Trei puncte cheie ale unui osciloscop: lățimea de bandă, rata de eșantionare și adâncimea de stocare
Lățimea de bandă, rata de eșantionare și adâncimea de stocare sunt cei trei indicatori cheie ai osciloscoapelor digitale. În comparație cu familiaritatea inginerilor și accentul pus pe lățimea de bandă a osciloscopului, rata de eșantionare și adâncimea de stocare sunt adesea trecute cu vederea în selectarea, evaluarea și testarea osciloscoapelor. Scopul acestui articol este de a ajuta inginerii să înțeleagă mai bine caracteristicile importante ale celor doi indicatori ai ratei de eșantionare și adâncimii de stocare și impactul lor asupra testării efective prin introducerea pe scurt a teoriilor relevante ale ratei de eșantionare și adâncimei de stocare combinate cu aplicații comune. De asemenea, ajută. Înțelegem compromisurile atunci când alegem un osciloscop și stabilim conceptul corect de utilizare a unui osciloscop.
Înainte de a începe să înțelegem conceptele conexe de eșantionare și stocare, să revizuim cum funcționează un osciloscop de stocare digitală.
Semnalul de tensiune de intrare este trimis către amplificatorul front-end prin circuitul de cuplare, iar amplificatorul front-end amplifică semnalul pentru a îmbunătăți sensibilitatea și intervalul dinamic al osciloscopului. Semnalul ieșit de amplificator este eșantionat de circuitul de eșantionare/reținere și digitizat de convertorul A/D. După conversia A/D, semnalul devine o formă digitală și este stocat în memorie. Microprocesorul procesează forma de undă a semnalului digitizat în memorie. Procesarea corespunzătoare este efectuată și afișată pe afișaj. Așa funcționează un osciloscop cu stocare digitală.
Eșantionare, rata de eșantionare
Știm că computerele pot procesa doar semnale digitale discrete. Problema principală cu care se confruntă după ce semnalul de tensiune analogic intră în osciloscop este digitizarea (conversia analog/digitală) a semnalului continuu. În general, procesul de la semnale continue la semnale discrete se numește eșantionare. Semnalele continue trebuie prelevate și cuantificate înainte de a putea fi procesate de computere. Prin urmare, eșantionarea este baza pentru calculul și analiza formei de undă cu osciloscoapele digitale. Măsurând amplitudinea tensiunii unei forme de undă la intervale de timp egale și conversia tensiunii în informații digitale reprezentate de un cod binar de opt biți, aceasta este eșantionarea unui osciloscop de stocare digitală. Cu cât intervalul de timp dintre tensiunile de eșantionare este mai mic, cu atât forma de undă reconstruită este mai aproape de semnalul original. Rata de eșantionare este intervalul de timp de eșantionare. De exemplu, dacă rata de eșantionare a osciloscopului este de 10G ori pe secundă (10GSa/s), înseamnă că o probă este luată la fiecare 100ps.
