Používanie digitálneho osciloskopu musí venovať pozornosť problému
1. Úvod
Používanie digitálnych osciloskopov sa stáva čoraz populárnejším vďaka ich jedinečným výhodám, ako je spúšťanie, ukladanie, zobrazovanie, meranie, analýza a spracovanie priebehov. Vzhľadom na veľké výkonnostné rozdiely medzi digitálnymi osciloskopmi a analógovými osciloskopmi, ak sa nepoužívajú správne, spôsobia veľké chyby merania, čo ovplyvní testovaciu úlohu.
2, rozlišovať medzi analógovou šírkou pásma a digitálnou šírkou pásma v reálnom čase
Šírka pásma je jedným z najdôležitejších ukazovateľov osciloskopov. Šírka pásma analógového osciloskopu je pevná hodnota, zatiaľ čo šírka pásma digitálneho osciloskopu má dva typy analógovej šírky pásma a digitálnu šírku pásma v reálnom čase. Najvyššia šírka pásma, ktorú možno dosiahnuť digitálnym osciloskopom pomocou techník sekvenčného alebo náhodného vzorkovania pre opakujúce sa signály, je digitálna šírka pásma osciloskopu v reálnom čase. Digitálna šírka pásma v reálnom čase súvisí s najvyššou digitalizačnou frekvenciou a faktorom K techniky rekonštrukcie tvaru vlny (šírka pásma v digitálnom reálnom čase=najvyššia rýchlosť digitalizácie / K), čo sa vo všeobecnosti neudáva priamo ako indikátor.
Z definícií dvoch šírok pásma je zrejmé, že analógová šírka pásma je vhodná len na meranie opakujúcich sa periodických signálov, zatiaľ čo digitálna šírka pásma v reálnom čase je vhodná pre opakujúce sa signály aj signály s jedným záberom. Výrobcovia tvrdia, že šírka pásma osciloskopov môže dosiahnuť, koľko megabajtov sa v skutočnosti vzťahuje na analógovú šírku pásma, digitálna šírka pásma v reálnom čase je nižšia ako táto hodnota. Napríklad šírka pásma TES520B od TEK je 500 MHz, čo v skutočnosti odkazuje na jeho analógovú šírku pásma 500 MHz, zatiaľ čo maximálna šírka pásma v reálnom čase môže dosiahnuť iba 400 MHz, čo je ďaleko pod analógovou šírkou pásma. Preto sa pri meraní jedného signálu nezabudnite odvolávať na šírku pásma digitálneho osciloskopu v reálnom čase, inak to prinesie neočakávané chyby merania.
3, o vzorkovacej frekvencii
Vzorkovacia rýchlosť, tiež známa ako rýchlosť digitalizácie, označuje jednotku času, počet vzoriek analógového vstupného signálu, často vyjadrený v MS/s. Vzorkovacia frekvencia je dôležitým ukazovateľom digitálnych osciloskopov.
(1) Ak rýchlosť vzorkovania nie je dostatočná, ľahko sa vyskytne jav miešania.
Ak je vstupný signál osciloskopu sínusový signál 100 kHz, osciloskop zobrazuje frekvenciu signálu 50 kHz, ako je to? Je to preto, že vzorkovacia frekvencia osciloskopu je príliš pomalá, čo vedie k javu aliasingu. Zmiešaná je frekvencia tvaru vlny zobrazenej na obrazovke, ktorá je nižšia ako skutočná frekvencia signálu, alebo aj keď osciloskop na indikátore spustenia svieti a zobrazenie priebehu stále nie je stabilné. Generovanie miešania je znázornené na obrázku 1.
Ako teda v prípade tvaru vlny neznámej frekvencie určiť, či zobrazený tvar vlny generoval zmiešanie? Dá sa to urobiť pomalou zmenou rýchlosti rozmietania t/div na rýchlejšiu časovú základňu, aby ste zistili, či sa frekvenčný parameter tvaru vlny prudko mení, ak áno, znamená to, že zmiešanie tvaru vlny už nastalo; alebo sa kolísavý tvar vlny stabilizuje na rýchlejšej časovej základni, čo tiež znamená, že k miešaniu tvaru vlny už došlo. Podľa Nyquistovej vety by vzorkovacia frekvencia mala byť aspoň 2-krát vyššia ako vysokofrekvenčná zložka signálu, aby sa predišlo zmiešaniu, napríklad 500 MHz signál potrebuje vzorkovaciu rýchlosť aspoň 1GS/s. Existuje niekoľko spôsobov, ako zabrániť miešaniu jednoduchým spôsobom:
a. Upravte rýchlosť zametania;
b. Použite Autoset;
c. Skúste prepnúť metódu zberu na Envelope alebo Peak Detection, pretože Envelope hľadá extrémne hodnoty vo viacerých záznamoch kolekcie a Peak Detection hľadá maximálne a minimálne hodnoty v jednom zázname kolekcie, pričom obe dokážu detekovať rýchlejšie zmeny signálu.
Ak má osciloskop metódu zberu InstaVu, možno ju použiť, pretože táto metóda rýchlo zhromažďuje priebehy a priebehy zobrazené touto metódou sú podobné tým, ktoré zobrazuje analógový osciloskop.
(2) Vzťah medzi rýchlosťou vzorkovania a t/div
Maximálna vzorkovacia frekvencia každého digitálneho osciloskopu je pevná hodnota. Pri každom jednom skenovacom čase t/div je však vzorkovacia frekvencia fs daná nasledujúcim vzorcom: fs=N/(t/div) N sú vzorkovacie body na snímku.
Keď je počet vzorkovacích bodov N určitá hodnota, fs je nepriamo úmerné t/div, čím väčšia je rýchlosť rozmietania, tým nižšia je vzorkovacia frekvencia.
Stručne povedané, pri použití digitálneho osciloskopu, aby sa predišlo miešaniu, je najlepšie umiestniť prevodový stupeň sweep do rýchlejšej polohy. Ak chcete zachytiť letmé otrepy, rýchlosť zametania je najlepšie umiestniť do nižšej polohy hlavnej rýchlosti zametania.
