Confronto fra multimetro digitale e oscilloscopio

Qual è la differenza tra un multimetro digitale e un oscilloscopio?

Confrontando i diagrammi a blocchi di alto livello si nota che entrambi gli strumenti hanno al loro interno un convertitore analogico/digitale (ADC). Prima del convertitore A/D ci sono alcuni circuiti di condizionamento analogico, principalmente uno stadio attenuatore. Sebbene vi siano diverse differenze fondamentali fra gli strumenti, ciascuno presenta una differenza chiave che separa le loro applicazioni.

Il diagramma a blocchi del multimetro ha blocchi extra, inclusa una sorgente di corrente. Alcune modalità di misura del multimetro digitale utilizzano questa sorgente di corrente. Ad esempio, la modalità di misura della resistenza utilizza questa sorgente per generare una corrente nota attraverso un resistore di shunt e un resistore in prova. Poiché il multimetro digitale conosce la quantità di corrente e il valore del resistore di shunt, può utilizzare la legge di Ohm per determinare il valore della resistenza del resistore in prova.

L'oscilloscopio non ha un blocco del genere, quindi un oscilloscopio non può misurare la resistenza da solo. Tuttavia, l'oscilloscopio dispone anche di un controllore della memoria oltre a memoria per memorizzare i campioni dal convertitore A/D. Questo buffer è il modo in cui gli oscilloscopi possono acquisire abbastanza informazioni per visualizzare forme d'onda.

Inoltre, gli oscilloscopi dispongono di sistemi di trigger sofisticati che possono aiutare a catturare una vasta gamma di condizioni del segnale. Ad esempio, un oscilloscopio può aggiornarsi solo quando la larghezza di un impulso viola una certa larghezza (o tempo). I multimetri digitali da banco, d'altra parte, possono avere un ingresso di trigger, ma si tratta di un semplice segnale di avvio/arresto.

I multimetri digitali e gli oscilloscopi hanno anche meccanismi di collegamento delle sonde differenti, come si può vedere dai relativi pannelli frontali.

I multimetri digitali generalmente hanno connettori a banana da 4 mm che accettano una varietà di sonde o cavi di prova a bassa frequenza. Il cavo di prova più comune ha una guaina in silicone con un connettore da 4 mm a un'estremità e una punta metallica all'altra. Questi cavi di prova sono utili per misure in mobilità o rapide.

Un pannello frontale di un oscilloscopio tipicamente ha un connettore di tipo BNC. Questi connettori accettano molti diversi tipi di sonde, la maggior parte dei quali misura la tensione. La maggior parte degli oscilloscopi viene fornita con sonde di tensione passive adatte per una vasta gamma di misure di uso generale. Ci sono anche sonde che utilizzano sensori per misurare altre grandezze elettriche. Ad esempio, una sonda con un sensore a effetto Hall converte il campo elettromagnetico emesso da un filo in una tensione, permettendo all'oscilloscopio di misurare la corrente.

Il cablaggio diretto è un'opzione utilizzabile sia per i multimetri digitali che per gli oscilloscopi. Ad esempio, se state usando un adattatore o un attrezzatura di test (fixture), potrebbe avere prese da 4 mm o connettori BNC (o altri connettori coassiali) integrati. Potete collegare l'adattatore al multimetro digitale o all'oscilloscopio utilizzando un cavo con connettori compatibili.

Quando usare un oscilloscopio invece di un multimetro digitale e viceversa?

Forse il vostro budget permette di acquistare solo uno di questi strumenti, o forse li avete entrambi ma non siete sicuri di quale usare! La buona notizia è che ci sono diversi scenari di misura in cui è ovvio quale utilizzare. La notizia ancora migliore è che entrambi gli strumenti funzionano bene in molti casi.

Un multimetro digitale è la scelta migliore quando è necessario misurare le caratteristiche dei dispositivi discreti. Un multimetro digitale, come il modello R&S®UDS, può misurare caratteristiche specifiche di un resistore, condensatore, diodo o anche di un transistor. Lo strumento R&S®UDS potrebbe misurare, ad esempio, la capacità di un condensatore o la caduta di tensione diretta di un diodo. Queste misure sono utili quando si progetta un circuito o si determina se un componente sia danneggiato. Per effettuare una caratterizzazione completa, tuttavia, potreste prendere in considerazione un misuratore LCR, che misura tutti i parametri parassiti di un componente passivo.

I multimetri digitali sono anche utili per misurare tensione o corrente con segnali vicini alla continua. Tuttavia, durante la misurazione di corrente alternata (se è presente un contenuto di frequenza superiore a 100 kHz), un multimetro digitale potrebbe non misurare correttamente il segnale poiché la sua banda passante è limitata.

Gli oscilloscopi, d'altra parte, hanno larghezze di banda molto ampie e sono eccellenti per misurare segnali con contenuto ad alta frequenza. Possono misurare la corrente continua, ma presentano un carico molto inferiore su un dispositivo in esame rispetto a un multimetro digitale. Gli oscilloscopi hanno anche più canali correlati nel tempo, quindi sono ideali per confrontare un segnale dati con un segnale di clock o un segnale di abilitazione.

Inoltre, un oscilloscopio è spesso lo strumento migliore per misurare il segnale di clock di un microcontrollore. I cavi di prova di un multimetro digitale hanno un'alta capacità e la relativa misura di frequenza potrebbe essere limitata a pochi megahertz. Un oscilloscopio, tuttavia, carica meno il segnale e tipicamente ha una banda passante molto più alta.

Un oscilloscopio e un multimetro digitale in un solo strumento

Al giorno d'oggi, gli oscilloscopi spesso incorporano funzionalità aggiuntive. Ad esempio, è comune che un oscilloscopio abbia la generazione di funzioni, integrata o come opzione.

Allo stesso modo, ci sono anche oscilloscopi che hanno multimetri digitali integrati. Un esempio di questo è il modello a due canali dell'oscilloscopio palmare R&S®Scope Rider, che ha un multimetro digitale integrato che misura tensione alternata/continua, corrente alternata/continua (con shunt esterno), resistenza e capacità.