, 설계를 진행하는 엔지니어의 능력에 영향을 미칩니다. 조잡한 신호 무결성을 가진 오실로스코프에서 나온 결과는 개발 주기, 생산 품질 및 선택한 부품의 신뢰성에 위협을 줄수 있습니다. 이러한 위험을 최소화하려면, 높은 신호 무결성 특성을 가진 오실로스코프를 평가하고 선택하는 것이 좋습니다.

오실로스코프 신호 무결성 평가 방법

Keysight의 신호 무결성 해결에 대해 자세히 알아보기

전력 무결성

전력 무결성 (PI)은 전력이 소스에서 시스템 내의 부하로 어떻게 효율적으로 변환되고 전달되는 가에 대한 분석을 말하는 전자 업계에서 사용되는 광범위한 용어입니다.

전력은 수동소자와 소스로부터 부하까지 상호 연결되는 반도체 패키징으로 이루어진 전력 분배 네트워크 (PDN)를 통해 전달됩니다. 이것은 일반적으로 DC에서 수GHz 까지의 측정을 포함합니다..

최상의 전력 무결성 측정을 하는 핵심 요령 자세히 알아보기

리플, 잡음, 스파이크, 압축, 정적/동적 부하 반응 및 공급에 의한 신호 잡음 및 지터와 같은 무결성 측정을 위한 도구와 기술에 대한 자세한 내용에 관한 사용자 요청 웹 세미나 보기 ,

View the on-demand webcast

레일에서의 작은 장애를 보고 그 특성을 알아보기를 비롯해, 전력 레일을 더 정확하게 테스트하는 방법에 대한 자세한 내용에 관한 사용자 요청 웹 세미나 보기

전통적 전원 공급 장치 테스트

사용자가 전원 공급 장치의 특성을 찾든, 전력 무결성을 테스트하든, 또는 낮은 전류를 측정하든간에, 오실로스코프의 다양한 기능들을 활용하실 수 있습니다.

전원 공급 장치, 낮은 전력 및 전류 측정에 관한 최신 응용 프로그램 노트 읽어보기

전원 공급 장치 측정에 대한 사전 녹화 웹캐스트 보기

가장 정확한전원 공급 장치 측정에 이용할 수 있는 소프트웨어 및 프로브 해결 방안 보기

전원 공급 장치 테스트 데모 보기

주파수 도메인/스펙트럼 분석

오늘날 대부분의 디지털 오실로스코프들은 주파수 도메인 분석용 고속 푸리에 변환(FFT) 기능을 포함하고 있습니다. 이것은 스펙트럼 분석기가 없으시거나, 가끔 주파수 도메인 분석 기능이 필요한 오실로스코프 사용자들에게 특히 유용한 기능입니다. FFT기능이 통합된 오실로스코프는 전용 스펙트럼 분석기에 대비 효율적 이고 공간 절약적인 대안을 제공합니다.

오실로스코프의 고속 푸리에 변환 (FFT) 기능 및 다양한 기타 연산 기능은 디지털과 RF 설계를 시장에 도입할 경우 높은 가치를 입증할 수 있습니다. 예를 들면, 오실로스코프의 FFT 기능은 전원 공급 레일에서 두 개로 결합된 신호의 주파수 구성 요소를 신속하게 강조할 수 있습니다. 이것은 차례로, 잡음 신호의 원인을 집어내도록 도와줄 수 있습니다. 설계의 특정 부분이 다른 부분에서는 잡음으로 작용하거나, 신호의 마진을 없애고, 혹은 문제가 해결될 때까지 설계의 진행을 더디게 하기 때문에 이러한 측정은 중요한 의미를 갖습니다. 적절한 펄스 특성이나 변조가 일어나고 있는지 확인하기 위해 RF 신호를 볼 때 FFT 스펙트럼 보기도 도움이 될 수 있습니다. 더 나아가서, 시간 게이트의 FFT는 RF 펄스내의 특정 주파수 같은, 신호의 스펙트럼 구성 요소를 평가하기도 합니다. 주파수 측정시 “측정 트렌드”와 같은 연산기능은 기본적인 변조 scheme(예를들어, 펄스 트레인에서 RF 펄스에 걸친 선형 주파수 변조)이 정상적으로 작동하는지 여부를 신속하게 확인할 수 있습니다.

FFT 및 펄스 RF

혼합 도메인 분석용 시간 게이트 FFT를 사용하는 방법에 대해 자세히 알아보기s

혼합 신호 분석

표준 디지털 오실로스코프에서, 입력 신호는 아날로그이고, 디지털-아날로그 변환기는 그것을 디지털화합니다. 하지만, 디지털 전자 기술이 확장됨에 따라, 아날로그와 디지털 신호를 동시에 모니터하는 것이 점점 필요하게 되었습니다. 그 결과, 오실로스코프 공급 업체들은 아날로그와 디지털 신호에서 모두 트리거할 수 있고 표시할 수 있는 혼합형 신호 오실로스코프를 생산하기 시작했습니다. 일반적으로, 소수의 아날로그 채널 (2 또는 4)들과 다수의 디지털 채널들이 있습니다. 혼합 신호 오실로스코프는 아날로그와 디지털 신호의 조합에서 트리거할 수 있고 동일한 타임 베이스에 상관된 모든 것들을 표시할 수 있다는 이점이 있습니다.

혼합 신호 분석에 대해 자세히 알아보기

지터 측정

지터는 이상적인 파형에서 나온 파형을 기준으로 주파수 또는 위상에 관련된 스퓨리어스 변형입니다. 지터는 경계선이 번진것처럼 표시되고, 트리거 전이나 후 파형 가장자리에 나타납니다. 즉, 아이 다이어그램을 그린다면, 지터는 교차점의 시간 위치에 있어 분산을 측정한 것입니다 (아래 스크린 샷 참조).

지터에는 여러 가지 원인들이 있습니다. 여기에 나온 것들은 몇 가지 잠재적 원인들입니다:

  • 열로 인한 잡음
  • ISI
  • 혼선
  • 오실로스코프에서의 수직 잡음
  • EMI 방사

오늘날의 최첨단 고속 디지털 설계에서 데이터 전송 속도가 지속적으로 빨라짐에 따라, 타이밍 예산은 감소됩니다. 지터는 유효 데이터 윈도우를 줄일수도 있기 때문에, 수신기가 데이터를 샘플링할 때 시리얼 데이터 신호를 유효하고 안정하도록 보장하기 위해, 지터의 다양한 구성요소에 대한 이해가 필요합니다. 현재 하드웨어 설계 엔지니어들이 파형 지터를 캡처하고 보기 위해 사용하는 주요 측정 도구가 오실로스코프입니다. 또한, 오늘날 고성능 오실로스코프들 대부분이 지터 분석기능을 옵션으로 제공하고 있고, 이는 지터를 다른 디스플레이 포맷으로 보기만 하는 것이 아니라, 지터의 다양한 구성 요소를 보정할 수도 있습니다.

오실로스코프에서 지터 측정에 대해 자세히 알아보기

오실로스코프의 지터 사양에 대해 더 이해하기

시리얼 버스

오실로스코프는 시리얼 버스의 테스트, 디코딩, 및 분석을 위한 훌륭한 도구입니다. 대부분의 오실로스코프들은 보통 버스에서의 트리거하고 그것을 디코딩할 수 있는 능력을 포함하는 광범위한 시리얼 버스 분석 패키지를 제공합니다. CAN, LIN, I2C, SPI 기타 다수의 것들이 그 예가 될 수 있습니다.

자동 시리얼 버스 테스트에 대해 자세히 알아보기:

http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5991-4038EN.pdf?id=2449467

http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5991-2847EN.pdf?id=2369311

And here are some videos that show this capability as well:

Scope Tip of the Month

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