Какова полоса пропускания и частота дискретизации осциллографа?
Что такое пропускная способность? Вообще говоря: когда амплитуда входного сигнала ослаблена на 3 дБ, полоса пропускания максимального входного сигнала определяется как полоса пропускания осциллографа.
Какова частота выборки? Сколько очков можно набрать за секунду. Чем выше скорость, тем меньше ошибка. Как правило, частота дискретизации в 4 раза превышает полосу пропускания осциллографа (тип усилителя — гауссовский отклик).
Цифровой осциллограф состоит как минимум из двух частей: Y-канал тестируемого сигнала и часть выборки.
Канал Y усиливает (или ослабляет) измеряемый сигнал, а полоса пропускания соответствует каналу Y. Если канал Y может равномерно и без искажений усиливать все синусоидальные сигналы в диапазоне 0~10 МГц, то его полоса пропускания составляет 10 МГц. Поскольку сигналы сложной формы состоят из синусоидальных сигналов с различными гармониками, а полоса пропускания, состоящая из этих гармоник, может быть очень широкой, поэтому для обеспечения действительного усиления сложных сигналов чем больше полоса пропускания вашего Y-канала, тем лучше.
Просто иметь Y-канал с достаточной пропускной способностью недостаточно. Чтобы захватить форму волны, вам необходимо семплировать сигнал, усиленный каналом Y! Скорость этой выборки и есть частота дискретизации. Чем выше частота дискретизации, тем больше точек сложного сигнала захватывается в единицу времени, а окончательная собранная и отображаемая форма сигнала ближе к реальному сложному сигналу.
Таким образом, хотя полоса пропускания и частота дискретизации являются двумя разными параметрами, они оба очень важны для реального восстановления измеренной формы сигнала.
Почему чем больше полоса пропускания, тем меньше искажается сигнал?
Сложные сигналы можно разложить на бесчисленное количество высокочастотных синусоидальных гармоник, которые составляют детали исходного сигнала. Если ваша полоса пропускания недостаточно широка (в основном, верхний предел недостаточно высок), сигналы высших гармоник не могут быть эффективно усилены и пропущены (блокируются или ослабляются). Таким образом, сигнал, полученный на терминале Y-канала, будет искажен (детали сложного сигнала теряются).
Поэтому очень важно максимально увеличить полосу пропускания канала Y, чтобы восстановить детализацию сигнала (без искажений).
Полоса пропускания отражает способность сигнала передавать частоту. Чем больше полоса пропускания, тем точнее и эффективнее могут быть усилены и отображены различные частотные компоненты (особенно высокочастотные компоненты) сигнала. Если полосы пропускания будет недостаточно, многие высокочастотные компоненты будут потеряны. Если частотная составляющая отсутствует, то сигнал, естественно, будет отображаться неточно и возникнет большая ошибка. Частота дискретизации — это частота преобразования сигнала при преобразовании аналоговых величин в цифровые (то есть количество сборов данных в секунду). Чем выше частота, тем больше сигналов собирается в единицу времени и тем больше информации в сигнале сохраняется. Чем меньше информации теряется, тем преобразованная цифровая величина может точно отражать значение сигнала, а затем ЖК-дисплей может более точно и полно отображать форму сигнала. Чем больше точек отбора проб, тем больше точек будет отображаться и тем четче будет.
Проще говоря, полоса пропускания отражает частотный диапазон сигнала, который может отображаться, а частота дискретизации отражает детали формы сигнала.
Почему чем шире полоса пропускания, тем точнее и эффективнее можно усиливать и отображать различные частотные компоненты (особенно высокочастотные) в сигнале?
Например, если полоса пропускания аудиоусилителя относительно мала, например 50–15 кГц, то сигнал выше 15 кГц не может быть эффективно усилен, выходной сигнал будет очень мал или даже отсутствовать, а звук выше 15 кГц не будет слышен. Если полоса пропускания усилителя относительно широка, например 10 Гц ~ 20 кГц, тогда весь звук может быть усилен и выведен, а также выведен полный звуковой звук. То же самое относится и к дисплеям осциллографа.
