Virtuaaliset oskilloskoopin komponentit
Virtuaalioskilloskoopin ominaisuudet
Tällä hetkellä laajalti käytettyä USB-liitäntää käytetään virtuaalisten instrumenttien ja tietokoneiden välisen käyttöliittymän helpottamiseksi ja tiedonsiirtonopeuden lisäämiseksi; nopeaan näytteenottoon käytetään nopeaa analogia-digitaalimuunnospiiriä (ADC); ohjaukseen käytetään korkean suorituskyvyn mikro-ohjainta ja nopeaa suuren kapasiteetin muistia (RAM) Tallentaa näytteenottotiedot reaaliajassa, mikä parantaa laitteen suorituskykyä; Labview-kielellä suunnitella isäntätietokonesovellus, joka voi toteuttaa aaltomuotonäytön sekä tietojen analysoinnin ja käsittelyn.
Virtuaalisen oskilloskoopin komponentit
(1) Signaalin hankinta ja ohjaus. Se on laitteistoalusta, joka koostuu tietokoneista ja instrumenteista signaalien keräämiseen, mittaamiseen, muuntamiseen ja ohjaamiseen.
(2) Tietojen analysointi ja käsittely. Virtuaalinen oskilloskooppi hyödyntää täysimääräisesti tietokoneen tallennus- ja laskentatoimintoja sekä analysoi ja käsittelee syötetyt datasignaalit ohjelmiston avulla. Käsittelysisältöön kuuluu digitaalinen suodatus, datatilastot, numeerinen analyysi jne. Data-analyysin näkökulmasta virtuaalisilla oskilloskoopeilla on tehokkaammat data-analyysiominaisuudet kuin perinteisillä instrumenteilla.
(3) Mittaustulosten näyttö. Virtuaalinen oskilloskooppi hyödyntää täysin tietokoneen resursseja, kuten näyttöjä, muisteja jne. mittaustulosten ilmaisemiseen ja tulostamiseen monin eri tavoin. Sen tulostusmuotoja ovat pitkän matkan tiedonsiirto väyläverkon kautta, kopiointitulostus optisten levyjen ja levyjen kautta sekä tulostus kiintolevylle. Menetelmä tietojen tallentamiseksi ja tulostamiseksi graafisen käyttöliittymän, kuten tietokoneen näytön, kautta.
Virtuaalioskilloskoopin tekniset parametrit
Asiat, joihin tulee kiinnittää huomiota virtuaalisen oskilloskoopin käytössä
Erota analoginen kaistanleveys ja digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys
Kaistanleveys on yksi oskilloskoopin tärkeimmistä ominaisuuksista. Kaistanleveys on kiinteä arvo, kun taas virtuaalisen oskilloskoopin kaistanleveyttä on kahta tyyppiä: analoginen kaistanleveys ja digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys. Suurin kaistanleveys, jonka virtuaalinen oskilloskooppi voi saavuttaa käyttämällä peräkkäistä näytteenottoa tai satunnaisnäytteenottotekniikkaa toistuville signaaleille, on oskilloskoopin digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys. Digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys liittyy korkeimpaan digitalisointitaajuuteen ja aaltomuodon rekonstruktioteknologiatekijää K (digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys=korkein digitointinopeus/K) ei yleensä anneta suoraan indikaattorina. Kahden kaistanleveyden määritelmistä voidaan nähdä, että analoginen kaistanleveys soveltuu vain toistuvien jaksollisten signaalien mittaamiseen, kun taas digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys soveltuu sekä toistuvien että yksittäisten signaalien mittaamiseen. Valmistaja väittää, että oskilloskoopin kaistanleveys voi olla useita megatavuja, mutta itse asiassa se viittaa analogiseen kaistanleveyteen. Digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys on tätä arvoa pienempi. Esimerkiksi TEKin TES520B:n kaistanleveys on 500 MHz, mikä tarkoittaa itse asiassa, että sen analoginen kaistanleveys on 500 MHz, kun taas suurin digitaalinen reaaliaikainen kaistanleveys voi olla vain 400 MHz, mikä on paljon pienempi kuin analoginen kaistanleveys. Siksi yksittäistä signaalia mitattaessa on viitattava virtuaalisen oskilloskoopin digitaaliseen reaaliaikaiseen kaistanleveyteen, muuten se tuo mittaukseen odottamattomia virheitä.
Tietoja näytteenottotaajuudesta: Näytteenottotaajuutta kutsutaan myös digitointitaajuudeksi, joka viittaa analogisen tulosignaalin näytteiden määrään aikayksikköä kohti, usein ilmaistuna MS/s. Näytteenottotaajuus on virtuaalisen oskilloskoopin tärkeä määritys. Jos näytteenottotaajuus ei ole riittävä, aliasing voi helposti tapahtua
Jos oskilloskoopin tulosignaali on 100 kHz sinisignaali, mutta oskilloskoopin näyttämä signaalitaajuus on 50 kHz, tämä johtuu siitä, että oskilloskoopin näytteenottotaajuus on liian hidas, mikä johtaa aliasoitumiseen. Aliasointi on, kun näytöllä näkyvän aaltomuodon taajuus on pienempi kuin signaalin todellinen taajuus tai näytettävä aaltomuoto on epävakaa, vaikka oskilloskoopin liipaisin palaa. Aliasoinnin luominen on esitetty kuvassa 1. Sitten tuntemattoman taajuuden aaltomuodolle voit arvioida, onko näytettävä aaltomuoto aliasoitunut näin: muuta hitaasti pyyhkäisynopeutta t/div nopeammaksi aikaperustiedostoksi ja katso, onko aaltomuodon taajuusparametrit muuttuvat jyrkästi. Jos näin on, se tarkoittaa, että aaltomuodon aliasointi on tapahtunut; tai tärinäaaltomuoto on stabiloitunut nopeampaan aikakantaan, mikä tarkoittaa myös, että aaltomuodon aliasointi on tapahtunut. Nyquistin lauseen mukaan näytteenottotaajuuden tulee olla vähintään kaksi kertaa korkeampi kuin signaalin suurtaajuuskomponentti aliasoinnin estämiseksi. Esimerkiksi 500 MHz signaali vaatii vähintään 1GS/s näytteenottotaajuuden. On olemassa useita tapoja yksinkertaisesti estää aliaksen syntyminen:
?Käytä automaattisia asetuksia
?Säädä skannausnopeutta;
?Yritä vaihtaa keräystila kirjekuoritilaan tai huipputunnistukseen, koska kirjekuoritilan tarkoituksena on löytää ääriarvot useista keräilytietueista, kun taas huipputunnistuksen tilan tarkoituksena on löytää enimmäis- ja vähimmäisarvot yhdestä keräystietueesta. Molemmat menetelmät voivat havaita nopeammat signaalimuutokset.
