Jaka jest szerokość pasma i częstotliwość próbkowania oscyloskopu?
Co to jest przepustowość? Ogólnie rzecz biorąc: gdy amplituda sygnału wejściowego jest tłumiona o 3 dB, szerokość pasma maksymalnego sygnału wejściowego definiuje się jako szerokość pasma oscyloskopu.
Jaka jest częstotliwość próbkowania? Ile punktów można zebrać w ciągu sekundy. Im większa prędkość, tym mniejszy błąd. Ogólnie rzecz biorąc, częstotliwość próbkowania jest 4-krotnością szerokości pasma oscyloskopu (typ wzmacniacza to odpowiedź Gaussa)
Oscyloskop cyfrowy składa się z co najmniej dwóch części: kanału Y testowanego sygnału i części próbkującej.
Kanał Y wzmacnia (lub tłumi) mierzony sygnał, a szerokość pasma dotyczy kanału Y. Jeśli kanał Y może równomiernie i bez zniekształceń wzmacniać wszystkie sygnały sinusoidalne w zakresie 0~10 MHz, wówczas jego szerokość pasma wynosi 10 MHz. Ponieważ sygnały o złożonym kształcie fali składają się z sygnałów sinusoidalnych o różnych harmonicznych, a szerokość pasma złożona z tych harmonicznych może być bardzo szeroka, aby zapewnić rzeczywiste wzmocnienie złożonych sygnałów, im większa szerokość pasma kanału Y, tym lepiej.
Samo posiadanie kanału Y o wystarczającej przepustowości nie wystarczy. Aby uchwycić przebieg, należy spróbować sygnału wzmocnionego przez kanał Y! Szybkość tego próbkowania jest częstotliwością próbkowania. Im większa częstotliwość próbkowania, tym więcej punktów złożonego przebiegu jest przechwytywanych w jednostce czasu, a ostatecznie złożony i wyświetlony przebieg jest bliższy rzeczywistemu złożonemu sygnałowi.
Dlatego chociaż szerokość pasma i częstotliwość próbkowania to dwa różne parametry, oba są bardzo ważne dla prawdziwego przywrócenia zmierzonego kształtu fali.
Dlaczego im większe pasmo, tym mniej zniekształcony sygnał?
Złożone sygnały można rozłożyć na niezliczone sinusoidalne harmoniczne o wysokiej częstotliwości, które składają się na szczegóły oryginalnego sygnału. Jeśli szerokość pasma nie jest wystarczająco szeroka (głównie tony wysokie nie są wystarczająco wysokie), sygnały o wyższych harmonicznych nie mogą zostać skutecznie wzmocnione i przesłane (są blokowane lub tłumione). W ten sposób sygnał uzyskany na końcówce kanału Y zostanie zniekształcony (utracone zostaną szczegóły sygnału złożonego).
Dlatego bardzo ważne jest maksymalne zwiększenie szerokości pasma kanału Y, aby przywrócić szczegóły sygnału (bez zniekształceń).
Szerokość pasma odzwierciedla zdolność sygnału do przepuszczania częstotliwości. Im większa szerokość pasma, tym dokładniej i skuteczniej można wzmacniać i wyświetlać różne składowe częstotliwości (zwłaszcza składowe o wysokiej częstotliwości) sygnału. Jeśli szerokość pasma nie będzie wystarczająca, wiele komponentów o wysokiej częstotliwości zostanie utraconych. Jeśli nie ma składowej częstotliwości, sygnał będzie naturalnie wyświetlany niedokładnie i wystąpi duży błąd. Częstotliwość próbkowania to częstotliwość konwersji sygnału podczas konwersji wielkości analogowych na wielkości cyfrowe (tj. liczba akwizycji na sekundę). Im wyższa częstotliwość, tym więcej sygnałów jest zbieranych w jednostce czasu i tym więcej informacji w sygnale zostaje zatrzymanych. Im mniej informacji zostanie utraconych, tym przekonwertowana ilość cyfrowa może dokładnie odzwierciedlać wartość sygnału, a następnie wyświetlacz LCD może dokładniej i całkowicie wyświetlić przebieg sygnału. Im więcej punktów próbkowania, tym więcej punktów zostanie wyświetlonych i tym będzie wyraźniejszy.
Mówiąc najprościej, szerokość pasma odzwierciedla zakres częstotliwości sygnału, który może zostać wyświetlony, podczas gdy częstotliwość próbkowania odzwierciedla szczegóły kształtu fali sygnału.
Dlaczego szersze pasmo może dokładnie i skutecznie wzmacniać i wyświetlać różne składowe częstotliwości (zwłaszcza składowe o wysokiej częstotliwości) w sygnale?
Na przykład, jeśli szerokość pasma wzmacniacza audio jest stosunkowo mała, np. 50 Hz ~ 15 kHz, wówczas sygnał powyżej 15 kHz nie może zostać skutecznie wzmocniony, sygnał wyjściowy będzie bardzo mały lub nawet nie będzie go wcale, a dźwięk powyżej 15 kHz nie będzie słyszalny. Jeśli szerokość pasma wzmacniacza jest stosunkowo szeroka, np. 10 Hz ~ 20 kHz, wówczas cały dźwięk może zostać wzmocniony i wyemitowany, a także wyemitowany pełny dźwięk audio. To samo dotyczy wyświetlaczy oscyloskopów.
