Osiloskop en çok elektriksel işaretlerin şekillerini görüntülemek ve bazı büyüklüklerini ölçmek amacıyla kullanılır. Bu görüntü zamana (X ekseni) bağlı gerilim (Y ekseni) şeklinde  oluşur. Zaman ekseni zamanlayıcı (“time base”) devresiyle oluşturulur. Bu devre Şekil 1.2’de görülen gerilimi zamanla doğru orantılı artan   ve   hızla başlangıç değerine

dönen  testere  dişine  benzer       süpürme 

gerilimi üretir. Ayrıca bu gerilimin T periyodunun veya frekansının, dolayısıyla zaman skalasının değiştirilmesine de olanak sağlar. Süpürme gerilimin katot ışınlı tüpün  X  plakalarına uygulanmasıyla ekrandaki ışıklı beneğin soldan sağa doğru hareketi sağlanır ve bu hareketin hızı da T periyodu ile ayarlanır. Bu gerilimle birlikte görüntülenmesi istenen elektriksel işaret de  Y  plakalarına uygulandığında ışıklı benek, bu iki gerilimin bileşkesi etkisinde sapar. Örneğin, görüntülenmesi istenen  işaret sinüs gerilimi ise, ışıklı beneğin yörüngesi de sinüs eğrisidir. Buna karşılık  Y  plakalarına doğru gerilim uygulandığında pozitif levhaya doğru sapacak; süpürme geriliminin etkisiyle de yatay bir doğruyu izleyecektir.

Işıklı beneğin hızını süpürme geriliminin T  periyodu ile değiştirmek de mümkündür. Örneğin, bu periyot, kontrol düğmesi ile 100ms’ye (100ms/div) ayarlandığında yatay doğrultuda on bölme içeren osiloskop ekranını ışıklı benek, soldan başlayarak yaklaşık bir saniyede kat eder. Bu değer küçültülürse (örneğin 20ms/div) gerek gözün iki farklı görüntüyü peşpeşe ayırt edebilme özelliğinden; gerekse de fosforesansın bir süre daha devam etmesinden dolayı ekranda sabit bir şekil (örneğin DC gerilim için yatay bir doğru, sinüs gerilimi için sinüs eğrisi ) görülür. İşte bu nedenle osiloskop, elektriksel işaretin dalga şeklinin sabit bir şekilde görüntülenmesini, dolayısıyla çeşitli büyüklüklerinin aynı anda ölçülmesini sağlar.

1.4 Osiloskopla Basit Ölçümler: Osiloskobun basit kullanımında, Y  plakalarına uygulanan elektriksel işaretin izlenmesinin yanında en çok gerilim, frekans ve faz farkı ölçümleri yapılır. Süpürme gerilimi ile oluşturulan bu görüntünün her hangi bir noktasındaki gerilim yatay 0V eksenine (GND seviyesi) olan uzaklığı ile orantılıdır. Ayrıca Y  plakalarını giriş yükselteçleriyle duyarlılığın arttırılması da mümkündür. Örneğin, yükselteç kontrol düğmesi ile 2V (2V/div) seçildiğinde düşeyde sekiz bölme içeren ekranın her bir bölmesi, yaklaşık 2V  ve iki ile çarpımlarına eşittir. Hangi bölmenin, daha doğrusu bu bölmeden geçen yatay doğrunun kaç volta karşılık geldiği ise 0V (GND seviyesi) ekseninin ekrandaki konumu ile belirlenir. Başka bir deyişle bu eksen , GND seviyesi kontrol düğmesi ile ekranda beşinci bölmeye ayarlanmışsa, yedincisinden geçen yatay çizgi üzerindeki bütün noktaların gerilim değerleri 4V’dur (Şekil 1.3-a). Osiloskopla genellikle, DC gerilim değeri, alternatif işaretin tepe gerilimi (genliği) veya tepeden tepeye (“pick to pick”) gerilimleri ölçülür. Örneğin Şekil 1.3-b’de görülen DC gerilimin değeri, GND seviyesi şekildeki gibi ve yükselteç de 2V/div olarak ayarlanmışsa –8V; buna karşılık Şekil 1.3-a’daki sinüs geriliminin genliği ise 5V’dur.

Diğer taraftan günümüz osiloskoplarında iki farklı elektriksel işareti aynı anda görüntülemek (“dual trace”), bunların GND seviyelerini ve iki yükseltecin ayarlarını birbirinden farklı seçme olanağı vardır. Ayrıca bu yükselteçlerin giriş seçeneği ile elektriksel işaretlerin AC ve DC bileşenleri veya GND seviyesi görüntülenebilir. Örneğin osiloskop girişine kare dalga uygulandığında, ekranda DC konumda Şekil 1.4-a’da verilen görüntü izlenirse, ACkonumunda Şekil 1.4-b’deki görüntü belirir. Ancak bu görüntülerin farklı olduklarına dikkat etmek gerekir. Zira Şekil 1.4-a’daki, girişe uygulanan kare dalganın bir DC seviyenin üzerinde (2 kare) olmasına karşılık, AC konumunda bu seviye yok olur. Dolayısıyla osiloskopla, elektriksel işaretlerin AC ve DC bileşenlerinin görüntülerinin izlenmesi olanağı vardır.

Osiloskoba uygulanan gerilimin frekansının belirlenmesinde zaman skalasından yararlanılır. Bunun için ekrandaki görüntünün periyodu zamanlayıcı kontrol düğmesi ile seçilen değerle karşılaştırılır. Örneğin 0.1ms/div seçilerek görüntü elde edilmişse ve de  periyodu, Şekil 1.4’deki gibi yaklaşık 4 kare olara belirlenmişse

olacağından, frekansı da 

olur.

Eş frekanslı iki farklı elektriksel işaretin aynı anda osiloskop ekranında görüntülenmesiyle aralarındaki faz farkı kolaylıkla belirlenebilir. Örneğin osiloskop ekranında iki işaretin görüntüleri Şekil 1.5’deki gibi elde edilmişse; birinci işaretin periyodu 6 düşey kare veya bölmeye karşılık geldiğinden zaman ekseninin bir karesi

olacak, dolayısıyla iki işaret arasında bir kare farkı olduğundan   faz farkı 

olur. Ayrıca Şekil 1.5’den birinci elektriksel işaretin  ileride ya da ikinci işaretin  geride olduğu da söylenebilir. Osiloskop elektriksel işaretlerin farklı şekilde görüntülenmeleri, görüntünün belirli bir yerden başlaması, ters çevrilmesi, iki işaretin toplamının belirlen-

mesi...v.s gibi bir çok olanak sağlar. Ancak osiloskobun gerilim ölçtüğü, dolayısıyla devreye, daha doğrusu devre elemanlarına paralele bağlanması gerektiği en önemlisidir.

1.5 Lissajous Şekilleri: Bir elektriksel işaretin bir diğerine göre faz farkını veya frekanslarının oranını belirlemek için osiloskop ekranında oluşturulan ve  Lissajous şekilleri  olarak anılan görüntülerden yararlanılır. Eş frekanslı iki gerilim arasındaki faz farkını belirlemek üzere bunlar osiloskobun yatay ve düşey saptırma plakalarına uygulanırlar. Örneğin bu işaretler, aralarında   faz farkı olan

                                     ve  

sinüs gerilimleri ise osiloskop ekranında, en genel halde Şekil 1.6-a’daki gibi bir elips görüntülenir. Buna karşılık   veya  ise Şekil 1.6-b,c,d’deki doğru veya daire görüntüleri elde edilir. Ancak plakalara uygulanan gerilimler eş frekanslı değilse oldukça karmaşık yapıda şekiller oluşur.

Osiloskopta spotun sapması plakalara uygulanan gerilimlerle orantılı olduğuna göre, yukarıda verilen sinüs gerilimlerinin uygulanması halinde ışıklı beneğin  t anındaki konumu

                                     ve  

bağıntıları ile belirlenir. Dolayısıyla bu konum

                                     ve  

ile ifade edilebilir. Bunlar ise parametrik elips denklemleridir. (Şekil 1.7)

Bu takdirde P  noktasında  ve  olduğundan,  ve  elde edilecek; ’dir. Dolayısıyla ’nın iki elektriksel işaretin   faz farkı olduğu kolayca anlaşılabilir. O halde osiloskop ekranında elde edilen elipsten   ve   değerleri ölçülerek faz farkı

  veya   (1.3)

bağıntısıyla hesaplanabilir.