6) การประยุกต์ใช้งาน

                6.1) การวัดแรงดัน

                เมื่อนำเอาออสซิลโลสโคปไปใช้วัดแรงดัน วิธีที่ง่ายที่สุดคือ การวัดค่าแรงดันจากยอดถึงยอด (Peak-to-Peak e_P-P) และอาศัยความสัมพันธ์ที่แน่นอน จะสามารถคำนวณกลับมาเป็นค่าเฉลี่ยหรือค่าประสิทธิผลได้ โดยการป้อนสัญญาณที่ต้องการวัดเข้าที่อินพุตแนวตั้ง และ (ในกรณีนี้) อาศัยโพรบแบบ 10 : 1 โดยการปรับความไว อัตราสวีป และปุ่มควบคุมการทริกที่เหมาะสม จะเกิดภาพของสัญญาณที่นิ่ง และควรมีขนาดใหญ่เต็มจอให้มากเท่าที่จะทำได้ ค่าแรงดันจากยอดถึงยอดจะมีค่าเท่ากับผลคูณระหว่างความไวของวงจรขยายตามแนวตั้ง จำนวนช่องที่อ่านได้จากจอ กับการลดทอนของโพรบสำหรับสัญญาณ ที่แสดงในรูปที่ 15

                V_P-P  =   จำนวนช่อง x ความไวตามแนวตั้ง x การลดทอนของสายต่อวัด

                        =   (4.8 DIV) (0.01 V/DIV) (10)

                        =   0.48  V

                สำหรับคลื่นรูปซายน์

                V_rms =  V_P-P /2.828  =  0.48/2.828  =       0.1697  V_rms

                6.2) การวัดความถี่

                ในการวัดค่าความถี่โดยการเปรียบเทียบ ทำได้โดยต่อวงจรดังรูปที่ 16 สัญญาณที่เรารู้ค่าความถี่จะต่อเข้ากับขั้วทางแนวนอน ขณะที่สัญญาณที่ไม่รู้ค่าความถี่ จะต่อเข้ากับขั้วเข้าทางแนวตั้ง ในการวัด เราจะบิดปุ่มการกวาดภาพ (time/div) ไปจนตำแหน่ง off เพื่อให้ออสซิลโลสโคปทำงานอยู่ในโหมดของ X-Y (ปรกติจะทำงานในโหมด X-t)

                เมื่อป้อนสัญญาณเข้าตามรูปที่ 16 แล้ว เราจะได้รูปคลื่นหยุดนิ่งบนจอหลอดภาพ ดังแสดงในรูปที่ 17 (ในกรณีที่รูปคลื่นไม่หยุดนิ่ง แสดงวัดสัดส่วนความถี่ของสัญญาณไม่ได้เป็นไปตามรูป เราอาจต้องปรับค่าความถี่รู้ค่า จนได้สัดส่วนตามต้องการ รูปคลื่นก็จะหยุดนิ่ง) เมื่อรูปคลื่นหยุดนิ่ง เราสามารถหาความถี่ของสัญญาณแนวตั้งจากสูตร

                                                f_v             =             (t_h/t_v)f_h

ทั้งนี้       f_v คือ ความถี่ป้อนเข้าทางแกนตั้ง

                F_h คือ ความถี่ป้อนเข้าทางแกนนอน

                t_n คือ จำนวนครั้งที่รูปสัมผัสแกนนอน

                t_v คือ จำนวนครั้งที่รูปสัมผัสกับแกนตั้ง

                 6.3) การวัดเฟส

                ก) แบบใช้ออสซิลโลสโคปแบบกวาด 2 เส้น

                รูปที่ 18 แสดงการต่อวงจร เพื่อวัดเฟสที่เกิดขึ้นจากวงจรขยายในรูป

                รูปคลื่นที่ปรากฏบนจอหลอดภาพ CRT จะเป็นดังรูปที่ 19 จากรูปคลื่นสัญญาณที่ได้ เราจะสามารถนำไปคำนวณหาค่าเฟสที่เกิดขึ้นได้

                ในรูปที่ 8.27 (ก) เป็นการปรับ time/div เพื่อให้สามารถวัดค่าคาบของรูปคลื่นได้ ขณะเดียวกันถ้าต้องการวัดความแตกต่างของเวลา (T_d) ระหว่างลูกคลื่น จำเป็นต้องปรับ time/div ให้ย่อยขึ้น เพื่อให้อ่านค่าได้ จากค่าที่อ่านบนจอหลอดภาพ จะสามารถนำไปคำนวณหาเฟสได้ดังนี้

                                เฟสที่เกิด (องศา)  =  T_d/ T x 360­­_­­­^o

แต่ period (T) หาได้ดังนี้

                T             =        (4.2 div.) (1 ms/div.)          =    4.2   x   10­^-3 s

                T_d            =        (2.2 div.) (100 us/div.)       =    220  x   10­^-6 s

                ค่าเฟส     =        T_d/T   x   360^o    =    18.86  องศา

                ข) โดยใช้  Lissajous Patterns

                การวัดเฟสโดยอาศัย Lissajous Patterns ต่ออุปกรณ์วัดดังวงจรในรูปที่ 20

                ในการวัดเช่นนี้ ปุ่ม time/div จะปรับไปอยู่ที่ตำแหน่ง off เพื่อให้ออสซิลโลสโคปทำงานในโหมด X-Y รูปทรงที่ปรากฏบนจอหลอด CRT จะใช้ในการคำนวณหาค่าความต่างเฟส ทั้งนี้ เฟสที่สามารถคำนวณจากสูตร (ดูรูปที่ 21 ประกอบ)

                                                เฟส        =        sin^-1(A/B)

                โดยที่ A คือ ระยะที่รูปทรงตัดแกน x

                          B คือ ความสูง(ในแนวแกน x) ของรูปทรง

                แม้ว่าเราจะสามารถทดสอบวงจรขยายสัญญาณ โดยการป้อนสัญญาณไฟสลับที่แปรขนาดและความถี่เพื่อหาค่าเฟส อัตราการขยาย และการตอบสนองต่อความถี่ เป็นต้น แต่วิธีนี้จะใช้เวลานาน น่าเบื่อ และไม่ได้ผลในการกำหนดคุณสมบัติประจำต่อ Transient ของวงจรขยาย การทดสอบโดยใช้สแควร์เวฟ จะเป็นการวัดความเป็นเชิงเส้น (Linearity) Transient และลักษณะจำเพาะด้านความถี่ของวงจรขยายอย่างได้ผล การทดสอบโดยวิธีนี้จะใช้อย่างกว้างขวางในการทดสอบวงจรขยายย่านความถี่ต่ำและปานกลาง

                โดยใช้ความรู้ทางคณิตศาสตร์ (การวิเคราะห์แบบ Fourier) จะแสดงให้เห็นว่า สแควร์เวฟที่มีความถี่ในการเกิดพัลส์ซ้ำ (Pulse Repetition Frequency, PRF) เท่ากับ f_s จะประกอบด้วย สัญญาณรูปซายน์ ซึ่งมีความถี่ f_s (ฟันดาเมนทัล) และฮาร์โมนิกคี่ (Odd Harmonics) จำนวนอนันต์

                ถ้าสแควร์เวฟ มีขนาด E_p และความถี่ในการเกิดพัลส์ซ้ำ f_s โดยการใช้การวิเคราะห์แบบ Fourier จะสามารถแทนสแควร์เวฟในรูป

                E_p/ {sin2 f_st + (1/3)sin[(3) (2 f_st)] + (1/5)sin[(5) (2 f_st)] + ….}

                ตามรูปที่ 23 จะแสดงถึงสแควร์เวฟที่เกิดขึ้น โดยการรวมสัญญาณที่เป็นฟันดาเมนทัลและฮาร์โมนิกที่ 3, 5, 7 และ 9 ดังนั้นการที่ป้อนสแควร์เวฟเข้าสู่วงจรขยายอาจพิจารณาได้ว่า เหมือนกับการป้อนคลื่นรูปซายน์จำนวนอนันต์เข้าไปพร้อมๆ กัน

                นอกจากนี้ เรายังอาจประมาณค่าผลตอบสนองเชิงความถี่ของวงจรขยาย โดยการวัดค่า rise time และค่าความเอียง (tilt) ของรูปคลื่นสแควร์ด้านออก ดังแสดงในรูปที่ 26 จากรูปที่ 26 เราสามารถประมาณค่า การตอบสนองย่านความถี่สูงของวงจรของวงจรขยายได้จากสูตร

                                f_high   =   0.35/t_r

โดย        f_high(= bandwidth) มีค่าเป็น เมกะเฮิรตซ์

                t_r  (rise time) มีค่าเป็น microsecond

                ในทำนองเดียวกัน ความเอียงจะช่วยในการประมาณค่าการตอบสนองย่านความถี่ต่ำ จากสูตร

                                f_L      =    Pf_s/100

โดยที่      P   =    (E_d/E_p)  x  100 เรียกว่า เปอร์เซ็นต์ความเอียง (tilt)

                f_s   =    pulse repetition frequency ของรูปคลื่นสแควร์

                   6.5) การทดสอบโดยใช้พัลซ์ (pulse)

                พัลซ์มักใช้ในการทดสอบวงจรขยายในย่านความถี่สูง และในวงจรสวิทชิ่งแบบดิจิตัล ช่วงมีสัญญาณ(duration) ของพัลซ์ควรจะสั้นเมื่อเทียบกับช่วงคาบ (period) ของมัน รูปที่ 27 เป็นตัวอย่างรูปคลื่นพัลซ์ที่พบกันโดยทั่วไป

                รูปที่ 28 แสดงการต่อวงจรเพื่อทำการทดสอบโดยใช้พัลซ์ ออสซิลโลสโคปจะใช้สัญญาณทริกเกอร์จากภายนอก (จากตัวกำเนิดสัญญาณพัลซ์) และปุ่มปรับความไวแนวตั้งกับตัวควบคุมความเร็วในการปรับภาพต้องปรับตั้งอย่างเหมาะสมเพื่อให้รูปคลื่นขาออก หยุดนิ่งบนจอหลอดภาพ

                สำหรับค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับสัญญาณพัลซ์ในรูปที่ 27 นั้นได้แก่

                PRE                =     1/T

และ        duty cycle        =                 pulse width/T

                                         =     (pulse width) x PRF

                สำหรับการวัดหาค่า rise time ของวงจรเราสามารถคำนวณหาได้จากสูตรต่อไปนี้

                                                t²_r(dev)   =   t²_r(meas) -  t²_r(scope) -  t²_r(PG)

โดยที่     t_r(dev)   =   ค่า rise time ของวงจรซึ่งทำการทดสอบ

t_r(meas) =   ค่า rise time เบ็ดเสร็จ (รวมค่า rise time ของออสซิลโลสโคป และของสัญญาณเอง) ซึ่งคือค่า rise time ที่วัดหาได้บนจอภาพ CRT นั่นเอง

t_r(scope)                =   rise time ของออสซิลโลสโคป

t_r(PG)    =   rise time ของตัวกำเนิดสัญญาณพัลซ์