Principi dell'oscilloscopio a memoria digitale
Gli oscilloscopi a memoria digitale sono diversi dagli oscilloscopi analogici generali in quanto convertono i segnali di tensione analogici raccolti in segnali digitali, che vengono analizzati, elaborati, archiviati, visualizzati o stampati dal microcomputer interno. Questi oscilloscopi hanno solitamente capacità programmabili e di controllo remoto, tramite l'interfaccia GpIB possono anche essere trasmessi al computer e ad altre apparecchiature esterne per l'analisi e l'elaborazione.
Il suo processo di lavoro è generalmente diviso in due fasi di archiviazione ed esposizione. Nella fase di memorizzazione, il primo segnale analogico da misurare mediante campionamento e quantificazione, convertito in segnali digitali dal convertitore A/D, memorizzato sequenzialmente nella RAM, quando la frequenza di campionamento è sufficientemente elevata, è possibile ottenere il segnale senza memorizzazione di distorsioni . Quando è necessario osservare queste informazioni, purché la frequenza appropriata di queste informazioni dalla memoria RAM in conformità con l'ordine originale dal convertitore D/A e il filtraggio LpE inviato all'oscilloscopio possa essere osservata dopo il ripristino della forma d'onda .
Il tempo di postluminescenza del fosforo p31 sul CRT di un normale oscilloscopio analogico è inferiore a 1 ms. In alcuni casi, un CRT con fosforo p7 può fornire un tempo di postluminescenza di circa 300 ms. Finché un segnale è illuminato dal fosforo, il CRT visualizzerà continuamente la forma d'onda del segnale. Quando il segnale viene rimosso, la scansione sul CRT con materiale p31 viene rapidamente attenuata, mentre la scansione sul CRT con materiale p7 rimane un po' più a lungo.
E se il segnale durasse solo poche volte al secondo, o il periodo del segnale fosse solo di pochi secondi, o addirittura il segnale scoppiasse solo una volta? In questo caso i segnali sono quasi, se non del tutto, inosservabili utilizzando gli oscilloscopi analogici che abbiamo descritto sopra.
La cosiddetta memorizzazione digitale consiste nel memorizzare il segnale nell'oscilloscopio sotto forma di codice digitale. Dopo che il segnale entra nell'oscilloscopio a memoria digitale, o DSO, e prima che raggiunga il circuito di deflessione del CRT (Figura 1), l'oscilloscopio campiona la tensione del segnale a intervalli regolari. Questi campioni vengono quindi convertiti utilizzando un convertitore analogico/digitale (ADC) per produrre una parola binaria che rappresenta ciascuna tensione campionata. Questo processo si chiama digitalizzazione.
I valori binari ottenuti vengono archiviati in memoria. La frequenza con cui viene campionato il segnale in ingresso è chiamata frequenza di campionamento. La frequenza di campionamento è controllata dal clock di campionamento. Per uso generale, la velocità di campionamento varia da 20 megabit al secondo (20 MS/s) a 200 MS/s. I dati archiviati nella memoria vengono utilizzati per ricostruire la forma d'onda del segnale sullo schermo dell'oscilloscopio. Pertanto, il circuito tra il connettore del segnale di ingresso nel DSO e il CRT dell'oscilloscopio è più di un semplice circuito analogico. Le forme d'onda dei segnali di ingresso vengono archiviate nella memoria prima di essere visualizzate sul CRT e le forme d'onda che vediamo sullo schermo dell'oscilloscopio sono sempre le forme d'onda ricostruite dai dati acquisiti, non le forme d'onda dirette dei segnali aggiunti ai connettori di ingresso .
