Do pomiaru amplitudy sygnału z generatora taktującego (zegara) potrzebny jest przyrząd, który pokaże przebieg napięcia w czasie, czyli U(t). Takim przyrządem jest oscyloskop. Umożliwia on bezpośredni odczyt wartości szczytowych lub peak-to-peak (Vpp) oraz obserwację kształtu sygnału.
Dla częstotliwości f = 25 MHz okres sygnału wynosi T = 1/f = 40 ns. Ustawienie podstawy czasu 40 ns/dz daje około jeden okres na działkę i typowo kilka–kilkanaście okresów na ekranie, co zapewnia czytelny, stabilny obraz i wygodny pomiar amplitudy (np. automatycznym pomiarem Vpp albo kursorami).
Kluczowy jest też parametr pasma przenoszenia oscyloskopu. Pasmo określa, do jakiej częstotliwości oscyloskop odtwarza sygnał z akceptowalnym spadkiem amplitudy (zwykle punkt -3 dB). Przyjmuje się minimalną regułę doboru pasma na poziomie około 2× częstotliwości mierzonego sygnału, stąd dla 25 MHz wychodzi co najmniej 50 MHz. W praktyce, szczególnie dla sygnałów cyfrowych/prostokątnych (bogatych w harmoniczne), często dobiera się pasmo większe (np. 5×), aby ograniczyć zniekształcenia kształtu i zaniżanie amplitudy wyższych składowych, ale w tym pytaniu wskazano warunek minimalny.
Dlaczego pozostałe przyrządy są niewłaściwe?
- Amperomierz prądu zmiennego mierzy prąd, a nie amplitudę napięcia przebiegu; dodatkowy rezystor nie czyni z niego narzędzia do poprawnego pomiaru napięć w.cz. i nie zapewnia obserwacji kształtu sygnału.
- Woltomierz prądu zmiennego (nawet o podanej rezystancji wewnętrznej) typowo nie ma wymaganego pasma do dziesiątek MHz i nie pokaże przebiegu w czasie, więc nie nadaje się do wiarygodnego pomiaru amplitudy zegara 25 MHz.
- Częstościomierz służy do pomiaru częstotliwości, a nie amplitudy; nawet jeśli ma zakres do 50 MHz, odpowiada innemu zadaniu pomiarowemu.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się sygnał w MHz i pytanie o amplitudę/kształt, najczęściej właściwą odpowiedzią jest oscyloskop (oraz odpowiednie pasmo i nastawy czasu).
