منظار الذبذبات

الذبذبات (بشكل غير رسمي نطاق أو نطاق O ) هو نوع من أدوات الاختبار الإلكترونية التي تعرض بيانياً الفولتية المتغيرة لإشارة واحدة أو أكثر كدالة للوقت. والغرض الرئيسي منها هو التقاط المعلومات حول الإشارات الكهربائية من أجل تصحيح الأخطاء أو التحليل أو التوصيف. ومن ثم يمكن تحليل الشكل الموجي المعروض من أجل خصائص مثل السعة والتردد ووقت الارتفاع والفاصل الزمني والتشوه وغيرها. في الأصل، كان حساب هذه القيم يتطلب قياس الشكل الموجي يدويًا مقابل المقاييس المضمنة في شاشة الجهاز. ^[1] وقد تحسب الأجهزة الرقمية الحديثة هذه الخصائص وتعرضها بشكل مباشر.

تُستخدم أجهزة قياس الذبذبات في مجالات العلوم والهندسة والطب الحيوي وصناعة السيارات والاتصالات. وتُستخدم الأجهزة ذات الأغراض العامة في صيانة المعدات الإلكترونية وأعمال المختبرات. ويمكن استخدام أجهزة قياس الذبذبات ذات الأغراض الخاصة لتحليل نظام الإشعال في السيارات أو لعرض شكل موجة ضربات القلب على هيئة رسم قلب كهربائي ، على سبيل المثال.

تم إجراء عمليات التصور المبكرة عالية السرعة للجهد الكهربائي باستخدام جهاز قياس الذبذبات الكهروميكانيكي ، ^{[2] [3]} الذي اخترعه أندريه بلونديل في عام 1893. وقد أعطت هذه الأجهزة رؤى قيمة حول تغييرات الجهد عالية السرعة، ولكن كان لها استجابة ترددية في كيلوهرتز واحد، وتم استبدالها بجهاز قياس الذبذبات الذي استخدم أنبوب أشعة الكاثود (CRT) كعنصر عرض.

كان أنبوب براون ، السلف لأنابيب الأشعة المهبطية، معروفًا في عام 1897، وفي عام 1899 جهزه جوناثان زينيك بألواح تشكيل الشعاع وحقل مغناطيسي لانحراف الأثر، وشكل هذا أساس أنابيب الأشعة المهبطية. ^[4] تم تطبيق أنابيب الأشعة المهبطية المبكرة تجريبيًا على القياسات المعملية في وقت مبكر من عشرينيات القرن العشرين، لكنها عانت من ضعف استقرار الفراغ وباعثات الكاثود. وصف في. ك. زوريكين أنبوب أشعة مهبطية عالي الفراغ مغلق بشكل دائم مع باعث حراري في عام 1931. سمح هذا المكون المستقر والقابل للتكرار لشركة جنرال راديو بتصنيع منظار ذبذبات يمكن استخدامه خارج بيئة المختبر. ^[1]

بعد الحرب العالمية الثانية، أصبحت الأجزاء الإلكترونية الفائضة هي الأساس لإحياء شركة Heathkit Corporation ، وقد أثبتت مجموعة الذبذبات التي يبلغ سعرها 50 دولارًا والمصنوعة من هذه الأجزاء نجاحها الكبير في السوق.

ينقسم منظار الذبذبات التناظري عادة إلى أربعة أقسام: الشاشة، وأدوات التحكم الرأسية، وأدوات التحكم الأفقية وأدوات التحكم في التشغيل. عادة ما تكون الشاشة عبارة عن أنبوب أشعة مهبطية (CRT) بخطوط مرجعية أفقية ورأسية تسمى الشبكة . تحتوي شاشات أنبوب الأشعة المهبطية أيضًا على أدوات تحكم في التركيز والكثافة ومحدد الشعاع.

يتحكم القسم الرأسي في سعة الإشارة المعروضة. يحتوي هذا القسم على مقبض اختيار الفولت لكل قسم (فولت/قسم)، ومفتاح اختيار التيار المتردد/المستمر/الأرضي، والمدخل الرأسي (الأساسي) للجهاز. بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما يكون هذا القسم مزودًا بمقبض موضع الشعاع الرأسي.

يتحكم القسم الأفقي في قاعدة الوقت أو مسح الجهاز. ويُعد مفتاح اختيار الثواني لكل قسم (Sec/Div) هو عنصر التحكم الأساسي. كما يتضمن القسم مدخلًا أفقيًا لرسم إشارات المحورين X وY. ويوجد مقبض موضع الشعاع الأفقي بشكل عام في هذا القسم.

يتحكم قسم المشغل في حدث بدء المسح. ويمكن ضبط المشغل لإعادة التشغيل تلقائيًا بعد كل مسح، أو يمكن تكوينه للاستجابة لحدث داخلي أو خارجي. عناصر التحكم الرئيسية في هذا القسم هي مفاتيح تحديد المصدر والاقتران، ومدخل مشغل خارجي (مدخل EXT) وضبط المستوى.

بالإضافة إلى الجهاز الأساسي، يتم تزويد معظم أجهزة قياس الذبذبات بمسبار. يتصل المسبار بأي مدخل في الجهاز وعادةً ما يكون به مقاومة تساوي عشرة أضعاف معاوقة مدخل جهاز قياس الذبذبات. وينتج عن هذا عامل توهين يبلغ 0.1 (‑10×)؛ وهذا يساعد في عزل الحمل السعوي الذي يقدمه كبل المسبار عن الإشارة التي يتم قياسها. تحتوي بعض أجهزة قياس الذبذبات على مفتاح يسمح للمشغل بتجاوز المقاومة عند الاقتضاء. ^[1]

معظم أجهزة قياس الذبذبات الحديثة خفيفة الوزن وقابلة للحمل وصغيرة الحجم بما يكفي لحملها من قبل شخص واحد. بالإضافة إلى الوحدات المحمولة، يقدم السوق عددًا من الأجهزة المصغرة التي تعمل بالبطارية لتطبيقات الخدمة الميدانية. أجهزة قياس الذبذبات المستخدمة في المختبرات، وخاصة الوحدات القديمة التي تستخدم الأنابيب المفرغة ، هي أجهزة توضع على مقاعد العمل أو يتم تركيبها على عربات مخصصة. يمكن تركيب أجهزة قياس الذبذبات ذات الأغراض الخاصة على رف أو تركيبها بشكل دائم في هيكل جهاز مخصص.

يتم تغذية الإشارة المراد قياسها إلى أحد موصلات الإدخال، وهو عادةً موصل محوري مثل نوع BNC أو UHF . يمكن استخدام أعمدة الربط أو المقابس الموز للترددات المنخفضة. إذا كان مصدر الإشارة يحتوي على موصل محوري خاص به، فسيتم استخدام كبل محوري بسيط ؛ وإلا، يتم استخدام كبل متخصص يسمى " مسبار النطاق "، والذي يتم توفيره مع منظار الذبذبات. بشكل عام، للاستخدام الروتيني، لا يكون سلك الاختبار المفتوح للتوصيل بالنقطة التي يتم ملاحظتها مرضيًا، ويكون المسبار ضروريًا بشكل عام. عادةً ما تقدم منظارات الذبذبات للأغراض العامة معاوقة إدخال تبلغ 1  ميغا أوم بالتوازي مع سعة صغيرة ولكنها معروفة مثل 20 بيكوفاراد. ^[5] وهذا يسمح باستخدام مجسات منظار الذبذبات القياسية. ^[6] قد تحتوي النطاقات المستخدمة مع الترددات العالية جدًا على مدخلات 50 Ω. يجب توصيلها إما مباشرة بمصدر إشارة 50 Ω أو استخدامها مع Z ₀ أو المجسات النشطة.

تتضمن المدخلات الأقل استخدامًا مدخلاً واحدًا (أو مدخلين) لتشغيل عملية المسح، والانحراف الأفقي لشاشات وضع X‑Y، وتفتيح/تغميق التتبع، والتي تسمى أحيانًا مدخلات المحور z.

من المرجح أن تلتقط أسلاك الاختبار المفتوحة (الأسلاك الطائرة) التداخل، لذا فهي غير مناسبة للإشارات منخفضة المستوى. علاوة على ذلك، تتمتع الأسلاك بمحاثة عالية، لذا فهي غير مناسبة للترددات العالية. يعد استخدام كبل محمي (أي كبل متحد المحور) أفضل للإشارات منخفضة المستوى. يتمتع الكبل المحوري أيضًا بمحاثة أقل، ولكنه يتمتع بسعة أعلى: يحتوي الكبل النموذجي الذي يبلغ 50 أوم على حوالي 90 بيكو فاراد لكل متر. وبالتالي، فإن مسبارًا محوريًا مباشرًا بطول متر واحد (1×) يحمل دائرة بسعة حوالي 110 بيكو فاراد ومقاومة 1 ميغا أوم.

لتقليل التحميل، يتم استخدام مجسات التوهين (على سبيل المثال، مجسات 10×). يستخدم المجس النموذجي مقاومة متسلسلة 9 ميغا أوم يتم تحويلها بواسطة مكثف منخفض القيمة لعمل مقسم معوض RC بسعة الكابل ومدخل النطاق. يتم ضبط ثوابت وقت RC لتتناسب. على سبيل المثال، يتم تحويل المقاومة المتسلسلة 9 ميغا أوم بواسطة مكثف 12.2 بيكو فاراد لثابت زمني يبلغ 110 ميكروثانية. كما تعطي سعة الكابل البالغة 90 بيكو فاراد بالتوازي مع مدخل النطاق 20 بيكو فاراد و1 ميغا أوم (السعة الكلية 110 بيكو فاراد) ثابتًا زمنيًا يبلغ 110 ميكروثانية. في الممارسة العملية، يوجد تعديل حتى يتمكن المشغل من مطابقة ثابت زمن التردد المنخفض بدقة (يسمى تعويض المجس). إن مطابقة ثوابت الوقت تجعل التوهين مستقلاً عن التردد. عند الترددات المنخفضة (حيث تكون مقاومة R أقل بكثير من مفاعلة C )، تبدو الدائرة وكأنها مقسم مقاوم؛ عند الترددات العالية (المقاومة أكبر بكثير من المفاعلة)، تبدو الدائرة وكأنها مقسم سعوي. ^[7]

النتيجة هي مسبار معوض التردد للترددات المتواضعة. إنه يقدم حمولة تبلغ حوالي 10 ميغا أوم مقسمة بواسطة 12 بيكوفاراد. مثل هذا المسبار هو تحسن، لكنه لا يعمل بشكل جيد عندما ينكمش مقياس الوقت إلى عدة أوقات عبور للكابل أو أقل (عادةً ما يكون وقت العبور 5 نانوثانية). ^{[ بحاجة لتوضيح ]} في هذا الإطار الزمني، يبدو الكابل وكأنه معاوقته المميزة، والانعكاسات من خط النقل غير المتطابقة عند مدخل النطاق والمسبار يسبب رنينًا. ^[8] يستخدم مسبار النطاق الحديث خطوط نقل منخفضة السعة وشبكات تشكيل تردد متطورة لجعل مسبار 10 × يعمل بشكل جيد عند عدة مئات من ميغا هرتز. وبالتالي، هناك تعديلات أخرى لإكمال التعويض. ^{[9] [10]}

المجسات ذات التوهين 10:1 هي الأكثر شيوعًا؛ بالنسبة للإشارات الكبيرة (والتحميل السعوي الأقل قليلاً)، يمكن استخدام مجسات 100:1. هناك أيضًا مجسات تحتوي على مفاتيح لاختيار نسبة 10:1 أو النسبة المباشرة (1:1)، ولكن الإعداد الأخير له سعة كبيرة (عشرات البيكو فاراد) عند طرف المجسات، لأن سعة الكابل بالكامل متصلة بشكل مباشر.

توفر معظم أجهزة قياس الذبذبات عوامل تخفيف المجس، حيث تعرض الحساسية الفعّالة عند طرف المجس. تاريخيًا، استخدمت بعض دوائر الاستشعار التلقائي مصابيح مؤشر خلف نوافذ شفافة في اللوحة لإضاءة أجزاء مختلفة من مقياس الحساسية. للقيام بذلك، تحتوي موصلات المجس (BNC المعدلة) على جهة اتصال إضافية لتحديد تخفيف المجس. (قيمة معينة من المقاومة، متصلة بالأرض، "ترميز" التخفيف.) نظرًا لأن المجسات تتآكل، ولأن دوائر الاستشعار التلقائي غير متوافقة بين ماركات أجهزة قياس الذبذبات المختلفة، فإن قياس المجس التلقائي ليس مضمونًا. وبالمثل، فإن الضبط اليدوي لتخفيف المجس عرضة لخطأ المستخدم. يعد ضبط قياس المجس بشكل غير صحيح خطأً شائعًا، ويؤدي إلى خلل في القراءة بعامل 10.

تشكل المجسات الخاصة ذات الجهد العالي مخففات معوضة مع مدخل الذبذبات. تحتوي هذه المجسات على جسم مجسات كبير، ويتطلب بعضها ملء علبة تحيط بالمقاوم المتسلسل جزئيًا بفلوروكربون سائل متطاير لإزاحة الهواء. يحتوي طرف الذبذبات على صندوق به عدة تعديلات لتشذيب شكل الموجة. من أجل السلامة، يحافظ قرص الحاجز على أصابع المستخدم بعيدًا عن النقطة التي يتم فحصها. أقصى جهد هو في عشرات قليلة من كيلو فولت. (يمكن أن يؤدي مراقبة منحدر الجهد العالي إلى إنشاء شكل موجة سلم مع خطوات في نقاط مختلفة في كل تكرار، حتى يتم لمس طرف المجس. حتى ذلك الحين، يشحن قوس صغير طرف المجس، وتحتفظ سعته بالجهد (دائرة مفتوحة). ومع استمرار ارتفاع الجهد، يشحن قوس صغير آخر الطرف بشكل أكبر.)

هناك أيضًا مجسات التيار، ذات الأنوية التي تحيط بالموصل الذي يحمل التيار المراد فحصه. يحتوي أحد الأنواع على فتحة للموصل، ويتطلب مرور السلك من خلال الفتحة للتركيب شبه الدائم أو الدائم. ومع ذلك، فإن الأنواع الأخرى، المستخدمة للاختبار المؤقت، تحتوي على قلب من جزأين يمكن تثبيته حول سلك. داخل المجس، يوفر ملف ملفوف حول القلب تيارًا إلى حمل مناسب، والجهد عبر هذا الحمل يتناسب مع التيار. يستشعر هذا النوع من المجسات التيار المتردد فقط.

يتضمن المجس الأكثر تطورًا مستشعر تدفق مغناطيسي ( مستشعر تأثير هول ) في الدائرة المغناطيسية. يتصل المجس بمضخم يغذي التيار (المنخفض التردد) في الملف لإلغاء المجال المستشعر؛ توفر شدة التيار الجزء المنخفض التردد من شكل موجة التيار، وصولاً إلى التيار المستمر. لا يزال الملف يلتقط الترددات العالية. توجد شبكة تجميعية تشبه كروس أوفر مكبر الصوت.

يضبط هذا التحكم تركيز CRT للحصول على أثر أكثر وضوحًا وتفصيلاً. في الممارسة العملية، يجب تعديل التركيز قليلاً عند ملاحظة إشارات مختلفة جدًا، لذا يجب أن يكون التحكم خارجيًا. يغير التحكم الجهد المطبق على أنود التركيز داخل CRT. لا تحتاج شاشات اللوحة المسطحة إلى هذا التحكم.

يعمل هذا على ضبط سطوع التتبع. تحتاج التتبعات البطيئة على أجهزة قياس الذبذبات CRT إلى قدر أقل من السطوع، وتتطلب التتبعات السريعة، وخاصة إذا لم تتكرر كثيرًا، مزيدًا من السطوع. ومع ذلك، فإن سطوع التتبع على الشاشات المسطحة لا يعتمد بشكل أساسي على سرعة المسح، لأن معالجة الإشارة الداخلية تقوم بشكل فعال بتوليف العرض من البيانات الرقمية.

يمكن أن يُطلق على هذا التحكم بدلاً من ذلك اسم "الشكل" أو "شكل البقعة". فهو يضبط الجهد على آخر أنود CRT (الموجود مباشرة بجوار صفائح الانحراف Y). بالنسبة للبقعة الدائرية، يجب أن يكون الأنود الأخير عند نفس جهد كل من اللوحتين Y (بالنسبة للبقعة المركزية، يجب أن تكون جهد اللوحتين Y متماثلة). إذا تم جعل الأنود أكثر إيجابية، تصبح البقعة بيضاوية في المستوى X حيث أن اللوحتين Y الأكثر سلبية سوف تتنافر مع الشعاع. إذا تم جعل الأنود أكثر سلبية، تصبح البقعة بيضاوية في المستوى Y حيث أن اللوحتين Y الأكثر إيجابية سوف تجتذب الشعاع. قد لا يكون هذا التحكم موجودًا في تصميمات الذبذبات البسيطة أو قد يكون حتى تحكمًا داخليًا. ليس ضروريًا مع شاشات اللوحة المسطحة.

تحتوي أجهزة قياس الذبذبات الحديثة على مكبرات انحراف مقترنة مباشرة، مما يعني أنه يمكن انحراف التتبع خارج الشاشة. وقد يتم أيضًا تعتيم شعاعها دون علم المشغل بذلك. للمساعدة في استعادة العرض المرئي، تتغلب دائرة تحديد الشعاع على أي تعتيم وتحد من انحراف الشعاع إلى الجزء المرئي من الشاشة. غالبًا ما تشوه دوائر تحديد الشعاع التتبع أثناء تنشيطها.

الشبكة عبارة عن شبكة من الخطوط التي تعمل كعلامات مرجعية لقياس الأثر المعروض. تتكون هذه العلامات، سواء كانت موجودة مباشرة على الشاشة أو على مرشح بلاستيكي قابل للإزالة، عادةً من شبكة مقاس 1 سم مع علامات أقرب (غالبًا عند 2 مم) على المحور الرأسي والأفقي المركزي. يتوقع المرء رؤية عشرة أقسام رئيسية عبر الشاشة؛ يختلف عدد الأقسام الرئيسية الرأسية. تسمح مقارنة علامات الشبكة بالشكل الموجي بقياس كل من الجهد (المحور الرأسي) والوقت (المحور الأفقي). يمكن أيضًا تحديد التردد عن طريق قياس فترة الشكل الموجي وحساب مقلوبها.

في أجهزة قياس الذبذبات القديمة والأقل تكلفة، تكون الشبكة عبارة عن ورقة من البلاستيك، غالبًا ما تكون عليها علامات تشتت الضوء ومصابيح مخفية عند حافة الشبكة. كانت المصابيح مزودة بميزة التحكم في السطوع. تحتوي الأجهزة الأعلى تكلفة على الشبكة المميزة على الوجه الداخلي لجهاز قياس الذبذبات، وذلك للتخلص من أخطاء المنظر ؛ كما تحتوي الأجهزة الأفضل على إضاءة حافة قابلة للتعديل مع علامات تشتت الضوء. (تبدو العلامات المشتتة ساطعة). ومع ذلك، تولد أجهزة قياس الذبذبات الرقمية علامات الشبكة المميزة على الشاشة بنفس الطريقة التي تولد بها التتبع.

تحمي الشبكات الخارجية أيضًا السطح الزجاجي لـ CRT من الصدمات العرضية. تحتوي بعض أجهزة قياس الذبذبات CRT ذات الشبكات الداخلية على مرشح ضوء بلاستيكي ملون غير مميز لتعزيز التباين التتبعي؛ كما يعمل هذا على حماية اللوحة الأمامية لـ CRT.

إن دقة ووضوح القياسات باستخدام الشبكة محدودة نسبيًا؛ ففي بعض الأحيان تحتوي الأدوات الأفضل على علامات متحركة ساطعة على التتبع. وهذا يسمح للدوائر الداخلية بإجراء قياسات أكثر دقة.

يتم ضبط كل من الحساسية الرأسية المعايرة والوقت الأفقي المعايرة في خطوات تتراوح من 1 إلى 2 إلى 5 إلى 10. ومع ذلك، يؤدي هذا إلى بعض التفسيرات المحرجة للتقسيمات البسيطة.

تقوم أجهزة رسم الذبذبات الرقمية بإنشاء الشبكة رقميًا. وبالتالي، يمكن تغيير مقياس الشبكة وتباعدها وما إلى ذلك، وبالتالي تحسين دقة القراءات.

تحدد هذه السرعات السرعة الأفقية لبقعة أنبوب الأشعة المهبطية أثناء إنشاء الأثر؛ ويشار إلى هذه العملية عادةً باسم المسح. وفي جميع أجهزة قياس الذبذبات الحديثة، باستثناء الأقل تكلفة، يمكن اختيار سرعة المسح ومعايرتها بوحدات زمنية لكل قسم رئيسي من الشبكة. ويتم توفير نطاق واسع جدًا من سرعات المسح بشكل عام، من ثوانٍ إلى بيكو ثانية (في أسرع وقت) لكل قسم. وعادةً ما يوفر عنصر تحكم متغير باستمرار (غالبًا مقبض أمام مقبض الاختيار المُعاير) سرعات غير معايرة، وعادةً ما تكون أبطأ من المعايرة. يوفر هذا العنصر التحكم نطاقًا أكبر إلى حد ما من الخطوات المعايرة، مما يجعل أي سرعة بين الخطوات متاحة.

تحتوي بعض أجهزة قياس الذبذبات التناظرية عالية الجودة على عنصر تحكم في الإيقاف المؤقت. يحدد هذا العنصر وقتًا بعد تشغيل أحد المشغلات لا يمكن خلاله تشغيل دائرة المسح مرة أخرى. يساعد هذا العنصر في توفير عرض ثابت للأحداث المتكررة التي قد تؤدي بعض المشغلات فيها إلى إنشاء شاشات مربكة. عادةً ما يتم ضبطه على الحد الأدنى، لأن الوقت الأطول يقلل من عدد عمليات المسح في الثانية، مما يؤدي إلى ظهور أثر باهت. راجع الإيقاف المؤقت للحصول على وصف أكثر تفصيلاً.

لاستيعاب مجموعة واسعة من سعات الإدخال، يختار مفتاح حساسية معايرة للانحراف الرأسي. يوفر عنصر تحكم آخر، غالبًا أمام مقبض الاختيار المُعاير، حساسية متغيرة باستمرار على مدى نطاق محدود من الإعدادات المعايرة إلى الإعدادات الأقل حساسية.

غالبًا ما يتم تعويض الإشارة المرصودة بواسطة مكون ثابت، وتكون التغييرات فقط محل الاهتمام. يربط مفتاح اقتران الإدخال في وضع "التيار المتردد" مكثفًا على التوالي بالمدخل الذي يحجب إشارات التردد المنخفض والتيار المستمر. ومع ذلك، عندما يكون للإشارة إزاحة ثابتة مثيرة للاهتمام، أو تتغير ببطء، يفضل المستخدم عادةً اقتران "التيار المستمر"، والذي يتجاوز أي مكثف من هذا القبيل. توفر معظم أجهزة قياس الذبذبات خيار إدخال التيار المستمر. من أجل الراحة، لمعرفة مكان ظهور إدخال صفر فولت حاليًا على الشاشة، تحتوي العديد من أجهزة قياس الذبذبات على موضع مفتاح ثالث (عادةً ما يُسمى "GND" للأرض) يفصل الإدخال ويربطه بالأرض. غالبًا، في هذه الحالة، يقوم المستخدم بمركز التتبع باستخدام عنصر التحكم في الوضع الرأسي.

تحتوي أجهزة رسم الذبذبات الأفضل على محدد قطبية. عادةً، يحرك الإدخال الموجب المسار إلى الأعلى؛ ويوفر محدد القطبية خيار "عكس"، حيث تعمل الإشارة الموجبة على انحراف المسار إلى الأسفل.

يحرك عنصر التحكم في الوضع الرأسي المسار المعروض بالكامل لأعلى ولأسفل. ويُستخدم لتعيين مسار عدم الإدخال بالضبط على الخط المركزي للشبكة، ولكنه يسمح أيضًا بالإزاحة رأسيًا بمقدار محدود. ومن خلال الاقتران المباشر، يمكن لضبط عنصر التحكم هذا التعويض عن مكون تيار مستمر محدود لمدخل.

لا يوجد هذا التحكم إلا في أجهزة قياس الذبذبات الأكثر تعقيدًا؛ فهو يوفر حساسية قابلة للتعديل للمدخلات الأفقية الخارجية. ولا يكون نشطًا إلا عندما يكون الجهاز في وضع XY، أي عندما يتم إيقاف تشغيل المسح الأفقي الداخلي.

يحرك عنصر التحكم في الوضع الأفقي الشاشة جانبًا. وعادةً ما يضبط الطرف الأيسر للمسار عند الحافة اليسرى للشبكة، ولكنه قد يزيح المسار بالكامل عند الرغبة. ويحرك عنصر التحكم هذا أيضًا مسارات وضع XY جانبًا في بعض الأدوات، ويمكنه التعويض عن مكون تيار مستمر محدود فيما يتعلق بالموضع الرأسي.

عادةً ما يكون لكل قناة إدخال مجموعة خاصة بها من عناصر التحكم في الحساسية والاقتران والموضع، على الرغم من أن بعض أجهزة قياس الذبذبات ذات الأربعة مسارات تحتوي فقط على الحد الأدنى من عناصر التحكم لقناتيها الثالثة والرابعة.

تحتوي أجهزة قياس الذبذبات ثنائية التتبع على مفتاح وضع لاختيار إما قناة بمفردها، أو كلتا القناتين، أو (في بعض الأجهزة) شاشة X‑Y، والتي تستخدم القناة الثانية لانحراف X. عندما يتم عرض كلتا القناتين، يمكن اختيار نوع تبديل القناة في بعض أجهزة قياس الذبذبات؛ وفي أجهزة أخرى، يعتمد النوع على إعداد قاعدة زمنية. إذا كان من الممكن الاختيار يدويًا، يمكن أن يكون تبديل القناة حرًا (غير متزامن)، أو بين عمليات مسح متتالية. تحتوي بعض أجهزة قياس الذبذبات التناظرية ثنائية التتبع من Philips على مضاعف تناظري سريع، وتوفر عرضًا لحاصل ضرب قنوات الإدخال.

تحتوي أجهزة قياس الذبذبات متعددة التتبع على مفتاح لكل قناة لتمكين أو تعطيل عرض تتبع القناة.

تتضمن هذه الأدوات عناصر تحكم في قاعدة زمنية للمسح المؤجل، والتي يتم معايرتها، وغالبًا ما تكون متغيرة أيضًا. تكون أبطأ سرعة أسرع بعدة خطوات من أبطأ سرعة مسح رئيسية، على الرغم من أن أسرع سرعة تكون هي نفسها عمومًا. يوفر عنصر تحكم في وقت التأخير متعدد الدورات المُعاير نطاقًا واسعًا وإعدادات تأخير عالية الدقة؛ فهو يغطي المدة الكاملة للمسح الرئيسي، وتتوافق قراءته مع أقسام الشبكة (ولكن بدقة أدق بكثير). كما أن دقته متفوقة على دقة الشاشة.

يختار المفتاح أوضاع العرض: المسح الرئيسي فقط، مع منطقة مضيئة تظهر عند تقدم المسح المتأخر، أو المسح المتأخر فقط، أو (في بعض الأجهزة) وضع مركب.

تشتمل أجهزة قياس الذبذبات CRT الجيدة على عنصر تحكم في شدة المسح المتأخر، للسماح بتتبع أضعف لمسح متأخر أسرع بكثير والذي يحدث مع ذلك مرة واحدة فقط لكل مسح رئيسي. ومن المرجح أيضًا أن تحتوي مثل هذه الأجهزة على عنصر تحكم في فصل التتبع لعرض متعدد الإرسال لكل من المسح الرئيسي والمتأخر معًا.

يقوم مفتاح باختيار مصدر التشغيل. ويمكن أن يكون هذا المصدر مدخلاً خارجيًا، أو إحدى القنوات الرأسية لمذبذب ثنائي أو متعدد المسارات، أو تردد خط التيار المتردد (التيار الرئيسي). ويقوم مفتاح آخر بتمكين أو تعطيل وضع التشغيل التلقائي، أو تحديد عملية مسح واحدة، إذا كانت متوفرة في مذبذب. ويمكن استخدام موضع مفتاح الرجوع الزنبركي أو ذراع الضغط للمسح الفردي.

يعمل عنصر التحكم في مستوى الزناد على تغيير الجهد المطلوب لتوليد الزناد، ويحدد مفتاح المنحدر القطبية الموجبة أو السالبة عند مستوى الزناد المحدد.

لعرض الأحداث ذات الأشكال الموجية الثابتة أو التي تتغير ببطء (بشكل واضح)، ولكنها تحدث في أوقات قد لا تكون متباعدة بالتساوي، فإن أجهزة قياس الذبذبات الحديثة مزودة بأجهزة مسح محفزة. وبالمقارنة بأجهزة قياس الذبذبات الأقدم والأبسط ذات مذبذبات المسح التي تعمل باستمرار، فإن أجهزة قياس الذبذبات التي تعمل بأجهزة مسح محفزة أكثر تنوعًا بشكل ملحوظ.

تبدأ عملية المسح المحفزة عند نقطة محددة على الإشارة، مما يوفر عرضًا مستقرًا. وبهذه الطريقة، يسمح التحفيز بعرض إشارات دورية مثل الموجات الجيبية والموجات المربعة، بالإضافة إلى إشارات غير دورية مثل النبضات المفردة، أو النبضات التي لا تتكرر بمعدل ثابت.

مع عمليات المسح المحفزة، يقوم النطاق بإخفاء الشعاع ويبدأ في إعادة تعيين دائرة المسح في كل مرة يصل فيها الشعاع إلى أقصى الجانب الأيمن من الشاشة. لفترة زمنية تسمى الإرجاء (يمكن تمديدها بواسطة عنصر تحكم في اللوحة الأمامية في بعض أجهزة قياس الذبذبات الأفضل)، يتم إعادة تعيين دائرة المسح تمامًا وتتجاهل المشغلات. بمجرد انتهاء الإرجاء، يبدأ المشغل التالي عملية مسح. عادةً ما يكون حدث المشغل هو شكل الموجة المدخلة الذي يصل إلى جهد عتبة محدد من قبل المستخدم (مستوى المشغل) في الاتجاه المحدد (يذهب موجبًا أو سالبًا - قطبية المشغل).

في بعض الحالات، قد يكون وقت الانتظار المتغير مفيدًا لجعل عملية المسح تتجاهل المحفزات المتداخلة التي تحدث قبل الأحداث المراد مراقبتها. وفي حالة الأشكال الموجية المتكررة ولكن المعقدة، يمكن أن يوفر وقت الانتظار المتغير عرضًا مستقرًا لا يمكن تحقيقه بطريقة أخرى.

يحدد إيقاف تشغيل المشغل فترة زمنية معينة بعد المشغل لا يمكن خلالها تشغيل المسح مرة أخرى. وهذا يجعل من الأسهل إنشاء عرض ثابت لشكل الموجة مع حواف متعددة، والتي قد تتسبب بخلاف ذلك في تشغيل مشغلات إضافية. ^[11]

تخيل شكل الموجة المتكررة التالي:

الخط الأخضر هو شكل الموجة، والخط الجزئي الرأسي الأحمر يمثل موقع الزناد، والخط الأصفر يمثل مستوى الزناد. إذا تم ضبط النطاق ببساطة ليتم تشغيله عند كل حافة صاعدة، فإن شكل الموجة هذا من شأنه أن يتسبب في ثلاثة مشغلات لكل دورة:



بالافتراض أن الإشارة ذات تردد عالي إلى حد ما ، فمن المحتمل أن يبدو عرض النطاق على هذا النحو:

في نطاق فعلي، سيكون كل مشغل هو نفس القناة، وبالتالي سيكون كل شيء بنفس اللون.

من المستحسن أن يتم تشغيل النطاق عند حافة واحدة فقط لكل دورة، لذا فمن الضروري ضبط فترة التوقف عند أقل قليلاً من فترة الشكل الموجي. يمنع هذا حدوث التشغيل أكثر من مرة لكل دورة، ولكنه لا يزال يسمح بتشغيله عند الحافة الأولى للدورة التالية.

يمكن أن تعرض عمليات المسح المفعّلة شاشة فارغة إذا لم تكن هناك عمليات تشغيل. لتجنب ذلك، تتضمن عمليات المسح هذه دائرة توقيت تولد عمليات تشغيل حرة بحيث يكون الأثر مرئيًا دائمًا. يُشار إلى ذلك باسم "المسح التلقائي" أو "المسح التلقائي" في عناصر التحكم. بمجرد وصول عمليات التشغيل، يتوقف المؤقت عن توفير عمليات تشغيل وهمية. عادةً ما يقوم المستخدم بتعطيل المسح التلقائي عند ملاحظة معدلات تكرار منخفضة.

إذا كانت إشارة الإدخال دورية، فيمكن تعديل معدل تكرار المسح لعرض بضع دورات من شكل الموجة. تحتوي أجهزة قياس الذبذبات المبكرة (الأنبوبية) وأجهزة قياس الذبذبات الأقل تكلفة على مذبذبات مسح تعمل بشكل مستمر، وهي غير معايرة. هذه الأجهزة بسيطة للغاية وغير مكلفة نسبيًا، وكانت مفيدة في صيانة الراديو وبعض صيانة التلفزيون. من الممكن قياس الجهد أو الوقت، ولكن فقط باستخدام معدات إضافية، وهو أمر غير مريح تمامًا. إنها في الأساس أدوات نوعية.

تحتوي هذه الأجهزة على نطاقات تردد قليلة (متباعدة على نطاق واسع)، وتحكم مستمر في التردد واسع النطاق نسبيًا ضمن نطاق معين. في الاستخدام، يتم ضبط تردد المسح على مستوى أقل قليلاً من بعض المضاعفات الفرعية لتردد الإدخال، لعرض دورتين على الأقل من إشارة الإدخال عادةً (حتى تكون جميع التفاصيل مرئية). يغذي عنصر تحكم بسيط للغاية كمية قابلة للتعديل من الإشارة الرأسية (أو ربما إشارة خارجية ذات صلة) إلى مذبذب المسح. تعمل الإشارة على تشغيل تعتيم الشعاع وتتبع المسح قبل حدوثه في التشغيل الحر، ويصبح العرض مستقرًا.

توفر بعض أجهزة رسم الذبذبات هذه الميزة. يقوم المستخدم بتجهيز دائرة المسح يدويًا (عادةً عن طريق الضغط على زر أو ما يعادله). تعني كلمة "مُجهز" أنه جاهز للاستجابة لمحفز. بمجرد اكتمال عملية المسح، يتم إعادة ضبطها، ولا تقوم بالمسح مرة أخرى حتى يتم تجهيزها مرة أخرى. يلتقط هذا الوضع، جنبًا إلى جنب مع كاميرا جهاز رسم الذبذبات، أحداثًا منفردة.

تشمل أنواع المحفزات ما يلي:

• مُحفِّز خارجي ، نبضة من مصدر خارجي متصل بمدخل مخصص على النطاق.
• مُشغل الحافة ، كاشف الحافة الذي يُصدر نبضة عندما تعبر إشارة الإدخال جهد عتبة محدد في اتجاه محدد. هذه هي أكثر أنواع المُشغلات شيوعًا؛ حيث يضبط عنصر التحكم في المستوى جهد العتبة، ويحدد عنصر التحكم في المنحدر الاتجاه (سالب أو موجب). (تنطبق الجملة الأولى من الوصف أيضًا على المدخلات لبعض الدوائر المنطقية الرقمية؛ حيث تتمتع هذه المدخلات باستجابة عتبة واستقطاب ثابتة.)
• مشغل الفيديو ، المعروف أيضًا باسم مشغل التلفزيون ، عبارة عن دائرة تستخرج نبضات متزامنة من تنسيقات الفيديو مثل PAL و NTSC وتشغل القاعدة الزمنية على كل سطر أو سطر محدد أو كل حقل أو كل إطار. توجد هذه الدائرة عادةً في جهاز مراقبة الموجة ، على الرغم من أن بعض أجهزة قياس الذبذبات الأفضل تتضمن هذه الوظيفة.
• تأخير الزناد ، والذي ينتظر وقتًا محددًا بعد تشغيل الحافة قبل بدء عملية المسح. وكما هو موضح في عمليات المسح المتأخرة، فإن دائرة تأخير الزناد (عادةً المسح الرئيسي) تمتد هذا التأخير إلى فترة زمنية معروفة وقابلة للتعديل. وبهذه الطريقة، يمكن للمشغل فحص نبضة معينة في سلسلة طويلة من النبضات.

تتضمن بعض التصميمات الحديثة لأجهزة قياس الذبذبات مخططات تشغيل أكثر تطوراً؛ وسيتم وصفها نحو نهاية هذه المقالة.

تحتوي أجهزة قياس الذبذبات التناظرية الأكثر تطورًا على قاعدة زمنية ثانية للمسح المؤجل. يوفر المسح المؤجل نظرة مفصلة للغاية على جزء صغير محدد من القاعدة الزمنية الرئيسية. تعمل القاعدة الزمنية الرئيسية كتأخير يمكن التحكم فيه، وبعد ذلك تبدأ القاعدة الزمنية المتأخرة. يمكن أن تبدأ هذه القاعدة عند انتهاء التأخير، أو يمكن تشغيلها (فقط) بعد انتهاء التأخير. عادةً، يتم ضبط القاعدة الزمنية المتأخرة لمسح أسرع، وأحيانًا أسرع كثيرًا، مثل 1000:1. عند النسب القصوى، يؤدي التذبذب في التأخيرات في عمليات المسح الرئيسية المتتالية إلى تدهور العرض، ولكن يمكن لمحفزات المسح المؤجل التغلب على هذا.

تعرض الشاشة الإشارة الرأسية في أحد الأوضاع العديدة: القاعدة الزمنية الرئيسية، أو القاعدة الزمنية المؤجلة فقط، أو مزيج منهما. عندما يكون المسح المؤجل نشطًا، يضيء مسار المسح الرئيسي أثناء تقدم المسح المؤجل. في أحد أوضاع التركيبة، المتوفرة فقط في بعض أجهزة رسم الذبذبات، يتغير المسار من المسح الرئيسي إلى المسح المؤجل بمجرد بدء المسح المؤجل، على الرغم من أن جزءًا أقل من المسح السريع المؤجل يكون مرئيًا لفترات التأخير الأطول. يقوم وضع تركيب آخر بجمع (تناوب) المسح الرئيسي والمؤجل بحيث يظهر كلاهما في وقت واحد؛ يعمل عنصر تحكم فصل التتبع على إزاحتهما. يمكن لأجهزة رسم الذبذبات الرقمية عرض الأشكال الموجية بهذه الطريقة، دون تقديم قاعدة زمنية مؤجلة على هذا النحو.

تعتبر أجهزة قياس الذبذبات ذات المدخلين الرأسيين، والتي يشار إليها باسم أجهزة قياس الذبذبات ذات التتبع المزدوج، مفيدة للغاية وشائعة الاستخدام. باستخدام أنبوب أشعة مهبطية أحادي الشعاع، تقوم هذه الأجهزة بإرسال المدخلات بشكل متعدد ، وعادة ما يتم التبديل بينها بسرعة كافية لعرض مسارين في وقت واحد. وهناك أجهزة قياس ذبذبات أقل شيوعًا؛ حيث تشتمل على أربعة مدخلات شائعة، ولكن القليل منها (كيكوسوي، على سبيل المثال) تقدم عرضًا لإشارة تشغيل المسح إذا رغبت في ذلك. تستخدم بعض أجهزة قياس الذبذبات ذات التتبع المتعدد مدخل التشغيل الخارجي كمدخل رأسي اختياري، وبعضها يحتوي على قناتين ثالثة ورابعة مع ضوابط بسيطة فقط. في جميع الحالات، يتم إرسال المدخلات، عند عرضها بشكل مستقل، بشكل متعدد الوقت، ولكن أجهزة قياس الذبذبات ذات التتبع المزدوج غالبًا ما يمكنها إضافة مدخلاتها لعرض مجموع تناظري في الوقت الفعلي. يؤدي عكس قناة واحدة أثناء جمعها معًا إلى عرض الاختلافات بينها، بشرط ألا تكون أي من القناتين محملة بشكل زائد. يمكن أن يوفر وضع الاختلاف هذا مدخلًا تفاضليًا متوسط ​​الأداء.

يمكن أن يكون تبديل القنوات غير متزامن، أي يعمل بحرية، فيما يتعلق بتردد المسح؛ أو يمكن القيام بذلك بعد اكتمال كل مسح أفقي. يُطلق على التبديل غير المتزامن عادةً اسم "مقطع"، بينما يُطلق على التبديل المتزامن مع المسح اسم "بديل". يتم توصيل قناة معينة وفصلها بالتناوب، مما يؤدي إلى مصطلح "مقطع". تقوم أجهزة قياس الذبذبات متعددة التتبع أيضًا بتبديل القنوات إما في وضع مقطوع أو بديل.

بشكل عام، يعد وضع التقطيع أفضل لعمليات المسح الأبطأ. من الممكن أن يكون معدل التقطيع الداخلي مضاعفًا لمعدل تكرار المسح، مما يؤدي إلى إنشاء فراغات في المسارات، ولكن في الممارسة العملية نادرًا ما تكون هذه مشكلة. يتم استبدال الفجوات في مسار واحد بمسارات المسح التالي. كان لدى عدد قليل من أجهزة قياس الذبذبات معدل تقطيع معدّل لتجنب هذه المشكلة العرضية. ومع ذلك، فإن الوضع البديل أفضل لعمليات المسح الأسرع.

كانت هناك بالفعل أجهزة قياس الذبذبات CRT ثنائية الشعاع، ولكنها لم تكن شائعة. كان أحد الأنواع (Cossor، المملكة المتحدة) يحتوي على لوحة مقسمة للشعاع في أنبوب الأشعة المهبطية الخاص به، وانحراف أحادي الطرف يتبع المقسم. وكان لدى أنواع أخرى مدفعان إلكترونيان كاملان ، مما يتطلب التحكم الدقيق في المحاذاة الميكانيكية المحورية (الدورانية) في تصنيع أنبوب الأشعة المهبطية. كان لأنواع مقسمات الشعاع انحراف أفقي مشترك في كلتا القناتين الرأسيتين، ولكن أجهزة قياس الذبذبات ثنائية الشعاع يمكن أن يكون لها قواعد زمنية منفصلة، ​​أو استخدام قاعدة زمنية واحدة لكلا القناتين. تم تصنيع أجهزة قياس الذبذبات CRT متعددة الشعاع (حتى عشرة مدافع) في العقود الماضية. مع عشرة مدافع، كان الغلاف (البصلة) أسطوانيًا على طوله. (انظر أيضًا "اختراع أنبوب الأشعة المهبطية" في تاريخ أجهزة قياس الذبذبات .)

في منظار الذبذبات التناظري، يكتسب المضخم الرأسي الإشارة (الإشارات) المراد عرضها ويوفر إشارة كبيرة بما يكفي لانحراف شعاع أنبوب الأشعة المهبطية. وفي منظارات الذبذبات الأفضل، يؤخر الإشارة بجزء من الميكروثانية. ويكون الحد الأقصى للانحراف على الأقل إلى حد ما خارج حواف الشبكة، وعادة ما يكون على مسافة ما خارج الشاشة. ويتعين على المضخم أن يكون لديه تشويه منخفض لعرض مدخلاته بدقة (يجب أن يكون خطيًا)، ويتعين عليه التعافي بسرعة من الأحمال الزائدة. كما يتعين على استجابته للمجال الزمني أن تمثل التحولات العابرة بدقة - الحد الأدنى من التجاوز والتقريب وميل قمة النبضة المسطحة.

يذهب مدخل رأسي إلى مُخفف ترددي مُعوض لتقليل الإشارات الكبيرة لمنع التحميل الزائد. يغذي المُخفف مرحلة واحدة أو أكثر من المراحل منخفضة المستوى، والتي تغذي بدورها مراحل الكسب (ومحرك خط التأخير إذا كان هناك تأخير). تؤدي مراحل الكسب اللاحقة إلى مرحلة الإخراج النهائية، والتي تتطور إلى تأرجح كبير للإشارة (عشرات الفولتات، وأحيانًا أكثر من 100 فولت) لانحراف كهروستاتيكي لأنابيب أشعة الكاثود.

في أجهزة رسم الذبذبات المزدوجة والمتعددة التتبع، يقوم مفتاح إلكتروني داخلي باختيار الإخراج منخفض المستوى نسبيًا لمضخم المرحلة المبكرة لقناة واحدة ويرسله إلى المراحل التالية للمضخم الرأسي.

في وضع التشغيل الحر ("المقطع")، يقوم المذبذب (الذي قد يكون ببساطة وضع تشغيل مختلف لمحرك التبديل) بإخفاء الشعاع قبل التبديل، ويزيله فقط بعد استقرار المتغيرات العابرة للتبديل.

في منتصف الطريق عبر مكبر الصوت، يتم تغذية دوائر تشغيل المسح، لتشغيل الإشارة داخليًا. يتم تغذية هذه الدائرة من مكبر قناة فردية في منظار ذبذبات ثنائي أو متعدد المسارات، وتعتمد القناة على إعداد محدد مصدر التشغيل.

تسبق هذه التغذية التأخير (إن وجد)، مما يسمح لدائرة المسح بإلغاء التشويش على شاشة CRT وبدء المسح الأمامي، حتى تتمكن شاشة CRT من عرض الحدث المحفز. تضيف التأخيرات التناظرية عالية الجودة تكلفة متواضعة إلى الذبذبات، ويتم حذفها في الذبذبات الحساسة للتكلفة.

يأتي التأخير في حد ذاته من كابل خاص به زوج من الموصلات ملفوف حول قلب مرن ولين مغناطيسيًا. يوفر اللف محاثة موزعة، بينما توفر طبقة موصلة قريبة من الأسلاك سعة موزعة. التركيبة عبارة عن خط نقل واسع النطاق مع تأخير كبير لكل وحدة طول. يتطلب كلا طرفي كابل التأخير معاوقات متطابقة لتجنب الانعكاسات.

تحتوي معظم أجهزة رسم الذبذبات الحديثة على عدة مدخلات للجهد، وبالتالي يمكن استخدامها لرسم جهد متغير مقابل آخر. وهذا مفيد بشكل خاص لرسم منحنيات IV ( خصائص التيار مقابل الجهد ) لمكونات مثل الثنائيات ، وكذلك أشكال ليساجوس . أشكال ليساجوس هي مثال لكيفية استخدام جهاز رسم الذبذبات لتتبع فروق الطور بين إشارات الإدخال المتعددة. يستخدم هذا كثيرًا في هندسة البث لرسم القنوات المجسمة اليسرى واليمنى ، لضمان معايرة مولد الاستريو بشكل صحيح. تاريخيًا، تم استخدام أشكال ليساجوس المستقرة لإظهار أن موجتين جيبيتين لهما علاقة تردد بسيطة نسبيًا، وهي نسبة صغيرة عدديًا. كما أشارت أيضًا إلى فرق الطور بين موجتين جيبيتين من نفس التردد.

يتيح وضع XY أيضًا لمنظار الذبذبات العمل كشاشة متجه لعرض الصور أو واجهات المستخدم. استخدمت العديد من الألعاب المبكرة، مثل لعبة Tennis for Two ، منظار الذبذبات كجهاز إخراج. ^[12]

إن فقدان الإشارة بالكامل في شاشة CRT XY يعني أن الشعاع ثابت، ويضرب بقعة صغيرة. وهذا يخاطر بحرق الفوسفور إذا كان السطوع مرتفعًا للغاية. وكان هذا الضرر أكثر شيوعًا في المناظير القديمة لأن الفوسفور المستخدم سابقًا كان يحترق بسهولة أكبر. تقلل بعض شاشات XY المخصصة من تيار الشعاع بشكل كبير، أو تحجب الشاشة تمامًا، إذا لم تكن هناك مدخلات موجودة.

تتميز بعض أجهزة قياس الذبذبات التناظرية بمدخل Z. وهو عبارة عن طرف إدخال يتصل مباشرة بشبكة CRT (عادةً عبر مكثف اقتران). وهذا يسمح للإشارة الخارجية إما بزيادة (إذا كانت موجبة) أو تقليل (إذا كانت سالبة) سطوع التتبع، بل ويسمح أيضًا بحجبه تمامًا. يتراوح نطاق الجهد اللازم لتحقيق القطع لشاشة ساطعة بين 10 إلى 20 فولتًا حسب خصائص CRT.

من الأمثلة على التطبيقات العملية استخدام زوج من الموجات الجيبية ذات التردد المعروف لتوليد شكل ليساجوس الدائري وتطبيق تردد غير معروف أعلى على المدخل Z. وهذا يحول الدائرة المستمرة إلى دائرة من النقاط. ويعطي عدد النقاط مضروبًا في تردد XY تردد Z. ولا تعمل هذه التقنية إلا إذا كان تردد Z نسبة عددية صحيحة لتردد XY وفقط إذا لم يكن كبيرًا لدرجة أن النقاط تصبح عديدة جدًا بحيث يصعب عدها.

كما هو الحال مع جميع الأجهزة العملية، لا تستجيب أجهزة قياس الذبذبات بشكل متساوٍ لجميع ترددات الإدخال الممكنة. يُشار إلى نطاق الترددات الجيبية التي يمكن لجهاز قياس الذبذبات عرضها بشكل مفيد باسم عرض النطاق الترددي الخاص به . ينطبق عرض النطاق الترددي في المقام الأول على المحور Y، على الرغم من أن عمليات مسح المحور X يجب أن تكون سريعة بما يكفي لإظهار أشكال الموجة ذات التردد الأعلى.

يتم تعريف النطاق الترددي على أنه التردد الذي تكون فيه الحساسية 0.707 من الحساسية عند التيار المستمر أو أدنى تردد متردد (انخفاض قدره 3 ديسيبل ). ^[13] تنخفض استجابة الذبذبات بسرعة مع ارتفاع تردد الإدخال فوق تلك النقطة. ضمن النطاق الترددي المذكور، لا تكون الاستجابة بالضرورة موحدة تمامًا (أو "مسطحة")، ولكن يجب أن تقع دائمًا ضمن نطاق من +0 إلى -3 ديسيبل. يقول أحد المصادر ^[13] أن هناك تأثيرًا ملحوظًا على دقة قياسات الجهد عند 20 بالمائة فقط من النطاق الترددي المذكور. تتضمن مواصفات بعض أجهزة قياس الذبذبات نطاق تسامح أضيق ضمن النطاق الترددي المذكور.

كما أن المجسات لها حدود للنطاق الترددي ويجب اختيارها واستخدامها للتعامل مع الترددات المطلوبة بشكل صحيح. وللحصول على الاستجابة الأكثر تسطحًا، يجب "تعويض" معظم المجسات (تعديل يتم إجراؤه باستخدام إشارة اختبار من منظار الذبذبات) للسماح بمفاعلة كابل المجس.

هناك مواصفة أخرى ذات صلة وهي زمن الارتفاع . وهو الزمن المستغرق بين 10% و90% من استجابة السعة القصوى عند الحافة الأمامية للنبضة. وهو مرتبط بعرض النطاق الترددي تقريبًا بما يلي:

عرض النطاق الترددي بالهرتز × زمن الارتفاع بالثواني = 0.35. ^[14]

على سبيل المثال، سيكون لمذبذب ذو زمن صعود يبلغ 1 نانوثانية نطاق ترددي يبلغ 350 ميجا هرتز.

في الأجهزة التناظرية، يكون عرض النطاق الترددي لمنظار الذبذبات محدودًا بالمضخمات الرأسية وأنابيب الأشعة المهبطية أو نظام العرض الفرعي الآخر. في الأجهزة الرقمية، يكون معدل أخذ العينات للمحول التناظري إلى الرقمي (ADC) عاملاً، ولكن عرض النطاق الترددي التناظري المذكور (وبالتالي عرض النطاق الترددي الإجمالي للجهاز) يكون عادةً أقل من تردد نيكويست للمحول التناظري إلى الرقمي . ويرجع هذا إلى القيود في مضخم الإشارة التناظرية، أو التصميم المتعمد لمرشح التنعيم الذي يسبق المحول التناظري إلى الرقمي، أو كليهما.

بالنسبة لمذبذب رقمي، فإن القاعدة الأساسية هي أن معدل أخذ العينات المستمر يجب أن يكون عشرة أضعاف أعلى تردد مطلوب للحل؛ على سبيل المثال، يمكن تطبيق معدل 20 ميجا عينة/ثانية لقياس الإشارات حتى حوالي 2 ميجا هرتز. وهذا يسمح بتصميم مرشح التنعيم بنقطة انخفاض 3 ديسيبل عند 2 ميجا هرتز وقطع فعال عند 10 ميجا هرتز (تردد نيكويست)، مما يتجنب آثار مرشح شديد الانحدار ("جدار من الطوب") .

يمكن لمنظار الذبذبات أن يعرض إشارات بتردد أعلى بكثير من معدل أخذ العينات إذا كانت الإشارات متكررة تمامًا أو تقريبًا. ويفعل ذلك عن طريق أخذ عينة واحدة من كل تكرار متتالي لشكل الموجة المدخلة، حيث تكون كل عينة في فترة زمنية متزايدة من حدث التحفيز. ثم يتم عرض شكل الموجة من هذه العينات المجمعة. يشار إلى هذه الآلية باسم "أخذ العينات في الوقت المكافئ". ^[15] يمكن لبعض أجهزة قياس الذبذبات أن تعمل إما في هذا الوضع أو في وضع "الوقت الحقيقي" الأكثر تقليدية حسب اختيار المشغل.

تحتوي بعض أجهزة رسم الذبذبات على مؤشرات . وهي عبارة عن خطوط يمكن تحريكها حول الشاشة لقياس الفاصل الزمني بين نقطتين، أو الفرق بين جهدين. كانت بعض أجهزة رسم الذبذبات القديمة تعمل ببساطة على تفتيح الأثر في المواقع القابلة للتحرك. وهذه المؤشرات أكثر دقة من التقديرات المرئية التي تشير إلى خطوط الشبكة. ^{[16] [17]}

تشتمل أجهزة قياس الذبذبات العامة ذات الجودة الأفضل على إشارة معايرة لإعداد تعويض مجسات الاختبار؛ وهي (غالبًا) عبارة عن إشارة موجة مربعة بتردد 1 كيلوهرتز بجهد ذروة إلى ذروة محدد متاح عند طرف اختبار على اللوحة الأمامية. تحتوي بعض أجهزة قياس الذبذبات الأفضل أيضًا على حلقة مربعة لفحص مجسات التيار وضبطها.

في بعض الأحيان يرغب المستخدم في رؤية حدث يحدث من حين لآخر فقط. وللتقاط هذه الأحداث، تحتفظ بعض أجهزة قياس الذبذبات ـ والتي تسمى أجهزة قياس التخزين ـ بأحدث مسح على الشاشة. وقد تم تحقيق ذلك في الأصل باستخدام أنبوب CRT خاص، وهو أنبوب تخزين ، والذي احتفظ بصورة حتى حدث قصير للغاية لفترة طويلة.

تستطيع بعض أجهزة قياس الذبذبات الرقمية المسح بسرعات بطيئة تصل إلى مرة واحدة في الساعة، محاكية بذلك مسجل مخططات الشرائط. أي أن الإشارة تنتقل عبر الشاشة من اليمين إلى اليسار. تتحول معظم أجهزة قياس الذبذبات المزودة بهذه الميزة من وضع المسح إلى وضع مخططات الشرائط بمعدل مسح واحد كل عشر ثوانٍ تقريبًا. وذلك لأن المنظار يبدو معطلاً بخلاف ذلك: فهو يجمع البيانات، ولكن لا يمكن رؤية النقطة.

تستخدم جميع نماذج أجهزة قياس الذبذبات الحالية، باستثناء أبسطها، أخذ عينات من الإشارات الرقمية في أغلب الأحيان. يتم تغذية العينات بمحولات تناظرية إلى رقمية سريعة، وبعد ذلك تتم معالجة الإشارة (والتخزين) بالكامل رقميًا.

تستوعب العديد من أجهزة رسم الذبذبات وحدات إضافية لأغراض مختلفة، على سبيل المثال، مكبرات الصوت عالية الحساسية ذات النطاق الترددي الضيق نسبيًا، ومكبرات الصوت التفاضلية، ومكبرات الصوت ذات أربع قنوات أو أكثر، ومكونات إضافية للعينات للإشارات المتكررة ذات التردد العالي جدًا، ومكونات إضافية لأغراض خاصة، بما في ذلك أجهزة تحليل الطيف الصوتي/الموجات فوق الصوتية، والقنوات المقترنة مباشرة بجهد إزاحة مستقر مع مكسب مرتفع نسبيًا.

أحد الاستخدامات الأكثر شيوعًا للمنظار هو استكشاف أخطاء الأجهزة الإلكترونية المعطلة وإصلاحها. على سبيل المثال، عندما يُظهر الفولتميتر جهدًا غير متوقع تمامًا، فقد يكشف المنظار أن الدائرة متذبذبة. في حالات أخرى، يكون الشكل الدقيق أو توقيت النبضة مهمًا.

في قطعة من المعدات الإلكترونية، على سبيل المثال، يمكن "فحص" الوصلات بين المراحل (على سبيل المثال، الخلاطات الإلكترونية ، المذبذبات الإلكترونية ، مكبرات الصوت ) بحثًا عن الإشارة المتوقعة، باستخدام النطاق كمتتبع إشارة بسيط. إذا كانت الإشارة المتوقعة غائبة أو غير صحيحة، فإن بعض المراحل السابقة للإلكترونيات لا تعمل بشكل صحيح. نظرًا لأن معظم الأعطال تحدث بسبب مكون معيب واحد، يمكن لكل قياس أن يُظهر أن بعض مراحل قطعة معقدة من المعدات إما تعمل، أو ربما لم تتسبب في الخلل.

بمجرد اكتشاف المرحلة المعيبة، يمكن عادةً من خلال المزيد من الفحص أن يخبر الفني الماهر بالضبط أي مكون معطل. بمجرد استبدال المكون، يمكن إعادة الوحدة إلى الخدمة، أو على الأقل يمكن عزل الخلل التالي. هذا النوع من استكشاف الأخطاء وإصلاحها نموذجي لأجهزة الاستقبال اللاسلكية والتلفزيونية، وكذلك مكبرات الصوت، ولكن يمكن تطبيقه على أجهزة مختلفة تمامًا مثل محركات الأقراص الإلكترونية.

هناك استخدام آخر وهو فحص الدوائر المصممة حديثًا. غالبًا ما تتعطل الدوائر المصممة حديثًا بسبب أخطاء التصميم أو مستويات الجهد الكهربي السيئة أو الضوضاء الكهربائية وما إلى ذلك. تعمل الإلكترونيات الرقمية عادةً من خلال ساعة، لذا فإن استخدام منظار ثنائي التتبع يُظهِر كلًا من إشارة الساعة وإشارة اختبار تعتمد على الساعة مفيد. تساعد منظارات التخزين في "التقاط" الأحداث الإلكترونية النادرة التي تسبب خللًا في التشغيل.

غالبًا ما تُستخدم أجهزة قياس الذبذبات أثناء تطوير البرامج في الوقت الفعلي للتحقق، من بين أمور أخرى، من المواعيد النهائية الفائتة وأسوأ حالات التأخير. ^[18]

• 
  هيتيروداين
• 
  صوت طنين التيار المتردد
• 
  مجموع إشارة ذات تردد منخفض وإشارة ذات تردد عالي
• 
  مرشح سيئ على الجيب
• 
  تتبع مزدوج، يظهر قواعد زمنية مختلفة في كل تتبع

ظهرت أجهزة قياس الذبذبات في السيارات لأول مرة في سبعينيات القرن العشرين لتحليل أنظمة الإشعال، وأصبحت الآن أداة مهمة في ورشة العمل لاختبار أجهزة الاستشعار وإشارات الإخراج في أنظمة إدارة المحرك الإلكترونية وأنظمة الكبح والاستقرار . يمكن لبعض أجهزة قياس الذبذبات تشغيل وفك تشفير رسائل الناقل التسلسلي، مثل ناقل CAN المستخدم بشكل شائع في تطبيقات السيارات.

توفر العديد من أجهزة قياس الذبذبات اليوم واجهة خارجية واحدة أو أكثر للسماح بالتحكم عن بعد في الجهاز بواسطة برنامج خارجي. تتضمن هذه الواجهات (أو الناقلات) GPIB و Ethernet والمنفذ التسلسلي و USB و Wi-Fi .

القسم التالي عبارة عن ملخص موجز للأنواع والنماذج المختلفة المتاحة. لمناقشة تفصيلية، راجع المقالة الأخرى.

كان أقدم وأبسط نوع من أجهزة رسم الذبذبات يتكون من أنبوب أشعة مهبطية (CRT) ومضخم رأسي وقاعدة زمنية ومضخم أفقي ومصدر طاقة . وتُسمى هذه الأجهزة الآن "أجهزة قياس تماثلية" لتمييزها عن الأجهزة "الرقمية" التي أصبحت شائعة في تسعينيات القرن العشرين وما بعدها.

لا تتضمن المناظير التناظرية بالضرورة شبكة مرجعية معايرة لقياس حجم الموجات، وقد لا تعرض الموجات بالمعنى التقليدي لقطعة خطية تمتد من اليسار إلى اليمين. وبدلاً من ذلك، يمكن استخدامها لتحليل الإشارة عن طريق تغذية إشارة مرجعية في محور واحد وإشارة القياس في المحور الآخر. بالنسبة لإشارة مرجعية وقياس متذبذبة، يؤدي هذا إلى نمط حلق معقد يشار إليه باسم شكل ليساجوس . يمكن تفسير شكل المنحنى لتحديد خصائص إشارة القياس فيما يتعلق بإشارة المرجع وهو مفيد عبر مجموعة واسعة من ترددات التذبذب.

يمكن لمنظار الذبذبات التناظري ثنائي الشعاع عرض إشارتين في وقت واحد. يقوم أنبوب أشعة مهبطية ثنائي الشعاع خاص بتوليد وحرف شعاعين منفصلين. يمكن لمنظار الذبذبات التناظري متعدد التتبع محاكاة عرض ثنائي الشعاع مع عمليات مسح متقطعة ومتبادلة - لكن هذه الميزات لا توفر عروضًا متزامنة. (توفر منظارات الذبذبات الرقمية في الوقت الفعلي نفس فوائد منظار الذبذبات ثنائي الشعاع، لكنها لا تتطلب شاشة ثنائية الشعاع.) تتمثل عيوب منظار الذبذبات ثنائي الشعاع في أنه لا يمكنه التبديل بسرعة بين الشعاعين، ولا يمكنه التقاط حدثين عابرين سريعين. يتجنب منظار الذبذبات ثنائي الشعاع هذه المشاكل.

يعد تخزين التتبع ميزة إضافية متاحة في بعض المناظير التناظرية؛ حيث تستخدم أنابيب أشعة الكاثود ذات التخزين المباشر. يسمح التخزين بنمط تتبع يتلاشى عادةً في جزء من الثانية ليبقى على الشاشة لعدة دقائق أو أكثر. يمكن بعد ذلك تنشيط دائرة كهربائية عمدًا لتخزين ومسح التتبع على الشاشة.

بينما تستخدم الأجهزة التناظرية جهدًا متغيرًا باستمرار، تستخدم الأجهزة الرقمية أرقامًا تتوافق مع عينات الجهد. في حالة أجهزة قياس الذبذبات الرقمية، يقوم محول تناظري إلى رقمي (ADC) بتغيير الجهد المقاس إلى معلومات رقمية.

يُعد منظار التخزين الرقمي، أو DSO باختصار، النوع القياسي من منظار التخزين اليوم لمعظم التطبيقات الصناعية، وذلك بفضل التكاليف المنخفضة لمنظار التخزين للمبتدئين حتى للهواة. فهو يحل محل طريقة التخزين الكهروستاتيكي في نطاقات التخزين التناظرية بالذاكرة الرقمية ، والتي تخزن بيانات العينة طالما لزم الأمر دون تدهور وتعرضها دون مشكلات السطوع التي تعاني منها شاشات CRT من النوع التخزيني. كما يسمح بمعالجة معقدة للإشارة بواسطة دوائر معالجة الإشارات الرقمية عالية السرعة . ^[1]

يقتصر DSO القياسي على التقاط الإشارات ذات عرض النطاق الترددي أقل من نصف معدل أخذ العينات للمحول التناظري الرقمي (يُسمى حد نيكويست ). هناك تنوع في DSO يسمى منظار أخذ العينات الرقمي والذي يمكن أن يتجاوز هذا الحد لأنواع معينة من الإشارات، مثل إشارات الاتصالات عالية السرعة، حيث يتكون الشكل الموجي من نبضات متكررة. يقوم هذا النوع من DSO بأخذ العينات عمدًا بتردد أقل بكثير من حد نيكويست ثم يستخدم معالجة الإشارة لإعادة بناء عرض مركب لنبضة نموذجية. ^[19]

إن المحلل المنطقي يشبه الذبذبات، ولكن لكل إشارة إدخال يوفر فقط مستوى المنطق دون شكل الموجة التناظرية. وفي الوقت نفسه، يحتوي الذبذبات المختلطة الإشارة (أو MSO) على نوعين من المدخلات: عدد صغير من القنوات التناظرية (عادةً اثنتان أو أربع قنوات)، وعدد أكبر من القنوات المنطقية (عادةً ست عشرة قناة). وهو يوفر القدرة على ربط الإشارات التناظرية والمنطقية بدقة من حيث الوقت، وبالتالي يوفر ميزة واضحة على الذبذبات والمحلل المنطقي المنفصلين. وعادةً ما يتم تجميع القنوات المنطقية وعرضها كناقل مع عرض قيمة كل ناقل في أسفل الشاشة بالنظام السداسي عشر أو الثنائي. وفي معظم أجهزة الذبذبات المختلطة الإشارة، يمكن ضبط المشغل عبر القنوات التناظرية والمنطقية.

إن منظار الذبذبات مختلط النطاق (MDO) هو منظار ذبذبات يأتي مع مدخل RF إضافي يستخدم فقط لوظيفة محلل الطيف القائم على FFT المخصص . غالبًا ما يوفر مدخل RF هذا نطاقًا تردديًا أعلى من قنوات الإدخال التناظرية التقليدية. وهذا على النقيض من وظيفة FFT في منظارات الذبذبات الرقمية التقليدية، والتي تستخدم المدخلات التناظرية العادية. تسمح بعض MDOs بربط الأحداث في المجال الزمني (مثل حزمة بيانات تسلسلية معينة) بالأحداث التي تحدث في المجال الترددي (مثل عمليات الإرسال RF).

تعتبر أجهزة قياس الذبذبات المحمولة مفيدة في العديد من تطبيقات الاختبار والخدمة الميدانية. واليوم، عادةً ما يكون جهاز قياس الذبذبات المحمول عبارة عن جهاز قياس ذبذبات رقمي يستخدم شاشة عرض بلورية سائلة .

تحتوي العديد من أجهزة قياس الذبذبات المحمولة باليد وأجهزة قياس الذبذبات المثبتة على المنضدة على جهد مرجعي أرضي مشترك لجميع قنوات الإدخال. إذا تم استخدام أكثر من قناة قياس في نفس الوقت، فيجب أن يكون لجميع إشارات الإدخال نفس الجهد المرجعي، والمرجع الافتراضي المشترك هو "الأرض". إذا لم يكن هناك مكبر صوت تفاضلي مسبق أو عازل إشارة خارجي، فإن جهاز قياس الذبذبات المكتبي التقليدي هذا غير مناسب للقياسات العائمة. (أحيانًا يكسر مستخدم جهاز قياس الذبذبات دبوس التأريض في سلك مصدر الطاقة لجهاز قياس الذبذبات الموجود على المنضدة في محاولة لعزل الإشارة المشتركة عن الأرض. هذه الممارسة غير موثوقة لأن السعة الضالة بالكامل لخزانة الجهاز متصلة بالدائرة. كما أن كسر اتصال الأرض الآمن يشكل خطورة، وتنصح كتيبات التعليمات بشدة بعدم القيام بذلك.)

تحتوي بعض نماذج أجهزة قياس الذبذبات على مدخلات معزولة، حيث لا يتم توصيل أطراف مستوى مرجع الإشارة ببعضها البعض. يمكن استخدام كل قناة إدخال لإجراء قياس "عائم" بمستوى مرجع إشارة مستقل. يمكن إجراء القياسات دون ربط أحد جانبي مدخل جهاز قياس الذبذبات بمرجع إشارة الدائرة المشترك أو الأرضي.

يتم تصنيف العزلة المتاحة على النحو المبين أدناه:

فئة الجهد الزائد	جهد التشغيل (القيمة الفعالة للتيار المتردد/المستمر إلى الأرض)	ذروة الجهد اللحظي (مكررة 20 مرة)	اختبار المقاومة
القط الأول	600 فولت	2500 فولت	30 أوم
القط الأول	1000 فولت	4000 فولت	30 أوم
كات 2	600 فولت	4000 فولت	12 أوم
كات 2	1000 فولت	6000 فولت	12 أوم
كات 3	600 فولت	6000 فولت	2 أوم

تعتمد بعض أجهزة رسم الذبذبات الرقمية على منصة كمبيوتر شخصي لعرض الجهاز والتحكم فيه. ويمكن أن يكون ذلك في شكل جهاز رسم ذبذبات مستقل مع منصة كمبيوتر شخصي داخلية (اللوحة الرئيسية للكمبيوتر الشخصي)، أو كجهاز رسم ذبذبات خارجي يتصل عبر USB أو شبكة LAN بجهاز كمبيوتر شخصي أو كمبيوتر محمول منفصل.

هناك عدد كبير من الأجهزة المستخدمة في مجموعة متنوعة من المجالات التقنية، وهي في الواقع عبارة عن أجهزة قياس ذبذبات مع مدخلات ومعايرة وضوابط ومعايرة عرض وما إلى ذلك، وهي متخصصة ومُحسَّنة لتطبيق معين. ومن أمثلة هذه الأجهزة القائمة على أجهزة قياس الذبذبات أجهزة مراقبة الموجات لتحليل مستويات الفيديو في الإنتاجات التلفزيونية والأجهزة الطبية مثل أجهزة مراقبة الوظائف الحيوية وأجهزة تخطيط القلب وتخطيط كهربية الدماغ. وفي إصلاح السيارات، يتم استخدام محلل الإشعال لإظهار أشكال موجة الشرارة لكل أسطوانة. وكل هذه الأجهزة هي في الأساس أجهزة قياس ذبذبات، تؤدي المهمة الأساسية المتمثلة في إظهار التغيرات في إشارة إدخال واحدة أو أكثر بمرور الوقت في شاشة عرض X ‑ Y.

تقوم أدوات أخرى بتحويل نتائج قياساتها إلى إشارة كهربائية متكررة، وتدمج منظار الذبذبات كعنصر عرض. تتضمن أنظمة القياس المعقدة هذه أجهزة تحليل الطيف ، ومحللات الترانزستور، وأجهزة قياس الانعكاس في المجال الزمني (TDRs). وعلى عكس منظار الذبذبات، تقوم هذه الأدوات تلقائيًا بتوليد حافز أو مسح معلمة قياس.

• نمط العين
• فونوديك
• تنس لشخصين ، لعبة الذبذبات
• قياس الانعكاس في المجال الزمني
• منظار المتجهات
• مراقب شكل الموجة

• الولايات المتحدة 2883619، كوبي، جون ر. وبوليتس، ويليام ج.، "المسبار الكهربائي"، نُشر في 1959-04-21 
• تكترونيكس (1983)، منتجات تك ، تكترونيكس
• تكترونيكس (1998)، كتالوج منتجات القياس 1998/1999 ، تكترونيكس
• ويدلوك، بروس د.؛ روبيرج، جيمس ك. (1969)، المكونات الإلكترونية والقياسات ، برنتيس هول، ص. 150-152، رمز الكتاب : 1969ecm..book.....W، ISBN 0-13-250464-2
• US 3532982، Zeidlhack، Donald F. & White، Richard K.، "Transmission Line Termination Circuit"، نُشر في 1970-10-06 

• موقع أنبوب أشعة الكاثود
• متحف الذبذبات الإفتراضي