Charakterystyka i zasada działania cyfrowego oscyloskopu fluorescencyjnego
DPO dokonał nowego przełomu w technologii oscyloskopów. Może wyświetlać, przechowywać i analizować złożone sygnały w czasie rzeczywistym oraz wykorzystywać informacje trójwymiarowe (amplituda, czasowość i wielopoziomowa jasność w celu wyświetlenia częstotliwości składowych amplitudy o różnej jasności), aby w pełni wyświetlić sygnał. Funkcje, zwłaszcza wykorzystanie technologii cyfrowej fluorescencji, mogą wyświetlać historię zmian sygnału w długim okresie czasu poprzez wielopoziomową jasność lub kolor.
Funkcja automatycznego pomiaru i przechowywania przebiegów DSO zadziwiła kiedyś wielu inżynierów, ale wkrótce odkryto, że gdy DSO mierzyło sygnały o wysokiej częstotliwości z modulacją niskiej częstotliwości, wyniki wyświetlania były niespójne ze względu na niemożliwy do pokonania problem zniekształceń aliasingu. Przypomina mi to zalety oscyloskopów ART.
DPO ma nie tylko jasność w czasie rzeczywistym i możliwość wyświetlania bez aliasów oscyloskopu ART, ale także posiada funkcje automatycznego pomiaru i przechowywania przebiegów DSO. Istnieją duże postępy w unikaniu niedociągnięć obu rozwiązań. Przejawia się głównie w:
(1) Duża szybkość przechwytywania przebiegu i możliwość superwyświetlania
Zastosowanie technologii cyfrowych wyświetlaczy fluorescencyjnych umożliwia DPO jednoczesne wyświetlanie wielu obrazów sygnałów w różnych odcieniach szarości i kolorach. DPO może rejestrować 200000 przebiegów na sekundę, a jego dane sygnałowe są 1,000 razy więcej niż w przypadku ogólnego DSO. Jednorazowo może przechwycić 500000 przebiegów. Ta duża szybkość przechwytywania przebiegu w połączeniu z doskonałymi możliwościami wyświetlania umożliwia DPO analizę wszelkich szczegółów sygnału. .
(2) Możliwość ciągłego pobierania próbek z dużą szybkością
Zwykle DSO ma czas martwy wynoszący 8 ms pomiędzy wyświetlaniem dwóch przebiegów ze względu na przetwarzanie wyświetlanych danych. Nawet DSO korzystający z technologii próbkowania instavuTM może skrócić ten czas jedynie do 1,7 μs. Oscyloskopy ART nie mogą rejestrować informacji o przebiegu w czasie powrotu. DPO może w sposób ciągły próbkować setki tysięcy przebiegów z najwyższą częstotliwością próbkowania, eliminując problem stagnacji występujący w innych oscyloskopach. Częstotliwość próbkowania DPO wynosi zazwyczaj kilka 109 razy na sekundę. Tak wysoka częstotliwość próbkowania pozwala oscyloskopowi mieć większą szerokość pasma.
zasada działania
Schemat blokowy cyfrowego oscyloskopu fluorescencyjnego pokazano na rysunku 1. Podstawowym elementem jest procesor obrazujący falę DPX składający się z układu scalonego przeznaczonego do konkretnego zastosowania (ASIC).
Podobnie jak w przypadku DSO, sygnał wejściowy jest najpierw wzmacniany i konwertowany A/D w celu uzyskania próbkowanej wartości sygnału. Próbkowana wartość jest przetwarzana przez procesor obrazujący przebieg DPX w celu utworzenia kompletnego diagramu przebiegu urządzenia przepływowego o wymiarach 500*200 pikseli i zawierającego trójwymiarowe informacje o przebiegu. w przypadku nieprzerwanego procesu przechwytywania, procesor obrazowania DPX wysyła 30 przebiegów na sekundę do pamięci wyświetlania przebiegów. Pod kontrolą mikroprocesora zebrane przebiegi uzyskiwane są na ekranie wyświetlacza zgodnie z zawartością pamięci wyświetlacza. . Zrealizuj metodę wyświetlania przebiegu, taką jak „digitalizacja sygnału → grafika → wyświetlanie”. Jednocześnie mikroprocesor realizuje równolegle automatyczne funkcje pomiarowe i obliczeniowe.
Ponieważ systemy gromadzenia i wyświetlania danych DPO działają niezależnie, oscyloskop może przetwarzać dane wymagane do wyświetlenia przy zachowaniu najwyższej szybkości przechwytywania przebiegu, co oznacza, że oscyloskop może rejestrować wszystkie szczegóły przebiegu bez zakłóceń.
DPX składa się z modułu zbierającego dane i dynamicznej trójwymiarowej bazy danych zwanej cyfrowym luminoforem. Organicznie łączy rasteryzację (obrazowanie przebiegów) i dużą szybkość przechwytywania przebiegów, aby gromadzić informacje o sygnale w tablicy liczb całkowitych 500*200. Każda liczba całkowita w tablicy reprezentuje piksel na wyświetlaczu DPO. Różne wartości prowadzą do różnej jasności lub koloru pikseli wyświetlacza. Ponieważ sygnał jest próbkowany w sposób ciągły, tablica ta jest stale aktualizowana, ale w przeciwieństwie do DSO, po zakończeniu cyklu wyświetlania (kształtu fali) wartość próbkowania nowego cyklu wyświetlania nie powoduje wymazania danych z ostatniego cyklu wyświetlania. Jeżeli dwie stacje pobierania próbek mają ten sam punkt wyświetlania, zmieniona zostanie jedynie funkcja odpowiedniego punktu tablicy. W ten sposób można wyświetlić łącznie wiele przebiegów. Gdy punkty wyświetlania spowodowane wieloma przebiegami są różne, dane w każdym punkcie tablicy są inne, dlatego jasność wyświetlacza przebiegu jest najwyższa, a inne informacje o przebiegu, które czasami się pojawiają, będą wyświetlane z niższą jasnością.
DPO stale próbkuje z maksymalną szybkością podczas pracy i wykorzystuje minimalny odstęp czasu między próbkami do generowania przebiegów jeden po drugim, zupełnie jak oscyloskop ART (ponieważ DPO wykorzystuje głęboką trójwymiarową bazę danych do zapisywania informacji w skali szarości, informacje o przeszłym przebiegu nie a nie strata), można zaobserwować zmiany sygnału w długim okresie czasu.
