Пояснення частоти дискретизації осцилографа та глибини зберігання
Вибірка, частота дискретизації
Ми знаємо, що комп’ютери можуть обробляти лише дискретні цифрові сигнали. Першою проблемою аналогового сигналу напруги в осцилографі є безперервне оцифровування сигналу (аналогове/цифрове перетворення). Як правило, від безперервного сигналу до дискретного процесу сигналу називають дискретизацією (вибіркою). Безперервні сигнали повинні бути дискретизовані та кількісно визначені для обробки комп’ютером, тому дискретизація є основою цифрових осцилографів для операцій із формою хвилі та аналізу. Вимірюючи амплітуду напруги сигналу через однакові інтервали часу, напруга перетворюється у вісім двійкових кодів для представлення цифрової інформації, яка є дискретизацією осцилографа цифрового зберігання. Чим менший інтервал часу між вибірками напруги, тим ближче реконструйована форма сигналу до вихідного сигналу. Частота дискретизації (частота дискретизації) — інтервал дискретизації. Наприклад, якщо частота дискретизації осцилографа становить 10G разів на секунду (10GSa/s), це означає, що вибірки беруться кожні 100ps.
Згідно з теоремою Найквіста про дискретизацію, під час дискретизації обмеженого смугою сигналу з максимальною частотою f, частота дискретизації SF має бути більш ніж удвічі більшою за f, щоб гарантувати, що вихідний сигнал повністю реконструюється з дискретизованого значення. Тут f називається частотою Найквіста, а 2 f — частотою дискретизації Найквіста. Для синусоїди потрібні щонайменше дві вибірки за цикл, щоб гарантувати, що оцифровану серію імпульсів можна точніше реконструювати з вихідної форми сигналу. Якщо частота дискретизації нижча за частоту дискретизації Найквіста, це призведе до явища накладення.
Режим вибірки
Коли сигнал надходить у DSO, усі вхідні сигнали в його аналого-цифровому перетворенні перед потребою в дискретизації, технологія дискретизації зазвичай поділяється на дві категорії: режим реального часу та режим еквівалентного часу.
Режим дискретизації в реальному часі (відбірка в реальному часі) використовується для захоплення неповторюваних або одноразових сигналів з використанням фіксованих інтервалів часу для вибірки. Після одного запуску осцилограф безперервно знімає напругу, а потім реконструює форму сигналу на основі точок вибірки.
Дискретизація за еквівалентний час (еквівалентна вибірка за часом) — це вибірка періодичної форми сигналу в різних циклах, а потім точки вибірки з’єднуються разом для реконструкції форми сигналу (https://www.dgzj.com/ Electrician's Home) у порядку щоб отримати достатню кількість точок відбору, потрібно кілька тригерів. Еквівалентна вибірка за часом також включає послідовну вибірку та випадкову повторювану вибірку. Використання режиму дискретизації еквівалентного часу має відповідати двом умовам: 1. Форма сигналу має повторюватися; 2. Він повинен мати можливість стабільного запуску.
Смуга пропускання осцилографа в режимі дискретизації в реальному часі залежить від максимальної частоти дискретизації аналого-цифрового перетворювача та використовуваного алгоритму інтерполяції. Тобто пропускна здатність осцилографа в реальному часі пов’язана з аналого-цифровим сигналом та алгоритмом інтерполяції, який використовує DSO.
Тут ще одне посилання на концепцію смуги пропускання в реальному часі, смуга пропускання в реальному часі також відома як ефективна смуга пропускання, це цифровий накопичувальний осцилограф, який використовує метод вибірки в реальному часі, коли пропускна здатність. Так багато концепцій пропускної здатності могли звести вас з розуму, підсумовуючи: пропускна здатність DSO поділяється на пропускну здатність аналогового каналу та пропускну здатність зберігання. Зазвичай ми часто говоримо, що смуга пропускання відноситься до аналогової смуги пропускання осцилографа, тобто пропускна здатність панелі осцилографа зазвичай позначається. Пропускна здатність зберігання — це теоретична цифрова пропускна здатність, розрахована згідно з теоремою Найквіста, яка є лише теоретичним значенням.
