Три ключови точки на осцилоскоп: честотна лента, честота на дискретизация и дълбочина на съхранение
Ширина на честотната лента, честота на дискретизация и дълбочина на съхранение са трите ключови индикатора на цифровите осцилоскопи. В сравнение с познанията на инженерите и акцента върху честотната лента на осцилоскопа, честотата на дискретизация и дълбочината на съхранение често се пренебрегват при избора, оценката и тестването на осцилоскопите. Целта на тази статия е да помогне на инженерите да разберат по-добре важните характеристики на двата индикатора за честота на вземане на проби и дълбочина на съхранение и тяхното въздействие върху действителното тестване чрез кратко представяне на съответните теории за честота на вземане на проби и дълбочина на съхранение, комбинирани с общи приложения. Също така ни помага да разберем компромисите при избора на осцилоскоп и да установим правилната концепция за използване на осцилоскоп.
Преди да започнем да разбираме свързаните концепции за вземане на проби и съхранение, нека прегледаме как работи цифровият осцилоскоп за съхранение.
Сигналът за входно напрежение се изпраща към предния усилвател през свързващата верига, а предният усилвател усилва сигнала, за да подобри чувствителността и динамичния обхват на осцилоскопа. Изходният сигнал от усилвателя се взема от схемата за вземане на проби/задържане и се цифровизира от A/D преобразувателя. След A/D преобразуване, сигналът става цифрова форма и се съхранява в паметта. Микропроцесорът обработва цифровизираната форма на сигнала в паметта. Съответната обработка се извършва и се показва на дисплея. Ето как работи цифровият осцилоскоп за съхранение.
Дискретизация, честота на дискретизация
Знаем, че компютрите могат да обработват само дискретни цифрови сигнали. Основният проблем, с който се сблъсква след като аналоговият сигнал за напрежение влезе в осцилоскопа, е цифровизацията (аналогово/цифрово преобразуване) на непрекъснатия сигнал. Обикновено процесът от непрекъснати сигнали към дискретни сигнали се нарича вземане на проби. Непрекъснатите сигнали трябва да бъдат дискретизирани и квантувани, преди да могат да бъдат обработени от компютри. Следователно вземането на проби е основата за изчисляване и анализ на формата на вълната от цифрови осцилоскопи. Чрез измерване на амплитудата на напрежението на форма на вълната на равни интервали от време и преобразуване на напрежението в цифрова информация, представена от осем-битов двоичен код, това е извадката на осцилоскоп за цифрово съхранение. Колкото по-малък е интервалът от време между пробните напрежения, толкова по-близо е реконструираната форма на вълната до оригиналния сигнал. Честотата на вземане на проби е интервалът от време на вземане на проби. Например, ако честотата на дискретизация на осцилоскопа е 10G пъти в секунда (10GSa/s), това означава, че се взема проба на всеки 100ps.
