Jaká je šířka pásma a vzorkovací frekvence osciloskopu?
Co je to šířka pásma? Obecně řečeno: když je amplituda vstupního signálu zeslabena o 3dB, je šířka pásma maximálního vstupního signálu definována jako šířka pásma osciloskopu.
Jaká je vzorkovací frekvence? Kolik bodů lze nasbírat za sekundu. Čím vyšší rychlost, tím menší chyba. Obecně je vzorkovací frekvence 4krát větší než šířka pásma osciloskopu (typ zesilovače je Gaussova odezva)
Digitální osciloskop má alespoň dvě části: kanál Y testovaného signálu a vzorkovací část.
Kanál Y zesiluje (nebo zeslabuje) měřený signál a šířka pásma je pro kanál Y. Pokud kanál Y dokáže zesílit všechny sinusové signály v rozsahu 0~10MHz rovnoměrně bez zkreslení, pak je jeho šířka pásma 10MHz. Vzhledem k tomu, že signály komplexního tvaru vlny jsou složeny ze sinusových signálů s různými harmonickými a šířka pásma složená z těchto harmonických může být velmi široká, aby bylo zajištěno, že komplexní signály budou skutečně zesíleny, čím větší je šířka pásma vašeho kanálu Y, tím lépe.
Jen mít kanál Y s dostatečnou šířkou pásma nestačí. Abyste mohli zachytit tvar vlny, musíte vzorkovat signál zesílený kanálem Y! Rychlost tohoto vzorkování je vzorkovací frekvence. Čím vyšší je vzorkovací frekvence, tím více bodů komplexního průběhu je zachyceno za jednotku času a konečný sestavený a zobrazený průběh je blíže skutečnému komplexnímu signálu.
Proto, ačkoli jsou šířka pásma a vzorkovací frekvence dva různé parametry, oba jsou velmi důležité pro skutečné obnovení naměřeného tvaru vlny.
Proč čím větší šířka pásma, tím méně zkreslený signál?
Komplexní signály lze rozložit na bezpočet vysokofrekvenčních sinusových harmonických, které tvoří detaily původního signálu. Pokud vaše šířka pásma není dostatečně široká (hlavně high-end není dostatečně vysoká), nelze vyšší harmonické signály efektivně zesílit a procházet (jsou blokovány nebo utlumeny). Tímto způsobem bude signál získaný na terminálu kanálu Y zkreslen (detaily komplexního signálu se ztratí).
Proto je velmi důležité zvýšit šířku pásma kanálu Y co nejvíce, aby se obnovily detaily signálu (bez zkreslení).
Šířka pásma odráží schopnost přenosu frekvence signálu. Čím větší je šířka pásma, tím přesněji a efektivněji mohou být různé frekvenční složky (zejména vysokofrekvenční složky) v signálu zesíleny a zobrazeny. Pokud šířka pásma není dostatečná, mnoho vysokofrekvenčních komponent se ztratí. Pokud zde není frekvenční složka, signál se přirozeně zobrazí nepřesně a dojde k velké chybě. Vzorkovací frekvence je frekvence konverze signálu při převodu analogových veličin na digitální veličiny (tj. počet akvizic za sekundu). Čím vyšší je frekvence, tím více signálů se shromáždí za jednotku času a tím více informací v signálu zůstane zachováno. Čím méně informací se ztratí, převedená digitální veličina může přesně odrážet hodnotu signálu a LCD displej pak může přesněji a úplněji zobrazovat průběh signálu. Čím více vzorkovacích bodů, tím více bodů bude zobrazeno a tím bude jasnější.
Jednoduše řečeno, šířka pásma odráží frekvenční rozsah signálu, který lze zobrazit, zatímco vzorkovací frekvence odráží detaily průběhu signálu.
Proč může širší šířka pásma přesně a efektivně zesílit a zobrazit různé frekvenční složky (zejména vysokofrekvenční složky) v signálu?
Pokud je například šířka pásma audio zesilovače relativně malá, jako je 50 Hz~15 kHz, pak nelze signál nad 15 kHz účinně zesílit, výstup bude velmi malý nebo dokonce žádný a zvuk nad 15 kHz nebude slyšet. Pokud je šířka pásma zesilovače relativně široká, například 10Hz~20KHz, pak lze zesílit a vystupovat veškerý zvuk a na výstup lze vystupovat kompletní zvuk. Totéž platí pro displeje osciloskopu.
