Три ключевых момента осциллографа: полоса пропускания, частота дискретизации и глубина хранения.
Пропускная способность, частота дискретизации и глубина хранения данных — три ключевых показателя цифровых осциллографов. По сравнению с тем, как инженеры хорошо знают полосу пропускания осциллографа и уделяют ей особое внимание, частота дискретизации и глубина памяти часто упускаются из виду при выборе, оценке и тестировании осциллографов. Цель этой статьи — помочь инженерам лучше понять важные характеристики двух показателей — частоты выборки и глубины хранения, а также их влияние на фактическое тестирование, путем краткого представления соответствующих теорий частоты выборки и глубины хранения в сочетании с общими приложениями. Это также помогает нам понять компромиссы при выборе осциллографа и определить правильную концепцию использования осциллографа.
Прежде чем мы начнем понимать связанные концепции выборки и хранения, давайте рассмотрим, как работает цифровой запоминающий осциллограф.
Сигнал входного напряжения передается на входной усилитель через схему связи, а входной усилитель усиливает сигнал для улучшения чувствительности и динамического диапазона осциллографа. Выходной сигнал усилителя дискретизируется схемой выборки/хранения и оцифровывается аналого-цифровым преобразователем. После аналого-цифрового преобразования сигнал принимает цифровую форму и сохраняется в памяти. Микропроцессор обрабатывает оцифрованную форму сигнала в памяти. Соответствующая обработка выполняется и отображается на дисплее. Вот как работает цифровой запоминающий осциллограф.
Выборка, частота выборки
Мы знаем, что компьютеры могут обрабатывать только дискретные цифровые сигналы. Основная проблема, с которой приходится сталкиваться после того, как аналоговый сигнал напряжения поступает в осциллограф, — это оцифровка (аналогово-цифровое преобразование) непрерывного сигнала. Обычно процесс перехода от непрерывных сигналов к дискретным называется выборкой. Непрерывные сигналы должны быть дискретизированы и квантованы, прежде чем их можно будет обработать компьютерами. Таким образом, выборка является основой для расчета и анализа формы сигнала с помощью цифровых осциллографов. Измерение амплитуды напряжения сигнала через равные интервалы времени и преобразование напряжения в цифровую информацию, представленную восьмибитным двоичным кодом, представляет собой выборку цифрового запоминающего осциллографа. Чем меньше временной интервал между напряжениями выборки, тем ближе восстановленная форма сигнала к исходному сигналу. Частота выборки — это временной интервал выборки. Например, если частота дискретизации осциллографа составляет 10G раз в секунду (10GSa/s), это означает, что выборка производится каждые 100 пс.
