Digitaalisen oskilloskoopin käytössä on kiinnitettävä huomiota ongelmaan
1. Esittely
Digitaalisten oskilloskooppien käyttö on tulossa yhä suositummaksi niiden ainutlaatuisten etujen, kuten aaltomuodon laukaisun, tallennuksen, näytön, mittauksen, aaltomuototietojen analysoinnin ja käsittelyn, ansiosta. Digitaalisten ja analogisten oskilloskooppien suurista suorituskykyeroista johtuen, jos niitä ei käytetä oikein, ne tuottavat suuria mittausvirheitä, mikä vaikuttaa testitehtävään.
2, erota analoginen kaistanleveys ja digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys
Kaistanleveys on yksi oskilloskooppien tärkeimmistä indikaattoreista. Analogisen oskilloskoopin kaistanleveys on kiinteä arvo, kun taas digitaalisen oskilloskoopin kaistanleveydellä on kahta tyyppiä analoginen kaistanleveys ja digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys. Suurin kaistanleveys, joka voidaan saavuttaa digitaalisella oskilloskoopilla käyttämällä peräkkäistä tai satunnaisnäytteenottotekniikkaa toistuville signaaleille, on oskilloskoopin digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys. Digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys liittyy korkeimpaan digitointitaajuuteen ja aaltomuodon rekonstruktiotekniikan kertoimeen K (digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys=suurin digitointinopeus / K), jota ei yleensä anneta suoraan indikaattorina.
Kahden kaistanleveyden määritelmistä voidaan nähdä, että analoginen kaistanleveys soveltuu vain toistuvien jaksollisten signaalien mittaamiseen, kun taas digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys sopii sekä toistuville signaaleille että yksittäisille signaaleille. Valmistajat väittävät, että oskilloskooppien kaistanleveys voi nousta kuinka monta megatavua, itse asiassa viittaa analogiseen kaistanleveyteen, digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys on tätä arvoa pienempi. Esimerkiksi TEKin TES520B:n kaistanleveys on 500 MHz, mikä itse asiassa viittaa sen analogiseen 500 MHz:n kaistanleveyteen, kun taas digitaalisen reaaliaikaisen maksimikaistanleveys voi olla vain 400 MHz, mikä on paljon analogista kaistanleveyttä pienempi. Siksi, kun mittaat yhtä signaalia, muista ottaa huomioon digitaalisen oskilloskoopin digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys, muuten se tuo mittaukseen odottamattomia virheitä.
3, näytteenottotaajuudesta
Näytteenottotaajuus, joka tunnetaan myös nimellä digitointinopeus, viittaa aikayksikköön, analogisen tulosignaalin näytteiden määrään, usein ilmaistuna MS/s. Näytteenottotaajuus on digitaalisten oskilloskooppien tärkeä indikaattori.
(1) Jos näytteenottotaajuus ei ole riittävä, sekoitusilmiö on helppo esiintyä.
Jos oskilloskoopin tulosignaali on 100 kHz sinimuotoinen signaali, oskilloskooppi näyttää signaalitaajuuden 50 kHz, miten tämä on? Tämä johtuu siitä, että oskilloskoopin näytteenottotaajuus on liian hidas, mikä johtaa aliasing-ilmiöön. Sekalainen on, että näytöllä näkyvän aaltomuodon taajuus on pienempi kuin signaalin todellinen taajuus, tai vaikka liipaisimen oskilloskooppi on palanut, ja aaltomuodon näyttö ei ole edelleenkään vakaa. Sekoituksen syntyminen on esitetty kuvassa 1.
Joten kuinka määrittää tuntemattoman taajuuden aaltomuodolle, onko näytetty aaltomuoto aiheuttanut sekoittumisen? Se voidaan tehdä muuttamalla hitaasti pyyhkäisynopeutta t/div nopeampaan aikakantaan, jotta nähdään, muuttuuko aaltomuodon taajuusparametri jyrkästi. Jos kyllä, se tarkoittaa, että aaltomuodon sekoittuminen on jo tapahtunut; tai huojuva aaltomuoto stabiloituu nopeampaan aikakantaan, mikä tarkoittaa myös sitä, että aaltomuodon sekoittuminen on jo tapahtunut. Nyquistin lauseen mukaan näytteenottotaajuuden tulee olla vähintään 2 kertaa suurempi kuin signaalin suurtaajuuskomponentti, jotta vältytään sekoittumiselta, esimerkiksi 500 MHz signaali tarvitsee vähintään 1GS/s näytteenottotaajuuden. On olemassa useita tapoja estää sekoittumista yksinkertaisella tavalla:
a. Säädä pyyhkäisynopeutta;
b. Käytä Autoset;
c. Kokeile vaihtaa keräysmenetelmäksi Envelope- tai Peak Detection, koska Envelope etsii ääriarvoja useista keräilytietueista ja Peak Detection etsii maksimi- ja minimiarvoja yhdestä keräystietueesta, jotka molemmat voivat havaita nopeammat signaalimuutokset.
Jos oskilloskoopissa on InstaVu-keräysmenetelmä, sitä voidaan käyttää, koska tämä menetelmä kerää aaltomuodot nopeasti ja tällä menetelmällä näytettävät aaltomuodot ovat samanlaisia kuin analogisella oskilloskoopilla näytettävät.
(2) Näytteenottotaajuuden ja t/div
Kunkin digitaalisen oskilloskoopin suurin näytteenottotaajuus on kiinteä arvo. Kuitenkin millä tahansa skannaushetkellä t/div näytteenottotaajuus fs saadaan seuraavalla kaavalla: fs=N/(t/div) N on näytepisteet kehystä kohti.
Kun näytteenottopisteiden lukumäärä N on tietty arvo, fs on kääntäen verrannollinen arvoon t/div, mitä suurempi pyyhkäisynopeus, sitä pienempi näytteenottotaajuus.
Yhteenvetona voidaan todeta, että digitaalista oskilloskooppia käytettäessä sekoittumisen välttämiseksi on parasta asettaa pyyhkäisynopeusvaihde nopeampaan asentoon. Jos haluat kaapata ohikiitäviä purseita, pyyhkäisynopeus on parasta sijoittaa päälakaisunopeuden hitaampaan asentoon.
