O scurtă discuție despre diferențele dintre osciloscoapele analogice și osciloscoapele digitale
Pentru a crește lățimea de bandă a osciloscoapelor analogice, tuburile de osciloscop, amplificarea verticală și scanarea orizontală trebuie promovate pe deplin. Pentru a îmbunătăți lățimea de bandă a unui osciloscop digital, trebuie doar să îmbunătățiți performanța convertorului A/D frontal și nu există cerințe speciale pentru tubul osciloscopului și circuitul de scanare. Plus, osciloscoapele digitale pot folosi pe deplin memoria, stocarea și procesarea, precum și capacitățile multiple de declanșare și declanșare avansată. În anii 1980, osciloscoapele digitale au apărut brusc și au obținut numeroase rezultate. Au potențialul de a înlocui complet osciloscoapele analogice. Osciloscoapele analogice s-au retras într-adevăr de la recepție în fundal.
Cu toate acestea, unele caracteristici ale osciloscoapelor analogice nu sunt disponibile în osciloscoapele digitale: operare simplă - toate operațiunile sunt pe panou, iar răspunsul formei de undă este în timp util. Osciloscoapele digitale necesită adesea un timp mai lung de procesare. Rezoluție verticală ridicată - continuă și infinită. Rezoluția osciloscoapelor digitale este, în general, de numai 8 până la 10 biți. Datele se actualizează rapid - sute de mii de forme de undă sunt capturate pe secundă, iar osciloscoapele digitale captează zeci de forme de undă pe secundă. Lățimea de bandă în timp real și afișare în timp real - lățimea de bandă a formelor de undă continue este aceeași cu cea a formelor de undă unice. Lățimea de bandă a osciloscoapelor digitale este strâns legată de rata de eșantionare. Când rata de eșantionare nu este mare, este necesar un calcul de interpolare, ceea ce poate duce cu ușurință la forme de undă confuze.
Pe scurt, osciloscoapele analogice oferă inginerilor forme de undă pe care le pot vedea și crede, permițându-le să testeze cu încredere într-o lățime de bandă specificată. Printre trăsăturile feței umane, vederea este foarte sensibilă. Forma de undă a ecranului este reflectată instantaneu în creier pentru judecată și pot fi percepute chiar și schimbări subtile. Prin urmare, osciloscoapele analogice sunt foarte populare în rândul utilizatorilor.
Osciloscoapele digitale măresc mai întâi rata de eșantionare, de la rata de eșantionare inițială egală cu dublul lățimii de bandă la cinci sau chiar de zece ori, iar distorsiunea introdusă în eșantionarea undelor sinusoidale este, de asemenea, redusă de la 100% la 3% sau chiar 1%. Rata de eșantionare a unei lățimi de bandă de 1GHz este de 5GHz sau chiar 10GHz. În al doilea rând, creșteți rata de actualizare a osciloscoapelor digitale la același nivel ca și a osciloscoapelor analogice, până la 400,000 forme de undă pe secundă, ceea ce va fi mult mai convenabil pentru observarea semnalelor ocazionale și captarea impulsurilor de erori.
În al treilea rând, multi-procesoarele sunt folosite pentru a accelera capabilitățile de procesare a semnalului, iar reglarea greoaie a parametrilor de măsurare din mai multe meniuri este îmbunătățită la o reglare simplă cu butonul sau chiar la măsurare complet automată și este la fel de convenabil de utilizat ca un osciloscop analog. În cele din urmă, osciloscopul digital, ca și osciloscopul analogic, are un afișaj cu modul de persistență a ecranului, care conferă formei de undă o stare tridimensională, adică afișează amplitudinea, timpul și distribuția amplitudinii în timp a semnalului. Osciloscoapele digitale cu această funcție se numesc osciloscoape digitale cu fosfor sau osciloscoape digitale cu persistență.
Osciloscoapele analogice folosesc osciloscoapele cu raze catodice pentru a afișa forme de undă. Lățimea de bandă a osciloscopului este aceeași cu cea a osciloscopului analogic, adică viteza de mișcare a electronilor în osciloscop este proporțională cu frecvența semnalului. Cu cât frecvența semnalului este mai mare, cu atât viteza electronilor este mai mare. Ecranul osciloscopului Luminozitatea este invers proporțională cu viteza fasciculului de electroni. Forma de undă de joasă frecvență are o înălțime mare, iar forma de undă de înaltă frecvență are o înălțime scăzută. Este ușor să obțineți informațiile tridimensionale ale semnalului utilizând luminozitatea sau scala de gri a ecranului fluorescent. Dacă axa verticală a ecranului este utilizată pentru a reprezenta amplitudinea, iar axa orizontală este timpul, atunci luminozitatea ecranului poate reprezenta modificarea distribuției amplitudinii semnalului în timp. Acest efect de fluorescență ulterioară (scalare în tonuri de gri) dependent de timp este util pentru observarea formelor de undă mixte și sporadice. Osciloscopul analogic de stocare este un produs reprezentativ pentru acest tip de osciloscop dedicat. Cea mai mare performanță atinge o lățime de bandă de 800 MHz și poate înregistra evenimente tranzitorii rapide de aproximativ 1 ns.
Osciloscopului digital îi lipsește funcția de afișare a persistenței deoarece este procesare digitală și are doar două stări, fie înaltă, fie scăzută. În principiu, forma de undă afișează și „da” și „nu”. Pentru a obține modificări de luminozitate pe mai multe niveluri, cum ar fi un osciloscop analog, trebuie utilizat un cip de procesare a imaginii dedicat. De exemplu, TEK folosește un cip de procesor DPX, care are funcții multiple, cum ar fi achiziția de date, procesarea imaginilor și stocarea. Cipul DPX este compus din 1,3 milioane de tranzistori. Adoptă proces CMOS de 0.65um, structură de conducte paralele și rata de eșantionare de 2GS/s.
Este atât un cip de achiziție de date, cât și un scanner raster, simulând caracteristicile de luminiscență ale fosforului ecranului osciloscopului, folosind 16 niveluri de luminozitate pentru a stoca forma de undă pe un afișaj LCD monocrom sau color de 500*200 pixeli la fiecare 0,33 secunde. Actualizați o dată. Deoarece osciloscoapele de stocare analogice se pot baza doar pe filme fotografice pentru a înregistra forme de undă, nu sunt foarte convenabile pentru stocarea datelor. De exemplu, roșu reprezintă forma de undă cu cea mai mare probabilitate de apariție, iar albastru reprezintă forma de undă cu cea mai mică probabilitate de apariție, astfel încât să fie clară dintr-o privire. Deoarece osciloscoapele digitale au atins nivelul de lățime de bandă de 1 GHz și sunt combinate cu caracteristicile de afișare fluorescente, performanța lor generală este mai bună decât osciloscoapele analogice de stocare.
