Komponenty virtuálního osciloskopu
Vlastnosti virtuálního osciloskopu
V současnosti hojně používané rozhraní USB slouží ke zpříjemnění rozhraní mezi virtuálními nástroji a počítači a ke zvýšení komunikační rychlosti; vysokorychlostní analogově-digitální převodní čip (ADC) se používá pro vysokorychlostní vzorkování; pro řízení se používá vysoce výkonný mikrokontrolér a vysokorychlostní velkokapacitní paměť (RAM ) Ukládá vzorkovací data v reálném čase, čímž zlepšuje výkon přístroje; použití jazyka Labview k návrhu aplikace hostitelského počítače, která dokáže realizovat zobrazení tvaru vlny, stejně jako analýzu a zpracování dat.
Komponenty virtuálního osciloskopu
(1) Získávání a řízení signálu. Jedná se o hardwarovou platformu složenou z počítačů a přístrojového hardwaru pro realizaci sběru, měření, převodu a řízení signálů.
(2) Analýza a zpracování dat. Virtuální osciloskop plně využívá paměťové a výpočetní funkce počítače a analyzuje a zpracovává vstupní datové signály prostřednictvím softwaru. Obsah zpracování zahrnuje digitální filtrování, statistiku dat, numerickou analýzu atd. Z hlediska analýzy dat mají virtuální osciloskopy výkonnější možnosti analýzy dat než tradiční přístroje.
(3) Zobrazení výsledků měření. Virtuální osciloskop plně využívá počítačové zdroje, jako jsou displeje, paměti atd., k vyjádření a výstupu výsledků měření různými způsoby. Jeho výstupní formy zahrnují dálkový přenos dat po sběrnicové síti, výstup kopírování přes optické disky a disky a výstup na pevný disk. Způsob ukládání dat a jejich výstup přes grafické rozhraní, jako je obrazovka počítače.
Technické parametry virtuálního osciloskopu
Problémy, kterým je třeba věnovat pozornost při používání virtuálního osciloskopu
Rozlišujte mezi analogovou šířkou pásma a digitální šířkou pásma v reálném čase
Šířka pásma je jednou z nejdůležitějších specifikací osciloskopu. Šířka pásma je pevná hodnota, zatímco šířka pásma virtuálního osciloskopu má dva typy: analogovou šířku pásma a digitální šířku pásma v reálném čase. Největší šířka pásma, které může virtuální osciloskop dosáhnout použitím technologie sekvenčního vzorkování nebo technologie náhodného vzorkování pro opakující se signály, je digitální šířka pásma osciloskopu v reálném čase. Šířka pásma digitálního reálného času souvisí s nejvyšší frekvencí digitalizace a faktor technologie rekonstrukce tvaru vlny K (šířka pásma digitálního reálného času=nejvyšší rychlost digitalizace/K) se obecně neudává přímo jako indikátor. Z definic dvou šířek pásma je vidět, že analogová šířka pásma je vhodná pouze pro měření opakujících se periodických signálů, zatímco digitální šířka pásma v reálném čase je vhodná pro měření jak opakujících se signálů, tak jednotlivých signálů. Výrobce tvrdí, že šířka pásma osciloskopu může dosáhnout několika megabajtů, ale ve skutečnosti se vztahuje k analogové šířce pásma. Digitální šířka pásma v reálném čase je nižší než tato hodnota. Například šířka pásma TES520B od TEK je 500 MHz, což ve skutečnosti znamená, že jeho analogová šířka pásma je 500 MHz, zatímco nejvyšší digitální šířka pásma v reálném čase může dosáhnout pouze 400 MHz, což je mnohem méně než analogová šířka pásma. Proto při měření jednoho signálu musíte vycházet z digitální šířky pásma virtuálního osciloskopu v reálném čase, jinak to přinese neočekávané chyby měření.
O vzorkovací frekvenci: Vzorkovací frekvence se také nazývá rychlost digitalizace, která označuje počet vzorků analogového vstupního signálu za jednotku času, často vyjádřený v MS/s. Vzorkovací frekvence je důležitou specifikací virtuálního osciloskopu. Pokud vzorkovací frekvence nestačí, může snadno dojít k aliasingu
Pokud je vstupní signál osciloskopu sinusový signál 100 kHz, ale frekvence signálu zobrazená osciloskopem je 50 kHz, je to proto, že vzorkovací frekvence osciloskopu je příliš pomalá, což vede k aliasingu. Aliasing je, když je frekvence křivky zobrazené na obrazovce nižší než skutečná frekvence signálu nebo je zobrazená křivka nestabilní, i když svítí spoušť na osciloskopu. Generování aliasingu je znázorněno na obrázku 1. Poté můžete pro tvar vlny neznámé frekvence posoudit, zda zobrazený tvar vlny vytvořil aliasing takto: pomalu změňte rychlost rozmítání t/div na rychlejší soubor časové základny a zjistěte, zda frekvenční parametry průběhu se prudce mění. Pokud ano, znamená to, že došlo k aliasingu tvaru vlny; nebo se chvění křivky ustálilo na rychlejší časové základně, což také znamená, že došlo k aliasingu křivky. Podle Nyquistovy věty musí být vzorkovací frekvence alespoň dvakrát vyšší než vysokofrekvenční složka signálu, aby se zabránilo aliasingu. Například signál 500 MHz vyžaduje vzorkovací frekvenci alespoň 1 GS/s. Existuje několik způsobů, jak jednoduše zabránit aliasingu:
?Použít automatické nastavení
?Upravit rychlost skenování;
?Zkuste přepnout režim shromažďování do režimu obálky nebo režimu detekce špiček, protože režim obálky slouží k nalezení extrémních hodnot ve více záznamech o sbírce, zatímco režim detekce špiček má najít maximální a minimální hodnoty v jediném záznamu sbírky. Obě metody mohou detekovat rychlejší změny signálu.
