Використання цифрового осцилографа повинно звернути увагу на проблему
1. Введення
Використання цифрових осцилографів стає все більш популярним завдяки їхнім унікальним перевагам, таким як ініціювання сигналу, зберігання, відображення, вимірювання, аналіз даних сигналу та обробка. Через велику різницю в продуктивності між цифровими та аналоговими осцилографами, якщо вони не використовуються належним чином, вони спричинять значні похибки вимірювань, що вплине на тестове завдання.
2, розрізняти аналогову смугу пропускання та цифрову смугу пропускання реального часу
Пропускна здатність є одним з найважливіших показників осцилографів. Смуга пропускання аналогового осцилографа є фіксованим значенням, тоді як смуга пропускання цифрового осцилографа має два типи: аналогова смуга пропускання та цифрова смуга пропускання реального часу. Найвища смуга пропускання, якої може бути досягнута цифровим осцилографом за допомогою методів послідовної або випадкової вибірки для повторюваних сигналів, є цифровою смугою пропускання осцилографа в реальному часі. Цифрова смуга пропускання в реальному часі пов’язана з найвищою частотою оцифрування та коефіцієнтом K техніки реконструкції сигналу (цифрова смуга пропускання в реальному часі=найвища швидкість оцифрування / K), який зазвичай не надається безпосередньо як індикатор.
З визначень двох смуг пропускання можна побачити, що аналогова смуга пропускання підходить лише для вимірювання повторюваних періодичних сигналів, тоді як цифрова смуга пропускання в реальному часі підходить як для повторюваних сигналів, так і для одноразових сигналів. Виробники стверджують, що пропускна здатність осцилографів може досягати кількості мегабайт, фактично це відноситься до аналогової пропускної здатності, цифрова пропускна здатність реального часу нижча за це значення. Наприклад, смуга пропускання TES520B від TEK становить 500 МГц, що фактично відповідає його аналоговій смузі пропускання 500 МГц, тоді як максимальна цифрова смуга пропускання в реальному часі може досягати лише 400 МГц, що набагато нижче аналогової смуги пропускання. Тому під час вимірювання окремого сигналу обов’язково звертайтеся до цифрової смуги пропускання цифрового осцилографа в реальному часі, інакше це призведе до неочікуваних помилок у вимірюванні.
3, про частоту дискретизації
Частота дискретизації, також відома як швидкість оцифровки, відноситься до одиниці часу, кількості вибірок аналогового вхідного сигналу, часто вираженого в MS/s. Частота дискретизації є важливим показником цифрових осцилографів.
(1) Якщо частота дискретизації недостатня, явище змішування легко виникне.
Якщо вхідний сигнал осцилографа є синусоїдальним сигналом 100 кГц, осцилограф відображає частоту сигналу 50 кГц, як це? Це пов’язано з тим, що частота дискретизації осцилографа надто низька, що призводить до явища накладання спектрів. Змішана – це частота хвилі, яка відображається на екрані, нижча за фактичну частоту сигналу, або навіть якщо осцилограф на індикаторі тригера світиться, а відображення форми сигналу все ще нестабільне. Генерація змішування показана на малюнку 1.
Отже, для сигналу невідомої частоти, як визначити, чи відображений сигнал породив змішування? Це можна зробити, повільно змінюючи швидкість розгортки t/div на швидшу часову базу, щоб побачити, чи змінюється частотний параметр форми сигналу різко, якщо так, це означає, що змішування форми сигналу вже відбулося; або хвиляста форма сигналу стабілізується на швидшій часовій основі, що також означає, що змішування форми сигналу вже відбулося. Згідно з теоремою Найквіста, частота дискретизації повинна бути принаймні вдвічі вищою за високочастотну складову сигналу, щоб уникнути змішування, наприклад, для сигналу 500 МГц потрібна частота дискретизації щонайменше 1 ГГС/с. Існує кілька простих способів запобігти змішуванню:
a. Відрегулюйте швидкість розгортки;
b. Використовуйте Autoset;
в. Спробуйте перемкнути метод збору на Envelope або Peak Detection, оскільки Envelope шукає екстремальні значення в кількох записах колекції, а Peak Detection шукає максимальні та мінімальні значення в одному записі колекції, обидва вони можуть виявляти швидші зміни сигналу.
Якщо осцилограф має метод збирання InstaVu, його можна використовувати, оскільки цей метод швидко збирає сигнали, а сигнали, які відображаються за допомогою цього методу, подібні до тих, що відображаються за допомогою аналогового осцилографа.
(2) Зв’язок між частотою дискретизації та t/div
Максимальна частота дискретизації кожного цифрового осцилографа є фіксованим значенням. Однак у будь-який час сканування t/div частота дискретизації fs визначається такою формулою: fs=N/(t/div) N – це кількість точок дискретизації на кадр.
Коли кількість точок вибірки N є певним значенням, fs обернено пропорційна t/div, чим більша швидкість розгортки, тим нижча частота вибірки.
Підсумовуючи, під час використання цифрового осцилографа, щоб уникнути змішування, найкраще розташувати перемикач швидкості розгортки у більш швидке положення. Якщо ви хочете зафіксувати короткочасні задирки, швидкість зйомки найкраще розташувати на нижчому положенні основної швидкості зйомки.
