Wyjaśnienie częstotliwości próbkowania i głębokości przechowywania oscyloskopu
Próbkowanie, częstotliwość próbkowania
Wiemy, że komputery mogą obsługiwać tylko dyskretne sygnały cyfrowe. W analogowym sygnale napięciowym do oscyloskopu pierwszym problemem jest problem ciągłej digitalizacji sygnału (konwersja analogowo-cyfrowa). Generalnie od sygnału ciągłego do procesu sygnału dyskretnego zwanego próbkowaniem (próbkowaniem). Sygnały ciągłe muszą być próbkowane i określane ilościowo, aby mogły zostać przetworzone przez komputer, dlatego próbkowanie jest podstawą oscyloskopów cyfrowych do operacji i analizy przebiegów. Mierząc amplitudę napięcia kształtu fali w równych odstępach czasu, napięcie jest konwertowane na ośmiocyfrowy kod binarny w celu przedstawienia informacji cyfrowej, czyli próbkowania cyfrowego oscyloskopu z pamięcią. Im mniejszy odstęp czasu pomiędzy próbkowanymi napięciami, tym zrekonstruowany przebieg jest bliższy sygnałowi oryginalnemu. Częstotliwość próbkowania (częstotliwość próbkowania) to interwał próbkowania. Na przykład, jeśli częstotliwość próbkowania oscyloskopu wynosi 10G razy na sekundę (10GSa/s), oznacza to, że próbki są pobierane co 100ps.
Zgodnie z twierdzeniem o próbkowaniu Nyquista, podczas próbkowania sygnału o ograniczonym paśmie i maksymalnej częstotliwości f, częstotliwość próbkowania SF musi być ponad dwukrotnie większa niż f, aby zapewnić całkowitą rekonstrukcję oryginalnego sygnału na podstawie próbkowanej wartości. Tutaj f nazywa się częstotliwością Nyquista, a 2 f jest częstotliwością próbkowania Nyquista. W przypadku fali sinusoidalnej wymagane są co najmniej dwie próbki na cykl, aby zapewnić dokładniejszą rekonstrukcję cyfrowego ciągu impulsów z pierwotnego kształtu fali. Jeśli częstotliwość próbkowania jest niższa niż częstotliwość próbkowania Nyquista, doprowadzi to do zjawiska aliasingu.
Tryb próbkowania
Kiedy sygnał trafia do DSO, wszystkie sygnały wejściowe są konwertowane na A/D przed koniecznością próbkowania, technologia próbkowania jest ogólnie podzielona na dwie kategorie: tryb czasu rzeczywistego i tryb czasu równoważnego.
Tryb próbkowania w czasie rzeczywistym (próbkowanie w czasie rzeczywistym) służy do przechwytywania sygnałów niepowtarzalnych lub jednorazowych, przy użyciu stałych odstępów czasu do próbkowania. Po jednorazowym wyzwoleniu oscyloskop próbkuje napięcie w sposób ciągły, a następnie rekonstruuje kształt fali sygnału na podstawie punktów próbkowania.
Próbkowanie w czasie równoważnym (próbkowanie w czasie równoważnym) polega na próbkowaniu przebiegu okresowego w różnych cyklach, a następnie punkty próbkowania są łączone w celu zrekonstruowania przebiegu (https://www.dgzj.com/ Electrician's Home) w celu aby uzyskać wystarczającą liczbę punktów próbkowania, potrzebnych jest wiele wyzwalaczy. Próbkowanie w czasie równoważnym obejmuje także próbkowanie sekwencyjne i losowe próbkowanie powtarzalne. Stosowanie trybu próbkowania w czasie równoważnym musi spełniać dwa warunki: 1. Przebieg musi być powtarzany; 2. Musi mieć możliwość stabilnego wyzwalania.
Szerokość pasma oscyloskopu w trybie próbkowania w czasie rzeczywistym zależy od maksymalnej częstotliwości próbkowania przetwornika A/C i zastosowanego algorytmu interpolacji. Oznacza to, że szerokość pasma oscyloskopu w czasie rzeczywistym jest powiązana z algorytmem A/D i interpolacją używanym przez DSO.
Tutaj kolejnym odniesieniem do koncepcji przepustowości w czasie rzeczywistym, przepustowość w czasie rzeczywistym jest również znana jako efektywna przepustowość pamięci, to cyfrowy oscyloskop pamięci wykorzystujący metodę próbkowania w czasie rzeczywistym, gdy szerokość pasma. Tak wiele koncepcji dotyczących przepustowości mogło doprowadzić Cię do szaleństwa, podsumowując: przepustowość DSO jest podzielona na przepustowość analogową i przepustowość pamięci masowej. Zwykle często mówimy, że szerokość pasma odnosi się do analogowej szerokości pasma oscyloskopu, to znaczy szerokość pasma panelu oscyloskopu jest ogólnie oznaczona. Przepustowość pamięci to teoretyczna przepustowość cyfrowa obliczona zgodnie z twierdzeniem Nyquista, która jest jedynie wartością teoretyczną.
