Porównanie oscyloskopów cyfrowych i oscyloskopów analogowych
Charakterystyki częstotliwościowe oscyloskopu analogowego są określone przez wzmacniacz pionowy i lampę oscyloskopową katodową. W latach 80. do oscyloskopów wprowadzono przetwarzanie cyfrowe i mikroprocesory i pojawiły się oscyloskopy cyfrowe. Obecnie oscyloskopy analogowe nazywane są analogowymi oscyloskopami czasu rzeczywistego (ART), a oscyloskopy cyfrowe nazywane są cyfrowymi oscyloskopami z pamięcią (DSO).
ART wymaga wzmacniaczy i lamp oscyloskopowych zgodnych z szerokością pasma. Wraz ze wzrostem częstotliwości wymagania procesowe dla lamp oscyloskopowych katodowych są rygorystyczne, koszty rosną i istnieją wąskie gardła. DSO potrzebuje jedynie szybkiego przetwornika A/D odpowiedniego do szerokości pasma. W przypadku innych modulacji nie można zaobserwować grafiki trójwymiarowej; pojemność przechowywania przebiegów jest niewystarczająca i nie można przetworzyć przebiegu itp.
Obecnie wady DSO zostały w zasadzie przezwyciężone, jednak nie wszystkie dobre wyniki znajdują odzwierciedlenie w tym samym oscyloskopie. Oznacza to, że każdy OSD będzie miał pewne cechy i pewne niedociągnięcia. Przy wyborze modelu należy zwrócić uwagę na porównanie. Niektóre modele DSO mają taką samą częstotliwość aktualizacji przebiegu jak ART, ale niektóre modele DSO nie. Jeden typ DSO ma możliwość wyświetlania grafiki 3D na poziomie ART, ale większość DSO nie ma takiej możliwości. Szerokość pasma w czasie rzeczywistym większości DSO jest taka sama jak szerokość pasma pojedynczego, ale są też DSO, które gwarantują jedynie szerokość pasma w czasie rzeczywistym.
Wszystkie wyżej wymienione DSO zawierają przetworniki A/D i mikroprocesory. W ten sposób dodanie karty plug-in do komputera PC może również stanowić DSO, ale ogólnie częstotliwość próbkowania jest niższa, liczba funkcji jest mniejsza, a cena jest tania. Istnieją również moduły DSO wykorzystujące magistralę VXI i wtyczki DSO montowane w stojaku.
Pamięć DSO jest drugim po przetworniku A/C najważniejszym elementem oscyloskopu. Zapamiętuje próbki mierzonego sygnału dla kolejnych przetworników D/A w celu odtworzenia kształtu fali. Obecna pojemność pamięci może osiągnąć ponad 1M.
Zwykły DSO ma 8-bitową rozdzielczość pionową, co oznacza, że na skan przypada 256 próbek, co wymaga 256 punktów przechowywania, co odpowiada 256 bajtom. Jeśli rozdzielczość zostanie zwiększona, a oś pozioma powiększona 10 razy, będzie to równoważne 20 KB bajtów; oś pionowa jest również rozszerzana 10 razy, co odpowiada 40 KB bajtom. Można zauważyć, że DSO powinno mieć co najmniej 2 KB bajtów, a średnie DSO powinno mieć więcej niż 40 KB. Jeśli chcesz nagrać 10-krotność powyższego przebiegu, będzie to wymagało co najmniej 400 KB bajtów. Dlatego pojemność magazynu jest ważna.
Z kolei pojemność pamięci wpływa również na prędkość skanowania. Na przykład, jeśli pamięć zawierająca tylko 50 tys. punktów na skan rejestruje dane co 100 μs, interwał próbkowania wynosi 2 ns. W tym momencie częstotliwość próbkowania jest równa 500MS/s. Obliczane na podstawie częstotliwości próbkowania równej 4-krotności szerokości pasma, w czasie rzeczywistym. Szerokość pasma wynosi 125 MHz. Oczywiście, jeśli częstotliwość próbkowania wymaga zwiększenia do 1000MS/s, zarejestrowanie 100 μs danych wymaga 100 tys. punktów pamięci.
Aby zapisać pełny wykres, zakładając, że rozmiar piksela wynosi 1024×512=0,5M bitów, cztery wykresy wymagają 2M bitów pamięci. Dodatkowa pamięć jest również wymagana w analizie FFT w celu porównania składników nowego przebiegu z przebiegami referencyjnymi lub przebiegami zapisanymi w celu porównania. Aby ułatwić przechowywanie przebiegów, niektórzy OSD udostępniają również dyskietki lub dyski twarde do rejestracji danych.
