Różnica między oscyloskopem czasu rzeczywistego a oscyloskopem próbnym
Oscyloskopy czasu rzeczywistego są często określane jako DSO (oscyloskopy cyfrowe) lub MSO (oscyloskopy z sygnałem mieszanym). Większość sprzedawanych obecnie oscyloskopów to oscyloskopy czasu rzeczywistego. Oscyloskopy czasu rzeczywistego są dostępne w pasmach od kilku MHz do kilkudziesięciu GHz i w cenach od kilkuset do setek tysięcy dolarów. Oscyloskopy próbkujące, często nazywane DCA (Digital Communications Analyzers), mają szerokość pasma od kilkudziesięciu GHz i są używane głównie do analizy szybkich magistrali szeregowych, urządzeń optycznych i sygnałów zegarowych. Wraz ze wzrostem szerokości pasma, oscyloskopy próbkujące i oscyloskopy czasu rzeczywistego zaczynają się na siebie nakładać w kilku obszarach zastosowań.
Droga do digitalizacji jest zasadniczo taka sama zarówno w przypadku oscyloskopów czasu rzeczywistego, jak i oscyloskopów próbkujących. Sygnał wejściowy przechodzi przez przedni układ kondycjonowania sygnału oscyloskopu, jest przetwarzany na postać cyfrową, zapisywany w pamięci i ostatecznie wyświetlany na ekranie. Jednak podstawowa technologia obu oscyloskopów jest zupełnie inna.
Oscyloskopy czasu rzeczywistego
Oscyloskopy działające w czasie rzeczywistym są wyposażone w technologię wyzwalania ASIC, która pozwala użytkownikowi określić interesujące zdarzenia, takie jak rosnące progi napięcia, naruszenia funkcji budowania i utrzymywania lub wyzwalacze kodu. Kiedy zdarzenie zostanie zaobserwowane przez obwód wyzwalający oscyloskopu w zwykłym trybie akwizycji, oscyloskop będzie przechwytywać i zapisywać kolejne próbki w pobliżu punktu wyzwalania oraz aktualizować wyświetlacz przechwyconymi danymi. Oscyloskop czasu rzeczywistego może pracować w trybie pojedynczego przechwytywania lub w trybie ciągłego przechwytywania. W trybie pojedynczego przechwytywania oscyloskop wykonuje pojedynczą akwizycję i wyświetla zestaw kolejnych próbek, w zależności od ustawień głębokości pamięci i częstotliwości próbkowania.
Po przechwyceniu przez oscyloskop pojedynczego śladu użytkownik może przesuwać i powiększać dowolne interesujące zdarzenie. W trybie pracy ciągłej oscyloskop w sposób ciągły rejestruje i wyświetla każdy stan zgodny ze specyfikacjami wyzwalania. Zmienna lub nieskończona poświata umożliwia nałożenie wielu przechwyconych sygnałów na sygnał początkowy. Tryb ciągły pozwala użytkownikowi na podgląd testowanego urządzenia w czasie rzeczywistym. Pomiary czasu narastania lub szerokości impulsu, funkcje matematyczne lub analizy FFT można wykonywać w trybach akwizycji pojedynczej lub ciągłej. Większość oscyloskopów czasu rzeczywistego o szerokości pasma poniżej 6 GHz ma wejścia 1MΩ i 50 MΩ i można ich używać z szeroką gamą sond i kabli.
Istnieją trzy ważne specyfikacje techniczne, które definiują oscyloskop czasu rzeczywistego: szerokość pasma, częstotliwość próbkowania i głębokość pamięci. Przy wyborze oscyloskopu czasu rzeczywistego należy wziąć pod uwagę inne, ważniejsze specyfikacje.
Oscyloskopy próbkujące służą do przechwytywania, wyświetlania i analizowania powtarzalnych sygnałów. Możliwość wyzwalania jest także ustawiana dla sygnałów powtarzalnych. Gdy spełniony zostanie pierwszy warunek wyzwalania, oscyloskop próbkujący przechwyci zestaw niesąsiadujących ze sobą próbek w określonym przedziale czasu. Oscyloskop opóźnia ten punkt wyzwalania i rozpoczyna kolejny zestaw przechwytów, umieszczając przechwycone punkty na wyświetlaczu wraz z pierwszym zestawem próbek. Powtarzanie tej operacji w trybie nieskończonej poświaty tworzy przebieg, który nie musi być pozyskiwany w sposób ciągły. Wyzwalanie i opóźnienie należą do elementów technicznych stosowanych do kontrolowania rozdzielczości czasowej pomiędzy wyzwalaniami w celu osiągnięcia wysokiej dokładności pomiaru. Ponieważ na jeden wyzwalacz przechwytywanych i przetwarzanych jest tylko kilka punktów, głębokość pamięci nie jest kluczową specyfikacją techniczną. Częstotliwość próbkowania również nie jest kluczową specyfikacją. Najważniejsza jest jednak dokładność odstępu czasu pomiędzy pierwszym warunkiem wyzwalającym a następnym warunkiem wyzwalającym.
Oscyloskopy próbkujące i oscyloskopy czasu rzeczywistego
Jak wspomniano wcześniej, oscyloskopy czasu rzeczywistego mają obecnie szerokość pasma przekraczającą 60 GHz, podczas gdy oscyloskopy próbkujące mają szerokość pasma przekraczającą 90 GHz. Dlatego w większości zastosowań cyfrowych szerokość pasma nie jest już wygodnym sposobem wyboru odpowiedniego oscyloskopu. To powiedziawszy, cena nadal stanowi główną różnicę. W pełni skonfigurowane oscyloskopy próbkujące (50 GHz) kosztują mniej niż 150 USD,000, natomiast oscyloskopy czasu rzeczywistego kosztują blisko 400 USD,000. Projektanci muszą określić, czy doskonała elastyczność oscyloskopów czasu rzeczywistego jest współmierna do wysokich kosztów.
