Каква честота на дискретизация е необходима за измерване на различни видове сигнали с осцилоскоп?
Вкарваме сигнал към осцилоскопа през сондата. След като измереният сигнал премине през усилването, затихването и другите вериги за кондициониране на сигнала в предния край на осцилоскопа, високоскоростният ADC аналогово-цифров преобразувател извършва дискретизация на сигнала и цифрово квантуване. Честотата на дискретизация на осцилоскопа е аналогово-цифровото преобразуване на входния сигнал. Честотата на часовника за вземане на проби по време на преобразуване е, казано на обикновен човек, интервалът на вземане на проби. При всеки интервал на вземане на проби се събира една точка за вземане на проби. Например честота на дискретизация от 1GSa/s означава, че осцилоскопът има способността да събира 1 милиард точки на дискретизация в секунда. В този момент неговият интервал на вземане на проби е 1 наносекунда.
За осцилоскопи в реално време понастоящем често се използва методът за вземане на проби в реално време. Така нареченото вземане на проби в реално време се състои в извършване на непрекъснато високоскоростно вземане на проби на равни интервали върху измерения сигнал на формата на вълната и след това реконструиране или възстановяване на формата на вълната въз основа на тези точки на непрекъснато вземане на проби. В процеса на вземане на проби в реално време е много важно да се гарантира, че честотата на вземане на проби на осцилоскопа е много по-бърза от промяната на сигнала, който се измерва.
И така, колко по-бързо е? Законът на Найкуист в цифровата обработка на сигнали казва, че ако честотната лента на сигнала, който се измерва, е ограничена, тогава при вземане на проби и квантуване на сигнала, ако честотата на дискретизация е повече от два пъти по-голяма от честотната лента на сигнала, който се измерва, той може да бъде напълно реконструиран или възстановяване на информацията, пренасяна в сигнала, без псевдоним.
След това ще направим времевия тон по-малък, така че честотата на дискретизация да стане по-голяма. Ще регулираме честотата на дискретизация, докато честотата на дискретизация стане 2 пъти и 10 пъти честотата на сигнала, за да наблюдаваме промените в сигнала, тоест 2MSa/s и 10MSa/s. Сигналът отляво на фигурата по-долу е с честота на дискретизация 2MSa/s. Можете да видите, че честотата на сигнала се е променила обратно на 1MHz, което е правилната стойност на честотата на сигнала. Но първоначалната синусоида се е превърнала в триъгълна вълна и формата на вълната е изкривена. Когато честотата на дискретизация се промени до 10MSa/s, което е сигналът от дясната страна на фигурата по-долу, можете да видите, че сигналът се доближава все повече и повече до синусоида, но все още не е много красив.
