Компоненты виртуального осциллографа
Возможности виртуального осциллографа
Широко используемый в настоящее время интерфейс USB используется для того, чтобы сделать интерфейс между виртуальными инструментами и компьютерами более удобным и повысить скорость связи; для высокоскоростной выборки используется микросхема высокоскоростного аналого-цифрового преобразования (АЦП); для управления используется высокопроизводительный микроконтроллер, а высокоскоростная память большой емкости (ОЗУ) сохраняет данные выборки в режиме реального времени, улучшая производительность прибора; использование языка Labview для разработки приложения для главного компьютера, которое может отображать сигналы, а также анализировать и обрабатывать данные.
Компоненты виртуального осциллографа
(1) Получение сигнала и управление им. Это аппаратная платформа, состоящая из компьютеров и инструментального оборудования, предназначенная для сбора, измерения, преобразования и управления сигналами.
(2) Анализ и обработка данных. Виртуальный осциллограф в полной мере использует функции хранения и вычислений компьютера, а также анализирует и обрабатывает сигналы входных данных с помощью программного обеспечения. Содержимое обработки включает в себя цифровую фильтрацию, статистику данных, численный анализ и т. д. С точки зрения анализа данных виртуальные осциллографы обладают более мощными возможностями анализа данных, чем традиционные инструменты.
(3) Отображение результатов измерений. Виртуальный осциллограф полностью использует ресурсы компьютера, такие как дисплеи, память и т. д., для выражения и вывода результатов измерений различными способами. Формы его вывода включают передачу данных на большие расстояния по шинной сети, вывод копирования через оптические диски и диски, а также вывод на жесткий диск. Метод хранения данных и их вывода через графический интерфейс, например, на экран компьютера.
Технические параметры виртуального осциллографа
Вопросы, на которые следует обратить внимание при использовании виртуального осциллографа
Различие между аналоговой полосой пропускания и цифровой полосой пропускания в реальном времени.
Полоса пропускания является одной из наиболее важных характеристик осциллографа. Полоса пропускания представляет собой фиксированную величину, а полоса пропускания виртуального осциллографа бывает двух типов: аналоговая полоса пропускания и цифровая полоса пропускания реального времени. Самая высокая полоса пропускания, которую виртуальный осциллограф может достичь при использовании технологии последовательной или случайной выборки для повторяющихся сигналов, — это цифровая полоса пропускания осциллографа в режиме реального времени. Полоса пропускания цифрового сигнала в реальном времени связана с самой высокой частотой оцифровки, а коэффициент технологии восстановления формы сигнала K (пропускная способность цифрового реального времени=наивысшая скорость оцифровки/K) обычно не указывается напрямую в качестве индикатора. Из определений двух полос пропускания видно, что аналоговая полоса пропускания подходит только для измерения повторяющихся периодических сигналов, тогда как цифровая полоса пропускания в реальном времени подходит для измерения как повторяющихся сигналов, так и одиночных сигналов. Производитель утверждает, что полоса пропускания осциллографа может достигать нескольких мегабайт, но на самом деле речь идет об аналоговой полосе пропускания. Полоса пропускания цифрового сигнала в реальном времени ниже этого значения. Например, полоса пропускания TES520B от TEK составляет 500 МГц, что фактически означает, что его аналоговая полоса пропускания составляет 500 МГц, в то время как самая высокая полоса пропускания цифрового сигнала в реальном времени может достигать только 400 МГц, что намного ниже, чем аналоговая полоса пропускания. Поэтому при измерении одиночного сигнала необходимо учитывать цифровую полосу пропускания виртуального осциллографа в режиме реального времени, иначе это приведет к непредвиденным ошибкам измерения.
О частоте дискретизации: Частота дискретизации также называется скоростью оцифровки и обозначает количество выборок аналогового входного сигнала в единицу времени, часто выражаемое в Мс/с. Частота дискретизации является важной характеристикой виртуального осциллографа. Если частота дискретизации недостаточна, легко может возникнуть наложение псевдонимов.
Если входной сигнал осциллографа представляет собой синусоидальный сигнал частотой 100 кГц, но частота сигнала, отображаемого осциллографом, составляет 50 кГц, это связано с тем, что частота дискретизации осциллографа слишком низкая, что приводит к наложению спектров. Сглаживание — это когда частота сигнала, отображаемого на экране, ниже фактической частоты сигнала или отображаемый сигнал нестабильен, даже если триггер на осциллографе горит. Генерация наложения показана на рисунке 1. Затем для сигнала неизвестной частоты вы можете определить, имеет ли отображаемый сигнал наложение, следующим образом: медленно измените скорость развертки t/дел на более быстрый файл временной развертки и посмотрите, будет ли частотные параметры формы сигнала резко изменяются. Если да, это означает, что произошло наложение сигналов; или форма сигнала тряски стабилизировалась с более быстрой временной разверткой, что также означает, что произошло наложение сигналов. Согласно теореме Найквиста, для предотвращения наложения спектров частота дискретизации должна быть как минимум в два раза выше, чем высокочастотная составляющая сигнала. Например, сигнал частотой 500 МГц требует частоты дискретизации не менее 1 Гвыб./с. Есть несколько способов просто предотвратить возникновение псевдонимов:
?Использовать автоматические настройки
?Регулировка скорости сканирования;
«Попробуйте переключить режим сбора данных на режим конверта или режим обнаружения пиков, поскольку режим конверта предназначен для поиска экстремальных значений в нескольких записях сбора, а режим обнаружения пиков предназначен для поиска максимальных и минимальных значений в одной записи сбора. Оба метода позволяют обнаружить более быстрые изменения сигнала.
