امروزه دستگاههای اندازه گیری ایفاگر نقشی بس حیاتی در آزمایشگاههای الکترونیک و علوم وابسته می باشند. بدون این وسایل مهندس طراح، تکنسین تعمیرات و یا محقق قادر به درک و احساس عملکرد درونی سیستم خود نیست، در این میان نوسان نماها (Oscillscopes) و تحلیل گرهای طیف (Analyzers Spectrum) اساسی ترین وسایل اندازه گیری در سیستم های الکترونیکی و بطور عام الکتریکی می باشند. چه، بدون اغراق این دو چشمان تیز و ریزبین مهندس برق می باشند. با کمک این وسایل وی می تواند از کوچکترین تغییرات ولتاژ و جریان در هر نقطه از یک مدار آگاه گردد و یا مولفه های فرکانسی موجود در قسمت های مختلف یک سیستم را بازبینی نماید. اهمیت این دستگاهها از آنجا معین می گردد که تغییرات زمانی و یا فرکانسی پدیده های الکتریکی (ولتاژ جریان) را برای قوی ترین حواس ما (بینایی) قابل درک کرده، احساسی بس واقعی برای استفاده کننده فراهم می آورند. به عبارت دیگر درکی تصویری از مشخصات اندازه گیری شده را بدست می دهد.امروزه نوسان نماها و تحلیل گرهای طیف را می توان به دو دسته کلی تقسیم بندی کرد:الف- سیستم های نمایش برای سیگنال های متناوبب- سیستم های نمایش برای سیگنال های غیر متناوب (حافظه دار)نوع (ب) از تقسیم بندی فوق همان نوسان نماهای ذخیره ای (Storage Oscflloscopes) و یا تحلیل گرهای طیف ذخیره ای (Storage Spectume Analyzers) می باشند.گرچه سیستم های اندازه گیری سیگنال های متناوب نقشی اساسی را در علوم مهندسی ایفا می کنند اما اهمیت فراوان سیستم های اندازه گیری سیگنال های غیر متناوب کتمان پذیر نیست چه اندازه گیری و مشاهده پارامترهای گذرای یک سیستم و بررسی دقیق تر سیگنال هایی که معمولا متناوب انگاشته می شوند، علاوه بر تمامی امکانات سیستم های متناوب، مسایلی است که تنها توسط این وسایل قابل بررسی می باشند، با این وصف اکثر دستگاههای اندازه گیری حافظه دار که بمنظور بررسی سیگنال های غیر متناوب بکار می روند دارای حافظه ای محدود می باشند. اکثر مدل های موجود که از شیوه های آنالوگ حفظ تصویر استفاده می کنند تنها قادر به نمایش زمان محدودی هستند. تصویر بدست آورده تنها برای بک بار مشاهده کفایت می کند، و با خاموش کردن سیستم و یا نمونه برداری بعدی از بین می رود.همچنین این سیستم ها قابلیت بزرگنمایی تصویر را دارا نیستند، و تنها راه ثبت اطلاعات تهیه فیلم از شکل موج با کمک دوربین های مخصوص می باشد. حتی بخاطر مسایل ساخت و عیوب روش ثبت تصویر در Crt تصویر ذخیره شده ثبات چندانی ندارد و پس از چند دقیقه، وضوح خود را از دست می دهد.عیب دیگر این سیستم ها، جدا بودن دستگاههای تحلیل گر طیف و نوسان نماها از یکدیگر می باشد. به عبارت دیگر استفاده کننده از این سیستم ها در هنگام تحلیل باید بطور همزمان یک سیستم گران قیمت نوسان نمای حافظه دار را درکنار یک سیستم گرانقیمت تر تحلیل گر طیف حافظه دار قرار دهد، و در حین حال شاید باز هم نتواند بطور همزمان استفاده کامل و جامعی را از آنها بنماید و نتایج مورد نظر را بدست آورد.امروزه با شروع عصر کامپیوترهای دیجیتال و ورود این سیستم ها به آزمایشگاههای الکترونیک بنظر می رسد که شاید بتوان راه حلی برای این معضل پیدا نمود. پایان نامه ای که از نظرتان می گذرد شامل اصول نظری و عملی طراحی یک سیستم تحلیل گر سیگنال و طیف کامپیوتری می باشد. این سیستم بصورت یک دستگاه جانبی در کنار کامپیوترهای IBM و یا سازگا، با آن نصب می گردد و در حالیکه کاملا از طریق Key Board کنترل می گردد قادر به انجام اعمال هر دو سیستم تحلیل گر طیف و نوسان نمای حافظه دار می باشد.در ابتدا بمنظور آشنایی با قابلیت های این سیستم به ذکر تعدادی از آنها می پردازیم:1- توانایی نمونه برداری از سیگنال ورودی با سرعت های مختلف برنامه ریزی شونده و کنترل پذیر از طریق نرم افزار بطول 65536 نمونه (64 KB)، ماکزیمم سرعت نمونه برداری 10 MHZ می باشد که در طی 12 مرحله تا 20 HZ پایین می آید و در مجموع زمانهای نمونه برداری از 65 میکرو ثانیه تا 55 دقیقه را فراهم می کند.2- طبقه تقویت کننده و تضعیف کننده در ورودی دارای گین های 0.1 الی 1000 با عرض باند 5 KMZ که مشابه Volt/ div نوسان نماها می باشد. بدین ترتیب سیستم می تواند سیگنال های ورودی را در رنج های 60V- 6V- 600 mV- 60 m V- 6m V (Peak to Peak) بپذیرد.3- interaface کامل با کامپیوت بطوری که تمامی انتخاب های فرکانس نمونه برداری و گین بصورت نرم افزاری و از طریق صفحه کلید کنترل می گردد.4- نرم افزار کامل و بسیار قوی به زبان Turbo Pascal که کلیه انتخاب ها و توابع را بصورت menu در اختیار قرار می دهد. استفاده از صفحه گرافیک کامپیوتر به عنوان نمایش دهنده سیگنال های زمانی و فرکانسی با امکان grid و همچنین چاپ شکل موج های بدست آمده با کمک چاپگر.5- برنامه قوی FFT با ماکزیمم 2048 نقطه، resolution برابر 5 KHZ در رنج 5 KHZ و 0.01 هرتز در رنج 10 HZ را فراهم می کند که به عبارت دیگر معادل %0.1 می باشد. همچنین امکان نمایش مشخصه فرکانسی بصورت لگاریتمی و حقیقی وجود دارد.6- امکان filing و ذخیره سازی اطلاعات نمونه برداری شده و بررسی نمونه هایی که قبلا برداشته شده اند.7- قابلیت تولید فایل هائی سازگار با نرم افزار ریاضی matlab جهت انجام پردازش های ریاضی پیشرفته روی سیگنال های نمونه برداری شده.8- قابلیت انتخاب time / div و freq / div برای مشاهده هر چه واضح تر اطلاعات دریافت شده.9- قابلیت انجام محاسبات ریاضی به منظور سرعت بخشیدن هر چه بیشتر با پروسور ریاضی 8087.10- محاسبه مشخصات زمانی سیگنال اعم از میانگین (DC) مقادیر ماکزیمم و مینیوم و rms.برای بر آوردن چنین قابلیت هایی، سخت افزاری با نمای زیر طراحی گردیده است.بلوک دیاگرام کلی سیستمسیگنال وردی در ابتدا وارد طبقه کنترل سطح می گردد. تقویت و یا تضعیف معین شده توسط نرم افزار توسط بیت های کنترل روی آن انجام می شود. بمنظور حذف مولفه های فرکانسی بالاتر از نصف فرکانس نمونه برداری بخاطر جلوگیری از مساله Aliasing، یکی از 12 فیلتر درجه چهار موجود در طبقه بعد توسط نرم افزار انتخاب شده وارد سیستم می گردد. خروجی این طبقه پس از تعدیل به ورودی مبدل آنالوگ به دیجیتال اعمال می گردد. این قسمت و مدارات اطراف آن با سرعت تبدیل 10 MSPS، هشت بیت اطلاعات را در خروجی خود فراهم می کند. از این مرحله اطلاعات وارد طبقه برد ذخیره سازی اطلاعات دیجیتال و یا انتخابهایی که از طریق نرم افزار معین می شود اطلاعات دریافت شده در 64 KB حافظه SRAM سیستم ذخیره می گردد. تمامی کنترل ها از طریق قسمت interface و کنترل انجام می پذیرد. پس از اتمام نمونه برداری اطلاعات از طریق گذرگاه موازی کامپیوتر به حافظه آن انتقال می یابد و در دسترس نرم افزار واقع می گردد.از این مرحله استفاده کننده می توان روی اطلاعات دریافت شده بررسی های لازم را انجام دهد، در نقاط مختلف آن تحلیل فرکانسی انجام دهد، آن را ذخیره سازد یا از آن به کمک چاپگرکپی تهیه نماید.در خاتمه لازم به تذکر است که اگر چه تمامی طراحی های بالا در ابتدا بر مبنای سرعت نمونه برداری 10 MHZ انجام شد (با وجود آنکه تعریف پروژه 1 MHZ می باشد) به خاطر رعایت تمامی ضرایب اطمینان در طراحی، سیستم با سرعت دو برابر یعنی 20 MHZ نیز به خوبی عمل می کند. بدین منظور کافی است تا اسیلاتور فعلی سیستم که 10 MHZ می باشد با نوع 20 MHZ آن تعویض گردد.