Три ключові моменти осцилографа: пропускна здатність, частота дискретизації та глибина зберігання
Пропускна здатність, частота дискретизації та глибина зберігання є трьома ключовими показниками цифрових осцилографів. Порівняно зі знайомством інженерів із смугою пропускання осцилографа та акцентом на ньому, частота дискретизації та глибина зберігання часто ігноруються при виборі, оцінці та тестуванні осцилографів. Мета цієї статті полягає в тому, щоб допомогти інженерам краще зрозуміти важливі характеристики двох індикаторів частоти дискретизації та глибини зберігання та їх вплив на фактичне тестування шляхом короткого представлення відповідних теорій частоти дискретизації та глибини зберігання в поєднанні з загальними застосуваннями. Це також допомагає нам зрозуміти компроміси під час вибору осцилографа та встановити правильну концепцію використання осцилографа.
Перш ніж ми почнемо розуміти пов’язані концепції вибірки та зберігання, давайте розглянемо, як працює цифровий запам’ятовуючий осцилограф.
Сигнал вхідної напруги надсилається на вхідний підсилювач через схему зв’язку, а вхідний підсилювач підсилює сигнал для покращення чутливості та динамічного діапазону осцилографа. Вихідний сигнал підсилювача дискретизується схемою вибірки/утримання та оцифровується аналого-цифровим перетворювачем. Після аналого-цифрового перетворення сигнал стає цифровим і зберігається в пам'яті. Мікропроцесор обробляє оцифровану форму сигналу в пам'яті. Відповідна обробка виконується і відображається на дисплеї. Ось як працює цифровий запам'ятовуючий осцилограф.
Дискретизація, частота дискретизації
Ми знаємо, що комп’ютери можуть обробляти лише дискретні цифрові сигнали. Основною проблемою, з якою стикаються після того, як аналоговий сигнал напруги надходить в осцилограф, є оцифрування (аналогово-цифрове перетворення) безперервного сигналу. Загалом, процес від безперервних сигналів до дискретних сигналів називається дискретизацією. Безперервні сигнали повинні бути дискретизовані та квантовані, перш ніж їх можна буде обробити комп’ютером. Таким чином, вибірка є основою для обчислення форми сигналу та аналізу цифровими осцилографами. Вимірювання амплітуди напруги сигналу через однакові проміжки часу та перетворення напруги в цифрову інформацію, представлену восьмибітним двійковим кодом, це вибірка цифрового запам’ятовуючого осцилографа. Чим менший часовий інтервал між напругами вибірки, тим ближче реконструйована форма сигналу до вихідного сигналу. Частота вибірки - це інтервал часу вибірки. Наприклад, якщо частота дискретизації осцилографа становить 10G разів на секунду (10GSa/s), це означає, що вибірка береться кожні 100ps.
