Oscilloscopes: A Manual For Students, Engineers, And Scientists

Contents......Page 5
Introduction......Page 9
Chapter 1: Waveforms and Instrumentation Overview......Page 11
Wave vs. Waveform......Page 12
Waveform Fundamentals......Page 16
New Developments......Page 24
Flat Screen......Page 26
Triggered Sweep......Page 27
Fourier Transform and the Oscilloscope......Page 28
Spectrum Analyzer Basics......Page 30
References......Page 34
Some Basics......Page 35
Silicon-Based Transistors......Page 36
Diode Parameters, Especially Inductive and Capacitive Reactance......Page 38
Enter the Ubiquitous MOSFET......Page 41
Lissajous Patterns......Page 43
Anatomy of an Oscilloscope......Page 48
AC And DC Coupling......Page 49
Triggered-Sweep Digital Storage Oscilloscope......Page 51
Front Panel......Page 56
Passive Probes......Page 59
Active Probes......Page 60
Differential Probes......Page 61
Current Probe......Page 63
Bandwidth......Page 64
Oscilloscope Front End......Page 65
Processing Section......Page 67
Bandwidth Enhancement......Page 68
Techniques to Increase Bandwidth......Page 69
DSP Boosting......Page 70
Interpolation......Page 71
Oscilloscope Memory......Page 73
Tektronix MDO3104 Front Panel Controls......Page 75
Wave Inspector......Page 78
Test......Page 79
References......Page 80
Types of Noise......Page 81
Signal-to-Noise Ratio......Page 84
Two Noise Mitigation Methods......Page 85
More About Noise Floor......Page 87
Acquisition Modes......Page 89
Reference......Page 96
The Math Mode: Getting Started......Page 97
The Measure Function......Page 99
Adding and Subtracting Frequency Traces......Page 108
Waveform Histograms......Page 112
Digital Voltmeter......Page 115
Statistics......Page 117
Reference Levels......Page 121
Automatic Measurements in Time and Frequency Domains......Page 122
Automatic Measurements in the Frequency Domain......Page 125
Manual Measurements Using Cursors......Page 130
Dual Waveform Math......Page 131
Fourier Revisited......Page 132
More on Fourier......Page 136
Chapter 5: Sampling, Memory Depth, and Bandwidth......Page 139
CPU-Based Architecture......Page 140
Bandwidth......Page 141
Acquisition Memory......Page 142
Display Memory......Page 143
Sample Interval and Sample Rate......Page 144
Waveform Update Rate......Page 145
Memory Depth/Record Length......Page 146
Wave Inspector......Page 147
Resolution......Page 150
Reducing Noise......Page 152
AC and DC Coupling......Page 153
An Interesting Experiment......Page 154
Triggered Sweep......Page 156
RF......Page 161
Utility......Page 163
Reference......Page 164
Chapter 6: Acquiring, Displaying, and Measuring Digital Signals in an Oscilloscope......Page 165
Logic Gates......Page 166
Latch and Flip-Flop......Page 170
Bus......Page 172
Accessing an I2C Signal......Page 173
RS-232 Bus......Page 175
Serial Peripheral Interface (SPI) Bus......Page 176
USB Bus......Page 178
MIL-STD-1553 Bus......Page 180
CAN Bus......Page 181
Local Interconnect Network (LIN) Bus......Page 182
Debugging and Troubleshooting Digital Circuits......Page 184
Digital Debugging and Troubleshooting......Page 187
Hardware Problems and Debugging Strategies......Page 188
Some Basics......Page 189
Reference......Page 190
Chapter 7: Oscilloscope Troubleshooting Techniques......Page 191
Equipment Required......Page 192
Signal Generator: AFG vs. AWG......Page 193
Digital Analysis......Page 194
Signal Tracing a Radio or TV......Page 195
Debugging Digital Buses......Page 196
I2C......Page 197
USB......Page 198
RS-232 Bus......Page 199
MIL-STD-1553......Page 200
Digital Debugging Notes......Page 201
Pulse Stream......Page 202
Analog Diagnostics......Page 204
Reference......Page 205
Chapter 8: Oscilloscope Networking and Device Communications......Page 206
Editing File, Directory, Reference Waveform, or Instrument Setup......Page 207
Connecting Oscilloscope to Computer via LAN......Page 209
Connecting Oscilloscope to Computer Using Visa Drivers......Page 210
National Instruments......Page 212
MATLAB......Page 213
LXI......Page 214
Pitfalls......Page 215
Ping......Page 216
Ethernet Revisited......Page 217
Displaying an External Video Feed......Page 219
Connecting a Printer and Keyboard......Page 220
Electrocardiography......Page 221
Wireless Oscilloscope Technology......Page 222
Chapter 9: PC-Based Oscilloscopes......Page 226
Major Oscilloscope Manufacturers......Page 228
Types of Oscilloscopes......Page 230
Handheld Oscilloscope......Page 232
Sources for Signals......Page 233
Chapter 10: What Lies Ahead?......Page 244
Chapter 1......Page 248
Chapter 2......Page 250
Chapter 3......Page 251
Chapter 4......Page 253
Chapter 5......Page 255
Chapter 6......Page 256
Chapter 7......Page 258
Chapter 8......Page 260
Chapter 9......Page 262
Chapter 10......Page 263
Appendix B: Electrical Laws and Equations......Page 265
Online Resources......Page 267
Index......Page 268