Spiegazione della frequenza di campionamento e della profondità di memorizzazione dell'oscilloscopio
Campionamento, frequenza di campionamento
Sappiamo che i computer possono gestire solo segnali digitali discreti. Nel segnale di tensione analogico nell'oscilloscopio il primo problema è la digitalizzazione continua del segnale (conversione analogica/digitale). Generalmente dal segnale continuo al segnale discreto si passa al processo chiamato campionamento (campionamento). I segnali continui devono essere campionati e quantificati per essere elaborati dal computer, pertanto il campionamento è la base degli oscilloscopi digitali per le operazioni e l'analisi delle forme d'onda. Misurando l'ampiezza della tensione della forma d'onda a intervalli di tempo uguali, la tensione viene convertita in otto codici binari per rappresentare le informazioni digitali, che sono il campionamento dell'oscilloscopio a memoria digitale. Quanto più piccolo è l'intervallo di tempo tra le tensioni campionate, tanto più vicina è la forma d'onda ricostruita al segnale originale. La frequenza di campionamento (frequenza di campionamento) è l'intervallo di campionamento. Ad esempio, se la frequenza di campionamento di un oscilloscopio è 10G volte al secondo (10GSa/s), ciò significa che i campioni vengono prelevati ogni 100 ps.
Secondo il Teorema del campionamento di Nyquist, quando si campiona un segnale limitato in banda con una frequenza massima pari a f, la frequenza di campionamento SF deve essere più del doppio di f per garantire che il segnale originale venga completamente ricostruito dal valore campionato. Qui f è chiamata frequenza di Nyquist e 2 f è la frequenza di campionamento di Nyquist. Per un'onda sinusoidale, sono necessari almeno due campioni per ciclo per garantire che il treno di impulsi digitalizzato possa essere ricostruito in modo più accurato dalla forma d'onda originale. Se la frequenza di campionamento è inferiore alla frequenza di campionamento Nyquist, si verificherà il fenomeno dell'aliasing.
Modalità di campionamento
Quando il segnale entra nel DSO, tutti i segnali di ingresso nella sua conversione A/D prima della necessità di campionamento, la tecnologia di campionamento è generalmente divisa in due categorie: modalità in tempo reale e modalità tempo equivalente.
La modalità di campionamento in tempo reale (campionamento in tempo reale) viene utilizzata per acquisire segnali non ripetitivi o one-shot, utilizzando intervalli di tempo fissi per il campionamento. Dopo aver attivato una volta, l'oscilloscopio campiona continuamente la tensione e quindi ricostruisce la forma d'onda del segnale in base ai punti di campionamento.
Il campionamento in tempo equivalente (campionamento in tempo equivalente) consiste nel campionare la forma d'onda periodica in cicli diversi, quindi i punti di campionamento vengono uniti insieme per ricostruire la forma d'onda (https://www.dgzj.com/ Electrician's Home) in ordine per ottenere punti di campionamento sufficienti, sono necessari più trigger. Il campionamento temporale equivalente comprende anche il campionamento sequenziale e il campionamento ripetitivo casuale. L'uso della modalità di campionamento in tempo equivalente deve soddisfare due prerequisiti: 1. La forma d'onda deve essere ripetuta; 2. Deve poter essere attivato in modo stabile.
La larghezza di banda dell'oscilloscopio in modalità di campionamento in tempo reale dipende dalla frequenza di campionamento massima del convertitore A/D e dall'algoritmo di interpolazione utilizzato. Cioè, la larghezza di banda in tempo reale dell'oscilloscopio è correlata all'algoritmo A/D e di interpolazione utilizzato dal DSO.
Qui un altro riferimento al concetto di larghezza di banda in tempo reale, la larghezza di banda in tempo reale è anche nota come larghezza di banda di archiviazione effettiva, è un oscilloscopio a memoria digitale che utilizza il metodo di campionamento in tempo reale quando la larghezza di banda. Tanti concetti di larghezza di banda potrebbero averti fatto impazzire, per riassumere: la larghezza di banda DSO è divisa in larghezza di banda analogica e larghezza di banda di archiviazione. Di solito si dice spesso che la larghezza di banda si riferisce alla larghezza di banda analogica dell'oscilloscopio, ovvero la larghezza di banda del pannello dell'oscilloscopio è generalmente etichettata. La larghezza di banda di archiviazione è la larghezza di banda digitale teorica calcolata secondo il teorema di Nyquist, che è solo un valore teorico.
