Анализ общих терминов для осциллографов
1. Пропускная способность
Относится к значению частоты, при котором синусоидальный входной сигнал затухает до 70,7% от его фактической амплитуды, что соответствует точке -3дБ (на основе логарифмической шкалы). Эта спецификация указывает диапазон частот, который может точно измерить осциллограф. Полоса пропускания определяет базовые возможности измерения сигналов осциллографом.
По мере увеличения частоты сигнала способность осциллографа точно отображать сигнал снижается. Без достаточной полосы пропускания осциллограф не сможет распознавать высокочастотные изменения. Амплитуды будут искажены, края исчезнут, детали потеряются. Без достаточной полосы пропускания все характеристики, звон, звон и т. д., полученные в отношении сигнала, бессмысленны.
Критерий 5-кратного (требуемая полоса пропускания осциллографа=высшая частотная составляющая измеряемого сигнала Х 5) Погрешность измерения осциллографа, выбранного по критерию 5-кратного, не будет превышать ±2 %, что, как правило, достаточно. Однако по мере увеличения частоты сигнала это эмпирическое правило больше не применяется. Чем выше полоса пропускания, тем точнее воспроизводится сигнал.
2. Время подъема
В цифровом мире измерение времени имеет решающее значение. При измерении цифровых сигналов, таких как импульсы и ступенчатые волны, время нарастания может иметь большее значение для производительности. Осциллограф должен иметь достаточно большое время нарастания, чтобы точно улавливать быстро меняющиеся детали сигнала.
Время нарастания осциллографа
Время нарастания осциллографа=самое быстрое время нарастания тестируемого сигнала + 5. Время нарастания описывает эффективный диапазон частот осциллографа. Основы выбора времени нарастания осциллографа аналогичны основам выбора полосы пропускания. Чем меньше время нарастания осциллографа, тем точнее он может регистрировать быстрые изменения сигнала.
3. Частота дискретизации
Частота дискретизации представляет собой частоту, с которой осциллограф производит выборку входного сигнала в пределах одного сигнала или цикла. Выражается в количествах выборок в секунду (S/S). Чем выше частота дискретизации осциллографа, тем выше разрешение и четкость отображаемых сигналов и тем меньше вероятность потери важной информации и событий. Если необходимо наблюдать медленно меняющиеся сигналы в более длительном временном диапазоне, минимальная частота дискретизации становится более важной.
Метод, используемый для расчета частоты дискретизации, зависит от типа измеряемого сигнала и способа восстановления сигнала осциллографом. Чтобы точно воспроизвести сигнал и избежать наложения спектров, теорема Найквиста гласит, что сигнал должен дискретизироваться со скоростью, не менее чем в два раза превышающей его самую высокочастотную составляющую.
Однако предпосылка этой теоремы основана на бесконечно длинных и непрерывных сигналах. Поскольку ни один осциллограф не может обеспечить бесконечную длину записи, а низкочастотные помехи по определению являются прерывистыми, выборки с удвоенной самой высокой частотной составляющей недостаточно. Фактически, точное воспроизведение сигнала зависит от его частоты дискретизации и метода интерполяции, используемого в промежутке точки выборки сигнала.
