Comparație între osciloscoapele digitale și osciloscoapele analogice
Caracteristicile de frecvență ale unui osciloscop analogic sunt determinate de amplificatorul vertical și tubul osciloscopului catodic. În anii 1980, procesarea digitală și microprocesoarele au fost introduse în osciloscoape și au apărut osciloscoapele digitale. În zilele noastre, osciloscoapele analogice sunt numite osciloscoape analogice în timp real (ART), iar osciloscoapele digitale sunt numite osciloscoape cu stocare digitală (DSO).
ART necesită amplificatoare și tuburi de osciloscop cu raze catodice care sunt compatibile cu lățimea de bandă. Pe măsură ce frecvența crește, cerințele procesului pentru tuburile de osciloscop cu raze catodice sunt stricte, costurile cresc și există blocaje. DSO are nevoie doar de un convertor A/D de mare viteză care este potrivit pentru lățimea de bandă. Pentru alte modulații, grafica tridimensională nu poate fi observată; capacitatea de stocare a formei de undă nu este suficientă, iar forma de undă nu poate fi procesată etc.
În prezent, deficiențele DSO au fost practic depășite, dar nu toate performanțele bune se reflectă în același osciloscop. Adică fiecare DSO va avea anumite caracteristici și unele neajunsuri. Ar trebui să fiți atenți la comparație atunci când alegeți un model. Unele modele de DSO au aceeași rată de actualizare a formei de undă ca și ART, dar unele modele de DSO nu au. Un tip de DSO are capacitatea de afișare grafică 3D a ART, dar majoritatea DSO-urilor nu au această capacitate. Lățimea de bandă în timp real a majorității DSO-urilor este aceeași cu lățimea de bandă single-shot, dar există și DSO-uri care garantează doar lățime de bandă în timp real.
Toate DSO-urile menționate mai sus conțin convertoare A/D și microprocesoare. În acest fel, adăugarea unui card plug-in la un PC poate constitui și un DSO, dar în general rata de eșantionare este mai mică, funcțiile sunt mai puține, iar prețul este ieftin. Există, de asemenea, module DSO care utilizează magistrala VXI și plug-in-uri DSO montate în rack.
Memoria DSO este a doua cea mai importantă componentă a osciloscopului după convertorul A/D. Stochează mostre ale semnalului măsurat pentru convertoarele D/A ulterioare pentru a restabili forma de undă. Capacitatea actuală de stocare poate ajunge la mai mult de 1M.
DSO obișnuit are rezoluție verticală de 8-biți, adică există 256 de mostre pe scanare, necesitând 256 de puncte de stocare, echivalentul a 256 de octeți. Dacă rezoluția este mărită și axa orizontală este extinsă de 10 ori, aceasta este echivalentă cu 20K octeți; axa verticală este, de asemenea, extinsă de 10 ori, ceea ce este echivalent cu 40K octeți. Se poate observa că DSO ar trebui să fie de cel puțin 2K bytes, iar un DSO mediu ar trebui să fie mai mult de 40K bytes. Dacă doriți să înregistrați de 10 ori forma de undă de mai sus, va necesita cel puțin 400K octeți. Prin urmare, capacitatea de stocare este importantă.
La rândul său, capacitatea de stocare afectează și viteza de scanare. De exemplu, dacă o memorie cu doar 50.000 de puncte per scanare înregistrează date de 100μs, intervalul de eșantionare este de 2ns. În acest moment, rata de eșantionare este echivalentă cu 500MS/s. Calculat pe baza ratei de eșantionare egală cu de 4 ori lățimea de bandă, în timp real Lățimea de bandă este egală cu 125MHz. Evident, dacă rata de eșantionare trebuie mărită la 1000MS/s, înregistrarea a 100μs de date necesită 100K puncte de memorie.
Pentru a stoca un grafic complet, presupunând că dimensiunea pixelului este de 1024×512=0,5M de biți, patru grafice necesită 2M de biți de stocare. De asemenea, este necesară stocarea suplimentară în analiza FFT pentru a compara componentele noii forme de undă cu formele de undă de referință sau formele de undă stocate pentru comparație. Pentru a facilita stocarea formelor de undă, unele DSO-uri oferă și dischete sau hard disk-uri pentru înregistrarea datelor.
