Tri ključne točke osciloskopa: pasovna širina, hitrost vzorčenja in globina shranjevanja
Pasovna širina, hitrost vzorčenja in globina shranjevanja so trije ključni indikatorji digitalnih osciloskopov. V primerjavi s seznanjenostjo inženirjev s pasovno širino osciloskopa in poudarkom na njej sta hitrost vzorčenja in globina shranjevanja pogosto spregledani pri izbiri, ocenjevanju in testiranju osciloskopov. Namen tega članka je pomagati inženirjem bolje razumeti pomembne značilnosti dveh indikatorjev stopnje vzorčenja in globine shranjevanja ter njun vpliv na dejansko testiranje s kratko predstavitvijo ustreznih teorij hitrosti vzorčenja in globine shranjevanja v kombinaciji s skupnimi aplikacijami. Pomaga nam tudi pri razumevanju kompromisov pri izbiri osciloskopa in vzpostavitvi pravilnega koncepta uporabe osciloskopa.
Preden začnemo razumeti povezane koncepte vzorčenja in shranjevanja, poglejmo, kako deluje digitalni shranjevalni osciloskop.
Signal vhodne napetosti se pošlje v sprednji ojačevalnik skozi sklopitveno vezje, sprednji ojačevalnik pa ojača signal za izboljšanje občutljivosti in dinamičnega razpona osciloskopa. Izhodni signal ojačevalnika vzorči vezje za vzorčenje/zadrževanje in digitalizira A/D pretvornik. Po A/D pretvorbi signal postane digitalna oblika in se shrani v pomnilnik. Mikroprocesor obdela digitalizirano valovno obliko signala v pomnilniku. Ustrezna obdelava se izvede in prikaže na zaslonu. Tako deluje digitalni shranjevalni osciloskop.
Vzorčenje, hitrost vzorčenja
Vemo, da lahko računalniki obdelujejo le diskretne digitalne signale. Glavna težava, s katero se sooči po vstopu analognega napetostnega signala v osciloskop, je digitalizacija (analogno/digitalna pretvorba) neprekinjenega signala. Na splošno se postopek od zveznih signalov do diskretnih signalov imenuje vzorčenje. Neprekinjene signale je treba vzorčiti in kvantizirati, preden jih lahko obdelajo računalniki. Zato je vzorčenje osnova za izračun valovne oblike in analizo z digitalnimi osciloskopi. Z merjenjem amplitude napetosti valovne oblike v enakih časovnih intervalih in pretvorbo napetosti v digitalno informacijo, predstavljeno z osem-bitno binarno kodo, je to vzorčenje digitalnega pomnilniškega osciloskopa. Manjši kot je časovni interval med napetostmi vzorčenja, bližje je rekonstruirana valovna oblika izvirnemu signalu. Stopnja vzorčenja je časovni interval vzorčenja. Na primer, če je hitrost vzorčenja osciloskopa 10G-krat na sekundo (10GSa/s), to pomeni, da se vzorec vzame vsakih 100ps.
