Digitaalisten ja analogisten oskilloskooppien vertailu
Analogisen oskilloskoopin taajuusominaisuudet määräytyvät pystyvahvistimen ja katodioskilloskoopin putken avulla. 1980-luvulla oskilloskoopeihin otettiin käyttöön digitaalinen käsittely ja mikroprosessorit, ja digitaaliset oskilloskoopit ilmestyivät. Nykyään analogisia oskilloskooppeja kutsutaan analogisiksi reaaliaikaisiksi oskilloskoopeiksi (ART), ja digitaalisia oskilloskooppeja kutsutaan digitaalisiksi tallennusoskilloskoopeiksi (DSO).
ART vaatii vahvistimia ja katodisädeoskilloskooppiputkia, jotka ovat yhteensopivia kaistanleveyden kanssa. Taajuuden kasvaessa katodisädeoskilloskooppiputkien prosessivaatimukset ovat tiukat, kustannukset kasvavat ja pullonkauloja esiintyy. DSO tarvitsee vain nopean A/D-muuntimen, joka sopii kaistanleveyteen. Muissa modulaatioissa kolmiulotteista grafiikkaa ei voida havaita; aaltomuodon tallennuskapasiteetti ei riitä, eikä aaltomuotoa voida käsitellä jne.
Tällä hetkellä DSO:n puutteet on periaatteessa korjattu, mutta kaikki hyvä suorituskyky ei heijastu samassa oskilloskoopissa. Toisin sanoen jokaisella jakeluverkonhaltijalla on tiettyjä ominaisuuksia ja joitain puutteita. Sinun tulee kiinnittää huomiota vertailuun valittaessa mallia. Joillakin DSO-malleilla on sama aaltomuodon päivitysnopeus kuin ART:lla, mutta joissakin DSO-malleissa ei. Yhdellä DSO-tyypillä on ART:n 3D-grafiikkanäyttöominaisuus, mutta useimmilla jakeluverkonhaltijoilla ei ole tätä ominaisuutta. Useimpien jakeluverkkoyhtiöiden reaaliaikainen kaistanleveys on sama kuin yhden laukauksen kaistanleveys, mutta on myös jakeluverkkoyhtiöitä, jotka takaavat vain reaaliaikaisen kaistanleveyden.
Kaikki edellä mainitut jakeluverkot sisältävät A/D-muuntimia ja mikroprosessoreita. Tällä tavoin liitännäiskortin lisääminen PC:hen voi myös muodostaa DSO:n, mutta yleensä näytteenottotaajuus on pienempi, toimintoja vähemmän ja hinta halpa. Saatavilla on myös VXI-väylää käyttäviä DSO-moduuleja ja telineeseen asennettuja DSO-laajennuksia.
DSO:n muisti on oskilloskoopin toiseksi tärkein komponentti A/D-muuntimen jälkeen. Se tallentaa näytteitä mitatusta signaalista myöhempiä D/A-muuntimia varten aaltomuodon palauttamiseksi. Nykyinen tallennuskapasiteetti voi olla yli 1M.
Tavallisella DSO:lla on 8-bitin pystyresoluutio, eli skannausta kohti on 256 näytettä, mikä vaatii 256 tallennuspistettä, mikä vastaa 256 tavua. Jos resoluutiota suurennetaan ja vaaka-akselia laajennetaan 10 kertaa, se vastaa 20 000 tavua; pystyakselia laajennetaan myös 10 kertaa, mikä vastaa 40 kt tavua. Voidaan nähdä, että DSO:n tulee olla vähintään 2 kt ja keskitason DSO:n yli 40 kt. Jos haluat tallentaa 10 kertaa yllä olevan aaltomuodon, se vaatii vähintään 400 kt tavua. Siksi tallennuskapasiteetti on tärkeä.
Myös tallennuskapasiteetti puolestaan vaikuttaa skannausnopeuteen. Jos esimerkiksi muisti, jossa on vain 50 000 pistettä skannausta kohti, tallentaa 100 μs dataa, näytteenottoväli on 2 ns. Tällä hetkellä näytteenottotaajuus vastaa 500 MS/s. Laskettu näytteenottotaajuudella, joka on 4 kertaa kaistanleveys, reaaliaikainen Kaistanleveys on 125 MHz. On selvää, että jos näytteenottotaajuutta on nostettava 1000 MS/s:iin, 100 µs:n tiedon tallentaminen vaatii 100 000 pistettä muistia.
Täydellisen kaavion tallentamiseksi olettaen, että pikselin koko on 1024×512=0,5M bittiä, neljä kuvaajaa vaatii 2M bittiä tallennustilaa. FFT-analyysissä tarvitaan myös lisätallennustilaa, jotta uuden aaltomuodon komponentteja voidaan verrata vertailuaaltomuotoihin tai tallennettuihin aaltomuotoihin vertailua varten. Aaltomuodon tallennuksen helpottamiseksi jotkin verkonhaltijat tarjoavat myös levykkeitä tai kiintolevyjä tietojen tallentamista varten.
