Qual è la larghezza di banda e la frequenza di campionamento di un oscilloscopio?
Cos'è la larghezza di banda? In generale: quando l'ampiezza del segnale di ingresso viene attenuata di 3 dB, la larghezza di banda del segnale di ingresso massimo è definita come la larghezza di banda dell'oscilloscopio.
Qual è la frequenza di campionamento? Quanti punti possono essere raccolti al secondo. Maggiore è la velocità, minore è l'errore. Generalmente, la frequenza di campionamento è 4 volte la larghezza di banda dell'oscilloscopio (il tipo di amplificatore è con risposta gaussiana)
Ci sono almeno due parti in un oscilloscopio digitale: il canale Y del segnale in prova e la parte di campionamento.
Il canale Y amplifica (o attenua) il segnale misurato e la larghezza di banda è per il canale Y. Se il canale Y può amplificare uniformemente tutti i segnali sinusoidali nell'intervallo di 0~10 MHz senza distorsioni, la sua larghezza di banda è di 10 MHz. Poiché i segnali di forma d'onda complessi sono composti da segnali sinusoidali con varie armoniche e la larghezza di banda composta da queste armoniche può essere molto ampia, per garantire che i segnali complessi siano realmente amplificati, maggiore è la larghezza di banda del canale Y, meglio è.
Avere semplicemente un canale Y con larghezza di banda sufficiente non è sufficiente. Per catturare la forma d'onda, devi campionare il segnale amplificato dal canale Y! La velocità di questo campionamento è la frequenza di campionamento. Quanto più veloce è la frequenza di campionamento, tanto più punti della forma d'onda complessa vengono catturati per unità di tempo e la forma d'onda finale assemblata e visualizzata è più vicina al segnale complesso reale.
Pertanto, sebbene la larghezza di banda e la frequenza di campionamento siano due parametri diversi, sono entrambi molto importanti per ripristinare realmente la forma d'onda misurata.
Perché maggiore è la larghezza di banda, minore è la distorsione del segnale?
I segnali complessi possono essere scomposti in innumerevoli armoniche sinusoidali ad alta frequenza, che costituiscono i dettagli del segnale originale. Se la larghezza di banda non è sufficientemente ampia (principalmente la fascia alta non è sufficientemente alta), i segnali armonici più alti non possono essere amplificati e fatti passare in modo efficace (vengono bloccati o attenuati). In questo modo il segnale ottenuto al terminale del canale Y risulterà distorto (si perdono i dettagli del segnale complesso).
Pertanto, è molto importante aumentare il più possibile la larghezza di banda del canale Y per ripristinare i dettagli del segnale (senza distorsioni).
La larghezza di banda riflette la capacità di passaggio della frequenza di un segnale. Quanto maggiore è la larghezza di banda, tanto più accurata ed efficace sarà l'amplificazione e la visualizzazione delle diverse componenti di frequenza (soprattutto quelle ad alta frequenza) del segnale. Se la larghezza di banda non è sufficiente, molti componenti ad alta frequenza andranno persi. Se non è presente alcuna componente di frequenza, il segnale verrà naturalmente visualizzato in modo impreciso e si verificherà un errore di grandi dimensioni. La frequenza di campionamento è la frequenza di conversione del segnale quando si convertono quantità analogiche in quantità digitali (ovvero il numero di acquisizioni al secondo). Maggiore è la frequenza, maggiore è il numero di segnali raccolti per unità di tempo e maggiore la quantità di informazioni conservate nel segnale. Meno informazioni vengono perse, la quantità digitale convertita può riflettere accuratamente il valore del segnale e quindi il display LCD può visualizzare la forma d'onda del segnale in modo più accurato e completo. Maggiore è il numero di punti di campionamento, più punti verranno visualizzati e più chiaro sarà il risultato.
In poche parole, la larghezza di banda riflette la gamma di frequenze del segnale che può essere visualizzato, mentre la frequenza di campionamento riflette i dettagli della forma d'onda del segnale.
Perché una larghezza di banda più ampia può amplificare e visualizzare in modo accurato ed efficace vari componenti di frequenza (in particolare componenti ad alta frequenza) nel segnale?
Ad esempio, se la larghezza di banda di un amplificatore audio è relativamente piccola, come 50 Hz~15 KHz, il segnale superiore a 15 KHz non potrà essere amplificato in modo efficace, l'uscita sarà molto piccola o addirittura inesistente e il suono superiore a 15 KHz non verrà udito. Se la larghezza di banda dell'amplificatore è relativamente ampia, ad esempio 10 Hz ~ 20 KHz, tutto l'audio può essere amplificato ed emesso e può essere emesso l'audio completo. Lo stesso vale per i display dell'oscilloscopio.
