Компоненти віртуального осцилографа
Особливості віртуального осцилографа
Широко використовуваний в даний час інтерфейс USB використовується для того, щоб зробити інтерфейс між віртуальними приладами та комп'ютерами більш зручним і збільшити швидкість зв'язку; високошвидкісна мікросхема аналого-цифрового перетворення (АЦП) використовується для високошвидкісної дискретизації; для управління використовується високопродуктивний мікроконтролер, а високошвидкісна пам'ять великої ємності (RAM) зберігає дані вибірки в реальному часі, покращуючи продуктивність приладу; використання мови Labview для розробки додатку на головному комп’ютері, який може реалізувати відображення форми сигналу, а також аналіз і обробку даних.
Компоненти віртуального осцилографа
(1) Отримання сигналу та керування. Це апаратна платформа, що складається з комп’ютерів і інструментального обладнання для реалізації збору, вимірювання, перетворення та контролю сигналів.
(2) Аналіз та обробка даних. Віртуальний осцилограф повністю використовує функції зберігання та обчислення комп’ютера, а також аналізує та обробляє вхідні сигнали даних за допомогою програмного забезпечення. Обробка вмісту включає цифрову фільтрацію, статистику даних, числовий аналіз тощо. З точки зору аналізу даних, віртуальні осцилографи мають потужніші можливості аналізу даних, ніж традиційні інструменти.
(3) Відображення результатів вимірювань. Віртуальний осцилограф повністю використовує ресурси комп’ютера, такі як дисплеї, пам’ять тощо, для представлення та виведення результатів вимірювань різними способами. Його вихідні форми включають передачу даних на великі відстані по шинній мережі, копіювання через оптичні диски та диски, а також виведення на жорсткий диск. Метод зберігання даних і виведення їх через графічний інтерфейс, такий як екран комп’ютера.
Технічні параметри віртуального осцилографа
Питання, на які слід звернути увагу при використанні віртуального осцилографа
Розрізняйте аналогову смугу пропускання та цифрову смугу пропускання реального часу
Пропускна здатність є однією з найважливіших характеристик осцилографа. Смуга пропускання є фіксованим значенням, тоді як пропускна здатність віртуального осцилографа має два типи: аналогова смуга пропускання та цифрова смуга пропускання реального часу. Найвища пропускна здатність, яку віртуальний осцилограф може досягти за допомогою технології послідовної або випадкової вибірки для повторюваних сигналів, — це цифрова смуга пропускання осцилографа в реальному часі. Цифрова смуга пропускання в реальному часі пов’язана з найвищою частотою оцифрування, а коефіцієнт K технології реконструкції сигналу (цифрова смуга пропускання в реальному часі=найвища швидкість оцифрування/K), як правило, не надається безпосередньо як індикатор. З визначення двох смуг пропускання видно, що аналогова смуга пропускання підходить лише для вимірювання повторюваних періодичних сигналів, тоді як цифрова смуга частот реального часу підходить для вимірювання як повторюваних сигналів, так і окремих сигналів. Виробник заявляє, що пропускна здатність осцилографа може досягати декількох мегабайт, але насправді 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 означає, що його аналогова смуга пропускання становить 500 МГц, тоді як найвища цифрова смуга пропускання в реальному часі може досягати лише 400 МГц, що набагато нижче аналогової смуги пропускання. Тому під час вимірювання окремого сигналу необхідно звертатися до цифрової смуги пропускання віртуального осцилографа в реальному часі, інакше це призведе до несподіваних помилок у вимірюванні.
Про частоту дискретизації: частоту дискретизації також називають частотою оцифровки, що означає кількість вибірок аналогового вхідного сигналу за одиницю часу, часто виражену в MS/s. Частота дискретизації є важливою характеристикою віртуального осцилографа. Якщо частота дискретизації недостатня, може легко виникнути псевдонім
Якщо вхідний сигнал осцилографа є синусоїдальним сигналом 100 кГц, але частота сигналу, що відображається на осцилографі, становить 50 кГц, це пов’язано з тим, що частота дискретизації осцилографа надто низька, що призводить до накладання спектрів. Накладення псевдонімів — це коли частота хвилі, що відображається на екрані, нижча за фактичну частоту сигналу, або форма сигналу, що відображається, нестабільна, навіть якщо тригер на осцилографі світиться. Генерація накладень показана на малюнку 1. Потім, для форми сигналу невідомої частоти, ви можете визначити, чи відображена форма сигналу наклалася таким чином: повільно змініть швидкість розгортки t/div на швидший файл часової бази та перевірте, чи частотні параметри осцилограми різко змінюються. Якщо так, це означає, що відбулося зміщення сигналу; або хвиля тремтіння стабілізувалася на швидшій часовій основі, що також означає, що відбулося зміщення форми хвилі. Згідно з теоремою Найквіста, частота дискретизації повинна бути принаймні вдвічі вищою за високочастотну складову сигналу, щоб запобігти накладенню сигналу. Наприклад, для сигналу 500 МГц потрібна частота дискретизації щонайменше 1 ГГц/с. Є кілька способів просто запобігти псевдонімам:
?Використовуйте автоматичні налаштування
?Налаштувати швидкість сканування;
?Спробуйте перемкнути режим збирання на режим конверта або режим виявлення піку, тому що режим конверта призначений для пошуку екстремальних значень у кількох записах колекції, тоді як режим виявлення піку полягає в пошуку максимальних і мінімальних значень в одному записі колекції. Обидва методи можуть виявити більш швидкі зміни сигналу.
