Tři klíčové body osciloskopu: šířka pásma, vzorkovací frekvence a hloubka úložiště
Šířka pásma, vzorkovací frekvence a hloubka uložení jsou tři klíčové indikátory digitálních osciloskopů. Ve srovnání se znalostí inženýrů a důrazem na šířku pásma osciloskopu, vzorkovací frekvence a hloubka uložení jsou při výběru, hodnocení a testování osciloskopů často přehlíženy. Účelem tohoto článku je pomoci inženýrům lépe porozumět důležitým charakteristikám dvou indikátorů vzorkovací frekvence a hloubky uložení a jejich dopadu na skutečné testování krátkým představením příslušných teorií rychlosti vzorkování a hloubky uložení v kombinaci s běžnými aplikacemi. Pomáhá také Porozumět kompromisům při výběru osciloskopu a stanovit správnou koncepci používání osciloskopu.
Než začneme rozumět souvisejícím konceptům vzorkování a ukládání, zopakujme si, jak digitální paměťový osciloskop funguje.
Vstupní napěťový signál je posílán do předního zesilovače přes vazební obvod a přední zesilovač signál zesiluje, aby se zlepšila citlivost a dynamický rozsah osciloskopu. Výstup signálu zesilovače je vzorkován obvodem sample/hold a digitalizován A/D převodníkem. Po A/D konverzi se signál stane digitální formou a uloží se do paměti. Mikroprocesor zpracovává digitalizovaný průběh signálu v paměti. Provede se odpovídající zpracování a zobrazí se na displeji. Takto funguje digitální paměťový osciloskop.
Vzorkování, vzorkovací frekvence
Víme, že počítače mohou zpracovávat pouze diskrétní digitální signály. Primárním problémem, kterému čelíme po vstupu analogového napěťového signálu do osciloskopu, je digitalizace (analogově/digitální konverze) spojitého signálu. Obecně se proces od spojitých signálů k diskrétním signálům nazývá vzorkování. Spojité signály musí být vzorkovány a kvantizovány předtím, než mohou být zpracovány počítači. Proto je vzorkování základem pro výpočet průběhu a analýzu digitálními osciloskopy. Měřením amplitudy napětí průběhu ve stejných časových intervalech a převodem napětí na digitální informaci reprezentovanou osmibitovým binárním kódem se jedná o vzorkování digitálního paměťového osciloskopu. Čím menší je časový interval mezi vzorkovacími napětími, tím blíže je rekonstruovaný tvar vlny původnímu signálu. Vzorkovací frekvence je časový interval vzorkování. Pokud je například vzorkovací frekvence osciloskopu 10G krát za sekundu (10GSa/s), znamená to, že vzorek je snímán každých 100ps.
