Объяснение частоты дискретизации и глубины памяти осциллографа
Выборка, частота дискретизации
Мы знаем, что компьютеры могут обрабатывать только дискретные цифровые сигналы. При аналоговом сигнале напряжения, поступающем в осциллограф, первой проблемой является проблема непрерывного оцифровки сигнала (аналогово-цифрового преобразования). Обычно процесс перехода от непрерывного сигнала к дискретному сигналу называется выборкой (выборкой). Непрерывные сигналы должны отбираться и количественно оцениваться для обработки компьютером, поэтому выборка является основой цифровых осциллографов для операций и анализа сигналов. Путем измерения амплитуды напряжения формы сигнала через равные промежутки времени напряжение преобразуется в восьмеричный двоичный код для представления цифровой информации, которая представляет собой выборку цифрового запоминающего осциллографа. Чем меньше временной интервал между выборками напряжений, тем ближе восстановленная форма сигнала к исходному сигналу. Частота дискретизации (частота дискретизации) — это интервал дискретизации. Например, если частота дискретизации осциллографа составляет 10 Гвыб в секунду (10 Гвыб/с), это означает, что выборки выполняются каждые 100 пс.
Согласно теореме о выборке Найквиста, при дискретизации сигнала с ограниченной полосой частот с максимальной частотой f частота дискретизации SF должна быть более чем в два раза больше f, чтобы гарантировать полное восстановление исходного сигнала из дискретного значения. Здесь f называется частотой Найквиста, а 2 f — частотой дискретизации Найквиста. Для синусоидального сигнала требуется как минимум две выборки за цикл, чтобы обеспечить более точное восстановление оцифрованной последовательности импульсов из исходной формы сигнала. Если частота дискретизации ниже частоты дискретизации Найквиста, это приведет к явлению псевдонимов.
Режим выборки
Когда сигнал поступает в DSO, все входные сигналы подвергаются аналогово-цифровому преобразованию до необходимости выборки, технология выборки обычно делится на две категории: режим реального времени и режим эквивалентного времени.
Режим выборки в реальном времени (выборка в реальном времени) используется для захвата неповторяющихся или однократных сигналов, используя для выборки фиксированные временные интервалы. После однократного запуска осциллограф непрерывно измеряет напряжение, а затем восстанавливает форму сигнала на основе точек выборки.
Выборка эквивалентного времени (выборка эквивалентного времени) заключается в выборке периодической формы сигнала в разных циклах, а затем точки выборки соединяются вместе для восстановления формы сигнала (https://www.dgzj.com/Electrician's Home) в порядке чтобы получить достаточное количество точек выборки, необходимо несколько триггеров. Эквивалентная временная выборка также включает последовательную выборку и случайную повторяющуюся выборку. Использование режима выборки эквивалентного времени должно отвечать двум предварительным условиям: 1. Форма сигнала должна повторяться; 2. Он должен иметь возможность стабильно срабатывать.
Полоса пропускания осциллографа в режиме выборки в реальном времени зависит от максимальной частоты дискретизации аналого-цифрового преобразователя и используемого алгоритма интерполяции. То есть полоса пропускания осциллографа в реальном времени связана с АЦП и алгоритмом интерполяции, используемыми DSO.
Здесь еще одна ссылка на концепцию полосы пропускания в реальном времени, полоса пропускания в реальном времени, также известная как эффективная полоса пропускания хранилища, представляет собой цифровой запоминающий осциллограф, использующий метод выборки в реальном времени при пропускной способности. Многие концепции пропускной способности, возможно, сводят вас с ума, здесь подведем итог: пропускная способность DSO делится на аналоговую пропускную способность и пропускную способность хранилища. Обычно мы часто говорим, что полоса пропускания относится к аналоговой полосе пропускания осциллографа, то есть обычно обозначается полоса пропускания панели осциллографа. Пропускная способность хранилища — это теоретическая цифровая пропускная способность, рассчитанная в соответствии с теоремой Найквиста, которая является лишь теоретическим значением.
