Komponenty virtuálneho osciloskopu
Vlastnosti virtuálneho osciloskopu
V súčasnosti široko používané rozhranie USB sa používa na to, aby bolo rozhranie medzi virtuálnymi nástrojmi a počítačmi pohodlnejšie a komunikačná rýchlosť bola vyššia; vysokorýchlostný analógovo-digitálny prevodný čip (ADC) sa používa na vysokorýchlostné vzorkovanie; na riadenie sa používa vysokovýkonný mikrokontrolér a vysokorýchlostná veľkokapacitná pamäť (RAM ) Ukladá vzorkovacie dáta v reálnom čase, čím zlepšuje výkon prístroja; pomocou jazyka Labview na návrh hostiteľskej počítačovej aplikácie, ktorá dokáže realizovať zobrazenie priebehu, ako aj analýzu a spracovanie údajov.
Komponenty virtuálneho osciloskopu
(1) Získavanie a riadenie signálu. Je to hardvérová platforma zložená z počítačov a prístrojového hardvéru na realizáciu zberu, merania, konverzie a kontroly signálov.
(2) Analýza a spracovanie údajov. Virtuálny osciloskop plne využíva pamäťové a výpočtové funkcie počítača a analyzuje a spracováva vstupné dátové signály prostredníctvom softvéru. Obsah spracovania zahŕňa digitálne filtrovanie, štatistiku údajov, numerickú analýzu atď. Z hľadiska analýzy údajov majú virtuálne osciloskopy výkonnejšie možnosti analýzy údajov ako tradičné prístroje.
(3) Zobrazenie výsledkov merania. Virtuálny osciloskop plne využíva počítačové zdroje, ako sú displeje, pamäte atď., na vyjadrenie a výstup výsledkov meraní rôznymi spôsobmi. Jeho výstupné formy zahŕňajú diaľkový prenos dát cez zbernicovú sieť, výstup kopírovania cez optické disky a disky a výstup na pevný disk. Spôsob ukladania údajov a ich výstup cez grafické rozhranie, ako je obrazovka počítača.
Technické parametre virtuálneho osciloskopu
Problémy, ktorým treba venovať pozornosť pri používaní virtuálneho osciloskopu
Rozlišujte medzi analógovou šírkou pásma a digitálnou šírkou pásma v reálnom čase
Šírka pásma je jednou z najdôležitejších špecifikácií osciloskopu. Šírka pásma je pevná hodnota, zatiaľ čo šírka pásma virtuálneho osciloskopu má dva typy: analógovú šírku pásma a digitálnu šírku pásma v reálnom čase. Najvyššia šírka pásma, ktorú môže virtuálny osciloskop dosiahnuť použitím technológie sekvenčného vzorkovania alebo náhodného vzorkovania pre opakujúce sa signály, je digitálna šírka pásma osciloskopu v reálnom čase. Digitálna šírka pásma v reálnom čase súvisí s najvyššou frekvenciou digitalizácie a faktor technológie rekonštrukcie tvaru vlny K (šírka pásma v reálnom čase=najvyššia miera digitalizácie/K) 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 na meranie opakujúcich sa signálov aj jednotlivých signálov. Výrobca tvrdí, že šírka pásma osciloskopu môže dosiahnuť niekoľko megabajtov, ale v skutočnosti sa vzťahuje na analógovú šírku pásma. Digitálna šírka pásma v reálnom čase je nižšia ako táto hodnota. Napríklad šírka pásma TES520B TEK je 500 MHz, čo v skutočnosti znamená, že jeho analógová šírka pásma je 500 MHz, zatiaľ čo najvyššia šírka pásma digitálneho reálneho času môže dosiahnuť iba 400 MHz, čo je oveľa menej ako analógová šírka pásma. Preto sa pri meraní jedného signálu musíte odvolávať na digitálnu šírku pásma virtuálneho osciloskopu v reálnom čase, inak to prinesie neočakávané chyby merania.
O vzorkovacej frekvencii: Vzorkovacia frekvencia sa tiež nazýva rýchlosť digitalizácie, ktorá označuje počet vzoriek analógového vstupného signálu za jednotku času, často vyjadrený v MS/s. Vzorkovacia frekvencia je dôležitou špecifikáciou virtuálneho osciloskopu. Ak vzorkovacia frekvencia nie je dostatočná, môže ľahko dôjsť k aliasingu
Ak je vstupný signál osciloskopu sínusový signál 100 kHz, ale frekvencia signálu zobrazená osciloskopom je 50 kHz, je to preto, že vzorkovacia frekvencia osciloskopu je príliš pomalá, čo vedie k aliasingu. Aliasing je, keď je frekvencia priebehu zobrazeného na obrazovke nižšia ako skutočná frekvencia signálu, alebo je zobrazený priebeh nestabilný, aj keď je spúšť na osciloskope rozsvietená. Generovanie aliasingu je znázornené na obrázku 1. Potom môžete v prípade tvaru vlny s neznámou frekvenciou posúdiť, či zobrazený tvar vlny vytvoril alias takto: pomaly zmeňte rýchlosť rozmietania t/div na rýchlejší súbor časovej základne a skontrolujte, či frekvenčné parametre tvaru vlny sa prudko menia. Ak áno, znamená to, že došlo k aliasingu tvaru vlny; alebo sa tvar vlny s trasením ustálil na rýchlejšej časovej základni, čo tiež znamená, že došlo k aliasingu tvaru vlny. Podľa Nyquistovej vety musí byť vzorkovacia frekvencia aspoň dvakrát vyššia ako vysokofrekvenčná zložka signálu, aby sa zabránilo aliasingu. Napríklad signál 500 MHz vyžaduje vzorkovaciu frekvenciu aspoň 1 GS/s. Existuje niekoľko spôsobov, ako jednoducho zabrániť vzniku aliasov:
?Použiť automatické nastavenia
?Upravte rýchlosť skenovania;
?Skúste prepnúť režim zberu do režimu obálky alebo režimu detekcie vrcholov, pretože režim obálky slúži na nájdenie extrémnych hodnôt vo viacerých záznamoch o zbierke, zatiaľ čo režim detekcie vrcholov má nájsť maximálne a minimálne hodnoty v jednom zázname o zbierke. Obe metódy dokážu odhaliť rýchlejšie zmeny signálu.
