Korzystając z oscyloskopu cyfrowego, należy zwrócić uwagę na problem
1. Wstęp
Stosowanie oscyloskopów cyfrowych staje się coraz bardziej popularne ze względu na ich unikalne zalety, takie jak wyzwalanie przebiegu, przechowywanie, wyświetlanie, pomiary, analiza i przetwarzanie danych o przebiegu. Ze względu na duże różnice w wydajności pomiędzy oscyloskopami cyfrowymi i oscyloskopami analogowymi, jeśli nie będą one używane prawidłowo, będą generować duże błędy pomiarowe, wpływając w ten sposób na zadanie testowe.
2, rozróżnij szerokość pasma analogowego od pasma cyfrowego w czasie rzeczywistym
Przepustowość jest jednym z najważniejszych wskaźników oscyloskopów. Szerokość pasma oscyloskopu analogowego ma stałą wartość, natomiast szerokość pasma oscyloskopu cyfrowego ma dwa rodzaje szerokości pasma analogowego i pasma cyfrowego czasu rzeczywistego. Największa szerokość pasma, jaką można osiągnąć za pomocą oscyloskopu cyfrowego przy użyciu technik próbkowania sekwencyjnego lub losowego dla powtarzających się sygnałów, to szerokość pasma cyfrowego oscyloskopu czasu rzeczywistego. Szerokość pasma cyfrowego czasu rzeczywistego jest powiązana z najwyższą częstotliwością digitalizacji i współczynnikiem techniki rekonstrukcji kształtu fali K (szerokość pasma cyfrowego czasu rzeczywistego=najwyższa szybkość digitalizacji / K), którego zazwyczaj nie podaje się bezpośrednio jako wskaźnik.
Z definicji obu szerokości pasma wynika, że szerokość pasma analogowego nadaje się tylko do pomiaru powtarzalnych sygnałów okresowych, podczas gdy szerokość pasma cyfrowego czasu rzeczywistego jest odpowiednia zarówno dla sygnałów powtarzalnych, jak i sygnałów pojedynczych. Producenci twierdzą, że szerokość pasma oscyloskopów może osiągnąć liczbę megabajtów, która w rzeczywistości odnosi się do szerokości pasma analogowego, a szerokość pasma cyfrowego w czasie rzeczywistym jest niższa od tej wartości. Na przykład szerokość pasma TES520B firmy TEK wynosi 500 MHz, co w rzeczywistości odnosi się do jego analogowej szerokości pasma wynoszącej 500 MHz, podczas gdy maksymalna cyfrowa szerokość pasma w czasie rzeczywistym może osiągnąć jedynie 400 MHz, czyli znacznie poniżej szerokości pasma analogowego. Dlatego też mierząc pojedynczy sygnał, pamiętaj o uwzględnieniu pasma cyfrowego oscyloskopu cyfrowego w czasie rzeczywistym, w przeciwnym razie spowoduje to nieoczekiwane błędy w pomiarze.
3, o częstotliwości próbkowania
Częstotliwość próbkowania, zwana także szybkością digitalizacji, odnosi się do jednostki czasu, czyli liczby próbek analogowego sygnału wejściowego, często wyrażanej w MS/s. Częstotliwość próbkowania jest ważnym wskaźnikiem oscyloskopów cyfrowych.
(1) Jeśli częstotliwość próbkowania jest niewystarczająca, łatwo może wystąpić zjawisko mieszania.
Jeśli sygnał wejściowy oscyloskopu jest sygnałem sinusoidalnym o częstotliwości 100 kHz, oscyloskop wyświetla sygnał o częstotliwości 50 kHz. Jak to się dzieje? Dzieje się tak dlatego, że częstotliwość próbkowania oscyloskopu jest zbyt mała, co powoduje zjawisko aliasingu. Mieszane jest, gdy częstotliwość przebiegu wyświetlana na ekranie jest niższa niż rzeczywista częstotliwość sygnału lub nawet jeśli oscyloskop na wskaźniku wyzwalania się zaświecił, a wyświetlanie przebiegu nadal nie jest stabilne. Generowanie mieszania pokazano na rysunku 1.
Jak zatem sprawdzić, czy wyświetlany przebieg spowodował zmieszanie w przypadku przebiegu o nieznanej częstotliwości? Można tego dokonać powoli zmieniając prędkość przemiatania t/div na szybszą podstawę czasu, aby sprawdzić, czy parametr częstotliwości przebiegu zmienia się gwałtownie, a jeśli tak, oznacza to, że nastąpiło już mieszanie przebiegów; lub chwiejny przebieg stabilizuje się z szybszą podstawą czasu, co oznacza również, że nastąpiło już mieszanie przebiegów. Zgodnie z twierdzeniem Nyquista częstotliwość próbkowania powinna być co najmniej 2 razy większa niż składowa wysokoczęstotliwościowa sygnału, aby uniknąć mieszania, np. sygnał 500 MHz wymaga częstotliwości próbkowania co najmniej 1GS/s. Istnieje kilka prostych sposobów zapobiegania mieszaniu się:
A. Dostosuj szybkość przemiatania;
B. Użyj automatycznego ustawiania;
C. Spróbuj zmienić metodę zbierania na wykrywanie obwiedni lub wykrywanie wartości szczytowych, ponieważ metoda obwiedni szuka wartości ekstremalnych w wielu rekordach kolekcji, a wykrywanie szczytów szuka wartości maksymalnych i minimalnych w pojedynczym rekordzie kolekcji, przy czym obie metody mogą wykryć szybsze zmiany sygnału.
Jeżeli oscyloskop posiada metodę zbierania danych InstaVu, można z niej skorzystać, ponieważ metoda ta szybko zbiera przebiegi, a przebiegi wyświetlane tą metodą są podobne do tych wyświetlanych na oscyloskopie analogowym.
(2) Zależność między częstotliwością próbkowania a t/dz
Maksymalna częstotliwość próbkowania każdego oscyloskopu cyfrowego jest wartością stałą. Jednakże w dowolnym czasie skanowania t/dz częstotliwość próbkowania fs jest określona następującym wzorem: fs=N/(t/dz) N to punkty próbkowania na klatkę.
Gdy liczba punktów próbkowania N ma określoną wartość, fs jest odwrotnie proporcjonalne do t/div, im większa prędkość przemiatania, tym niższa częstotliwość próbkowania.
Podsumowując, w przypadku korzystania z oscyloskopu cyfrowego, aby uniknąć mieszania, najlepiej jest ustawić przekładnię przesuwu w szybszym położeniu. Jeśli chcesz uchwycić ulotne zadziory, najlepiej ustawić mniejszą prędkość przemiatania niż główna prędkość przemiatania.
