Razumijevanje ključnih specifikacija digitalnih osciloskopa: brzina uzorkovanja, propusnost i razlučivost

Uvod
Za proučavanje električnih signala potrebni su digitalni osciloskopi. Morate se upoznati s najvažnijim aspektima digitalnog osciloskopa ako želite izvući najviše iz njegove uporabe. U ovom ćemo odjeljku detaljnije pogledati ta tri temelja, naime razlučivost, propusnost i brzinu uzorkovanja.

Ovi čimbenici imaju značajan utjecaj na radne sposobnosti osciloskopa kao i na njegovu razinu točnosti. Stjecanje razumijevanja veza koje postoje između ovih čimbenika može vam pomoći u odabiru a digitalni osciloskop koji je prilagođen za ispunjavanje specifičnih zahtjeva vašeg posla.

Brzina uzorkovanja
Stopa uzorkovanja a digitalni osciloskop je jedan od najvažnijih čimbenika koji određuje razinu točnosti i pouzdanosti signala koji prikazuje. To je mjerenje koje pokazuje koliko očitanja osciloskop može uhvatiti u određenom vremenskom razdoblju.

Stopa uzorkovanja odnosi se na broj uzoraka koji se prikupe u jednoj sekundi i najčešće se označava u megauzorcima u sekundi (MS/s) ili gigauzorcima u sekundi (GS/s).

Povećanje brzine uzorkovanja potrebno je ako korisnik želi da osciloskop može uhvatiti i rekonstruirati signal s višom razinom preciznosti. Prema Nyquist-Shannonovom teoremu o uzorkovanju, vaša brzina uzorkovanja mora biti dvostruko brža od maksimalne frekvencije signala kako biste mogli ispravno rekonstruirati signal. Ovo je potreba da biste to mogli učiniti.

Trebat će vam osciloskop koji ima dovoljno visoku stopu uzorkovanja ako želite biti u mogućnosti prikupiti i ispitati signale na visokim frekvencijama bez nailaska na aliasing ili izobličenje.

Možete vidjeti smanjenje efektivne stope uzorkovanja ako koristite komplicirane analitičke alate, kao što su matematičke funkcije valnog oblika ili dekodiranje serijskog protokola, ili ako koristite mnogo kanala u isto vrijeme.

Oba ova čimbenika mogu pridonijeti smanjenju efektivne stope uzorkovanja. Kako bi mjerenja bila točna, potrebno je biti svjestan odnosa između broja aktivnih kanala i brzine uzorkovanja.

Propusnost
Njegova "propusnost" odnosi se na frekvencijski raspon koji može dosljedno otkriti i prikazati, a izraz dolazi od riječi "propusnost". Odnosi se na frekvencijski raspon u kojem amplitudni odziv osciloskopa ostaje konstantan unutar određene tolerancije, koja je obično -3 dB.

Uobičajena je zabluda da propusnost daje indikaciju najviše frekvencije koja se može vidjeti na osciloskopu u bilo kojem trenutku. S druge strane, širina pojasa je frekvencijski raspon kroz koji osciloskop može izvesti točna mjerenja amplitude.

Za točna mjerenja preporuča se koristiti osciloskope koji imaju širinu pojasa koja je najmanje pet puta veća od komponente najviše frekvencije signala koji nas zanima.

Mogućnosti osciloskopa za povećanje vremena jedan su od aspekata na koje utječu potrebe za širinom pojasa. Vrijeme koje je potrebno da se amplituda signala poveća s 10% na 90% njegove najveće vrijednosti naziva se vremenom porasta.

Osciloskop s većom propusnošću koji može točno snimati i prikazivati ​​signale s brzim porastom vremena izvrstan je za aplikacije koje trebaju preciznu analizu vremena i visokofrekventna mjerenja. Ove vrste mjerenja često su potrebne u kombinaciji jedna s drugom.

Rezolucija
Najmanji porast napona koji osciloskop može točno prikazati naziva se "rezolucija" uređaja. Broj bitova sadržanih unutar ADC-a koji je korišten za digitalizaciju signala poslužit će kao odlučujući faktor. Osciloskopi obično imaju vodoravnu rezoluciju od 8 bita, no taj broj može biti u rasponu do 10 bita ili čak i više.

Okomita razlučivost osciloskopa izravno je povezana s njegovom sposobnošću da otkrije i precizno prikaže čak i najsitnije varijacije napona.

Osciloskopi s višom rezolucijom mogu bolje mjeriti slabe signale i detektirati male fluktuacije u valnim oblicima od onih s nižom rezolucijom. Međutim, važno je imati na umu da bi povećanje razlučivosti potencijalno također moglo rezultirati povećanjem donjeg praga šuma, što bi imalo utjecaja na omjer signala i šuma.

Vertikalna razlučivost osciloskopa koju odaberete trebala bi biti određena zahtjevima mjerenja koje imate. Kada se radi o signalima koji imaju veliku amplitudu, čini se da bi rezolucija od 8 bita bila dovoljna.

Međutim, veća razlučivost od 10 bita ili više može biti potrebna za aplikacije koje trebaju precizna mjerenja napona ili uključuju signale niske amplitude. LISUN također nudi najbolji digitalni osciloskop.

Kondicioniranje signala, pozadinska buka i metode obrade koje su ugrađene u osciloskop imaju potencijal utjecati na efektivnu razlučivost. Zbog toga je jako potrebno dobro razumjeti efektivnu rezoluciju osciloskopa u nizu različitih radnih uvjeta i uzeti u obzir sva potencijalna ograničenja.

Međudjelovanje između brzine uzorkovanja, propusnosti i razlučivosti
Brzina uzorkovanja, širina pojasa i razlučivost osciloskopa faktori su koji pridonose cjelokupnoj izvedbi instrumenta. Postoji snažna veza između ova tri aspekta instrumenta. Da bi rezultati mjerenja bili pouzdani, potrebno je uzeti u obzir njihovu interakciju.

Brzina uzorkovanja mora biti dovoljno velika da uhvati propusnost signala. Prema Nyquist-Shannonovom teoremu o uzorkovanju, brzina uzorkovanja trebala bi biti najmanje dvostruko veća od propusnosti signala kako bi se izbjeglo pojavljivanje aliasa. Posljedično, bitno je odabrati osciloskop čija je brzina uzorkovanja ili usporediva ili veća od širine pojasa koja bi bila potrebna.

Ostali bitni aspekti koje treba uzeti u obzir u vezi s rezolucijom su okomiti raspon i postavke osjetljivosti osciloskopa. Dok okomiti raspon definira raspon napona koji se mogu prikazati, razlučivost određuje najmanji porast napona koji se može dosljedno prikazati. To je u suprotnosti s činjenicom da okomiti raspon opisuje raspon napona koji se može prikazati.

Bitno je odabrati razlučivost na temelju projiciranih razina signala i stupnja preciznosti mjerenja koja je neophodna kako bi se zajamčilo da će osciloskop ispravno prikazati signal bez pretrpljenja prekomjerne količine šuma kvantizacije ili gubitka informacija.

Osim toga, točnost s kojom osciloskop može mjeriti visokofrekventne komponente signala obrnuto je proporcionalna parametru propusnosti koji se koristi. Upotrijebite osciloskop koji ima širinu pojasa veću od maksimalne frekvencije koja vas zanima kako biste dobili pouzdana očitanja i točnu reprodukciju valnog oblika.

Važno je imati na umu da su brzina uzorkovanja, propusnost i razlučivost koji su specificirani najnužnije za osciloskop kako bi ispravno funkcionirao.

Na izvedbu osciloskopa u stvarnim postavkama mogu utjecati razni čimbenici, poput kvalitete signala, parametara sonde i razine buke u okruženju.

Karakteristike osciloskopa treba pažljivo pregledati u svjetlu mjerenja koja se planiraju provesti s instrumentom kao i okoline u kojoj će se koristiti.

Zaključak
Poznavanje brzine uzorkovanja, propusnosti i razlučivosti a digitalni osciloskop od vitalnog je značaja za izvlačenje maksimuma iz njega. Širina pojasa osciloskopa jamči da će pravilno mjeriti signale unutar navedenog frekvencijskog raspona, dok brzina uzorkovanja definira koliko će točno biti uhvaćeni.

Razlučivost osciloskopa utječe na njegovu sposobnost otkrivanja i prikazivanja suptilnih promjena u signalu diktiranjem najmanjeg povećanja napona koje se može vjerno prikazati. Odabir osciloskopa koji odgovara vašim zahtjevima mjerenja i jamči točnu i pouzdanu analizu signala moguć je uzimajući u obzir interakciju između ovih parametara i elemenata iz stvarnog svijeta poput šuma i kvalitete signala.

Lisun Instruments Limited osnovao je LISUN GROUP u 2003. LISUN sustav kvalitete je strogo certificiran prema ISO9001:2015. Kao član CIE, LISUN proizvodi su dizajnirani na temelju CIE, IEC i drugih međunarodnih ili nacionalnih standarda. Svi proizvodi prošli su CE certifikat i ovjereni od strane laboratorija treće strane.

Naši glavni proizvodi su Goniofotometar, Integrirajući sferu, spektroradiometra, Napredni generator, ESD simulator oružja, EMI prijemnik, EMC test oprema, Električni sigurnosni ispitivač, Komora za zaštitu okoliša, temperatura komore, Klimatska komora, Toplinska komora, Ispitivanje soli, Komora za ispitivanje prašine, Vodootporno ispitivanje, RoHS test (EDXRF), Test žarne žice i Test iglica plamenom.

Slobodno nas kontaktirajte ako vam treba podrška.
Tehnički odjel: Service@Lisungroup.com, Mobitel / WhatsApp: +8615317907381
Odjel prodaje: Sales@Lisungroup.com, Mobitel / WhatsApp: +8618117273997

Oznake:OSP-1102