Сравнение цифрового мультиметра и осциллографа

Различия между цифровым мультиметром и осциллографом

Сравнение высокоуровневых блок-схем показывает, что основу обоих приборов составляет аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Перед АЦП используются аналоговые схемы для подготовки сигнала, в основном каскад аттенюатора. С учетом некоторых принципиальных различий обоих приборов их блок-схемы различаются, что разграничивает области применения.

Блок-схема мультиметра содержит дополнительные блоки, в том числе источник тока. Этот источник тока используется в некоторых режимах измерений на цифровом мультиметре. Например, в режиме измерения сопротивления с помощью этого источника тока генерируется известный ток, протекающий через шунтирующий резистор и испытуемый резистор. Цифровой мультиметр знает величину тока и сопротивление шунтирующего резистора, поэтому он рассчитывает сопротивление испытуемого резистора по закону Ома.

В осциллографе такой блок отсутствует, поэтому изначально осциллограф не способен измерять сопротивление. Однако осциллограф имеет контроллер памяти и память для хранения выборок от АЦП. Благодаря этой памяти осциллограф захватывает достаточное количество информации для вывода осциллограмм.

Кроме того, осциллографы имеют сложные системы запуска, которые позволяют захватывать разнообразные условия сигналов. Например, осциллограф может записывать данные только в том случае, если длительность импульса выходит за пределы определенного значения (ширина или время). С другой стороны, настольные цифровые мультиметры могут иметь вход запуска, однако это простой сигнал запуска/останова.

Цифровой мультиметр и осциллограф также имеют различные механизмы работы с пробниками, что видно на их передних панелях.

Цифровые мультиметры обычно оснащаются гнездами 4 мм типа «банан», к которым можно подключать разнообразные низкочастотные испытательные выводы или пробники. Типичный испытательный вывод представляет собой кабель в силиконовой оболочке с разъемом 4 мм на одном конце и металлическим наконечником на другом конце. Такие пробники удобны для проведения ручных или быстрых измерений.

На лицевой панели осциллографа, как правило, имеются разъемы BNC. К этим разъемам можно подключать множество различных типы пробников , большинство из которых служат для измерения напряжения. Большинство осциллографов поставляется в комплекте с пассивные пробники напряжения , которые пригодны для широкого спектра измерений общего назначения. Также имеются пробники, оснащенные датчиками для измерения других электрических величин. Например, пробник на основе датчика с эффектом Холла преобразует электромагнитное поле провода в напряжение, позволяя измерять электрический ток с помощью осциллографа.

Прямое подключение возможно как на цифровом мультиметре, так и на осциллографе. Например, ваша измерительная плата может иметь встроенные гнезда 4 мм или разъемы BNC (либо другие коаксиальные разъемы). Используя кабель с соответствующими разъемами, вы можете напрямую подключить измерительную плату к цифровому мультиметру или осциллографу.

В каких случаях лучше использовать осциллограф, а в каких — цифровой мультиметр?

Возможно, ваш бюджет рассчитан только на один из этих приборов, или у вас имеются оба прибора, но вы не знаете, какой из них лучше использовать в данном конкретном случае. К счастью, существует несколько сценариев измерений, в которых выбор прибора не вызывает сомнений. Более того, во многих ситуациях оба прибора работают одинаково хорошо.

Цифровой мультиметр предпочтителен в том случае, если вам необходимо измерять характеристики дискретных устройств. Цифровой мультиметр (например, модель R&S®UDS ) позволяет измерять конкретные характеристики резисторов, конденсаторов, диодов и даже транзисторов. Например, с помощью прибора R&S®UDS можно измерять емкость конденсатора или падение напряжения на диоде. Такие измерения полезны при проектировании схем и поиске повреждений в компонентах. Однако для полного определения характеристик вам может потребоваться LCR-измеритель , который способен измерять паразитные составляющие пассивных компонентов.

Цифровые мультиметры также удобны для измерения напряжения и тока низкочастотных сигналов. Однако при измерениях сигналов переменного тока (при наличии частот свыше 100 кГц) на цифровом мультиметре возможны неточности по причине ограниченной полосы пропускания.

В отличие от этого, осциллографы имеют очень широкую полосу пропускания и отлично подходят для измерений сигналов с высокочастотными составляющими. Осциллографы способны измерять сигналы постоянного тока, однако они прикладывают к испытуемому устройству значительно меньшую нагрузку по сравнению с цифровым мультиметром. Кроме того, осциллографы имеют несколько коррелированных по времени каналов, поэтому они идеально подходят для сравнения сигнала передачи данных с тактовым сигналом или сигналом включения.

Зачастую осциллографы лучше справляются с задачей измерения тактового сигнала микроконтроллера. Испытательные выводы цифрового мультиметра имеют высокую емкость, а его диапазон измеряемых частот может быть ограничен до нескольких мегагерц. С другой стороны, осциллограф прикладывает меньшую нагрузку к сигналу и обычно имеет очень широкую полосу пропускания.

Осциллограф и цифровой мультиметр в одном приборе

Современные осциллографы зачастую содержат дополнительные функции. Например, осциллографы могут иметь встроенный или опциональный генератор.

По аналогии с этим также предлагаются осциллографы со встроенными цифровыми мультиметрами. В качестве примера можно привести двухканальную модель портативного осциллографа R&S®Scope Rider , который оснащен встроенным цифровым мультиметром для измерения постоянного и переменного напряжения, постоянного и переменного тока (с внешним шунтирующим резистором), сопротивления и емкости.