Razložena hitrost vzorčenja osciloskopa in globina shranjevanja
Vzorčenje, hitrost vzorčenja
Vemo, da lahko računalniki obravnavajo samo diskretne digitalne signale. Pri analognem napetostnem signalu v osciloskopu se prva težava sooča z neprekinjeno digitalizacijo signala (analogno/digitalno pretvorbo). Na splošno od neprekinjenega signala do diskretnega procesa signala, imenovanega vzorčenje (vzorčenje). Neprekinjene signale je treba vzorčiti in kvantificirati, da jih lahko obdela računalnik, zato je vzorčenje osnova digitalnih osciloskopov za operacije in analizo valov. Z merjenjem amplitude napetosti valovne oblike v enakih časovnih intervalih se napetost pretvori v osem binarno kodo za predstavitev digitalnih informacij, ki je vzorčenje digitalnega pomnilnika osciloskopa. Manjši kot je časovni interval med vzorčenimi napetostmi, bližje je rekonstruirana valovna oblika izvirnemu signalu. Stopnja vzorčenja (stopnja vzorčenja) je interval vzorčenja. Na primer, če je hitrost vzorčenja osciloskopa 10G-krat na sekundo (10GSa/s), to pomeni, da se vzorci jemljejo vsakih 100ps.
V skladu z Nyquistovim izrekom o vzorčenju mora biti pri vzorčenju pasovno omejenega signala z največjo frekvenco f frekvenca vzorčenja SF več kot dvakrat večja od f, da se zagotovi popolna rekonstruacija izvirnega signala iz vzorčene vrednosti. Tukaj se f imenuje Nyquistova frekvenca, 2 f pa Nyquistova frekvenca vzorčenja. Za sinusni val sta potrebna vsaj dva vzorca na cikel, da se zagotovi natančnejša rekonstrukcija digitaliziranega impulznega niza iz izvirne valovne oblike. Če je stopnja vzorčenja nižja od Nyquistove stopnje vzorčenja, bo to privedlo do pojava aliasinga.
Način vzorčenja
Ko je signal v DSO, vsi vhodni signali v A/D pretvorbi pred potrebo po vzorčenju, je tehnologija vzorčenja na splošno razdeljena v dve kategoriji: način v realnem času in enakovredni časovni način.
Način vzorčenja v realnem času (vzorčenje v realnem času) se uporablja za zajemanje neponavljajočih se ali enkratnih signalov z uporabo fiksnih časovnih intervalov za vzorčenje. Po enkratnem sprožitvi osciloskop neprekinjeno vzorči napetost in nato na podlagi točk vzorčenja rekonstruira valovno obliko signala.
Ekvivalentno časovno vzorčenje (ekvivalentno časovno vzorčenje) je vzorčenje periodične valovne oblike v različnih ciklih, nato pa se točke vzorčenja spojijo skupaj, da se rekonstruira valovna oblika (https://www.dgzj.com/ Electrician's Home) v vrstnem redu. da bi dobili dovolj točk vzorčenja, je potrebnih več sprožilcev. Enakovredno časovno vzorčenje vključuje tudi zaporedno vzorčenje in naključno ponavljajoče se vzorčenje. Uporaba enakovrednega načina časovnega vzorčenja mora izpolnjevati dva predpogoja: 1. valovna oblika se mora ponoviti; 2. Omogočeno mora biti stabilno proženje.
Pasovna širina osciloskopa v načinu vzorčenja v realnem času je odvisna od največje hitrosti vzorčenja A/D pretvornika in uporabljenega interpolacijskega algoritma. To pomeni, da je pasovna širina osciloskopa v realnem času povezana z A/D in interpolacijskim algoritmom, ki ga uporablja DSO.
Tukaj je še eno sklicevanje na koncept pasovne širine v realnem času, pasovna širina v realnem času je znana tudi kot učinkovita pasovna širina shranjevanja, je digitalni osciloskop za shranjevanje, ki uporablja metodo vzorčenja v realnem času, ko je pasovna širina. Toliko konceptov pasovne širine vas je morda zmešalo, če povzamem: pasovna širina DSO je razdeljena na analogno pasovno širino in pasovno širino shranjevanja. Običajno pogosto rečemo, da se pasovna širina nanaša na analogno pasovno širino osciloskopa, kar pomeni, da je pasovna širina plošče osciloskopa običajno označena. Pasovna širina shranjevanja je teoretična digitalna pasovna širina, izračunana v skladu z Nyquistovim izrekom, ki je le teoretična vrednost.
