Utilizarea osciloscopului digital trebuie să acorde atenție problemei
1. Introducere
Utilizarea osciloscoapelor digitale devine din ce în ce mai populară datorită avantajelor lor unice, cum ar fi declanșarea formei de undă, stocarea, afișarea, măsurarea, analiza și procesarea datelor formei de undă. Datorită diferențelor mari de performanță dintre osciloscoapele digitale și osciloscoapele analogice, dacă acestea nu sunt utilizate corespunzător, vor produce erori mari de măsurare, afectând astfel sarcina de testare.
2, distingeți între lățimea de bandă analogică și lățimea de bandă digitală în timp real
Lățimea de bandă este unul dintre cei mai importanți indicatori ai osciloscoapelor. Lățimea de bandă a unui osciloscop analogic este o valoare fixă, în timp ce lățimea de bandă a unui osciloscop digital are două tipuri de lățime de bandă analogică și lățime de bandă digitală în timp real. Cea mai mare lățime de bandă care poate fi obținută de un osciloscop digital folosind tehnici de eșantionare secvenţială sau aleatorie pentru semnale repetitive este lățimea de bandă digitală în timp real a osciloscopului. Lățimea de bandă digitală în timp real este legată de cea mai mare frecvență de digitalizare și factorul K de tehnică de reconstrucție a formei de undă (lățime de bandă digitală în timp real=cea mai mare rată de digitalizare / K), care în general nu este dat direct ca indicator.
Din definițiile celor două lățimi de bandă, se poate observa că lățimea de bandă analogică este potrivită doar pentru măsurarea semnalelor periodice repetitive, în timp ce lățimea de bandă digitală în timp real este potrivită atât pentru semnale repetitive, cât și pentru semnale single-shot. Producătorii susțin că lățimea de bandă a osciloscoapelor poate ajunge la câți megaocteți, de fapt, se referă la lățimea de bandă analogică, lățimea de bandă digitală în timp real este mai mică decât această valoare. De exemplu, lățimea de bandă a TES520B de la TEK este de 500MHz, ceea ce se referă de fapt la lățimea de bandă analogică de 500MHz, în timp ce lățimea de bandă digitală maximă în timp real poate ajunge doar la 400MHz, ceea ce este mult sub lățimea de bandă analogică. Prin urmare, atunci când măsurați un singur semnal, asigurați-vă că vă referiți la lățimea de bandă digitală în timp real a osciloscopului digital, altfel va aduce erori neașteptate la măsurare.
3, despre rata de eșantionare
Rata de eșantionare, cunoscută și sub numele de rata de digitizare, se referă la unitatea de timp, numărul de mostre ale semnalului de intrare analogic, adesea exprimat în MS/s. Rata de eșantionare este un indicator important al osciloscoapelor digitale.
(1) Dacă rata de eșantionare nu este suficientă, fenomenul de amestecare este ușor să apară.
Dacă semnalul de intrare al osciloscopului este un semnal sinusoidal de 100KHz, osciloscopul afișează o frecvență de semnal de 50KHz, cum este asta? Acest lucru se datorează faptului că rata de eșantionare a osciloscopului este prea lentă, ducând la fenomenul de aliasing. Mixt este frecvența formei de undă afișate pe ecran este mai mică decât frecvența reală a semnalului sau chiar dacă osciloscopul de pe indicatorul de declanșare a fost aprins, iar afișarea formei de undă nu este încă stabilă. Generarea amestecării este prezentată în Figura 1.
Deci, pentru o formă de undă cu frecvență necunoscută, cum se poate determina dacă forma de undă afișată a generat o amestecare? Se poate face prin schimbarea lent a vitezei de baleiaj t/div la o bază de timp mai rapidă, pentru a vedea dacă parametrul de frecvență al formei de undă se modifică brusc, dacă da, înseamnă că amestecarea formei de undă a avut loc deja; sau forma de undă oscilantă se stabilizează la o bază de timp mai rapidă, ceea ce înseamnă, de asemenea, că amestecarea formei de undă a avut loc deja. Conform teoremei lui Nyquist, rata de eșantionare ar trebui să fie de cel puțin 2 ori mai mare decât componenta de înaltă frecvență a semnalului pentru a evita amestecarea, de exemplu, un semnal de 500MHz necesită o rată de eșantionare de cel puțin 1GS/s. Există mai multe moduri de a preveni amestecarea într-un mod simplu:
A. Reglați rata de baleiaj;
b. Utilizați Autoset;
c. Încercați să comutați metoda de colectare la Envelope sau Peak Detection, deoarece Envelope caută valori extreme în mai multe înregistrări de colectare, iar Peak Detection caută valori maxime și minime într-o singură înregistrare de colectare, ambele putând detecta schimbări mai rapide ale semnalului.
Dacă osciloscopul are o metodă de colectare InstaVu, acesta poate fi utilizat deoarece această metodă colectează rapid forme de undă, iar formele de undă afișate cu această metodă sunt similare cu cele afișate cu un osciloscop analog.
(2) Relația dintre rata de eșantionare și t/div
Rata maximă de eșantionare a fiecărui osciloscop digital este o valoare fixă. Cu toate acestea, la orice timp de scanare t/div, rata de eșantionare fs este dată de următoarea formulă: fs=N/(t/div) N este punctele de eșantionare per cadru.
Când numărul de puncte de eșantionare N este o anumită valoare, fs este invers proporțional cu t/div, cu cât viteza de măturare este mai mare, cu atât rata de eșantionare este mai mică.
Pe scurt, atunci când utilizați un osciloscop digital, pentru a evita amestecul, cel mai bine este să plasați angrenajul de viteză de măturare într-o poziție mai rapidă. Dacă doriți să capturați bavuri trecătoare, viteza de măturare este cel mai bine plasată în poziția mai mică a vitezei principale de măturare.
