تقييد التردد في المذبذب

حد النطاق الترددي

مثل المقياس المتعدد، تعتبر أجهزة الرسم البياني للأمواج أدوات أساسية لفهم الدوائر. ومع ذلك، لديها بعض القيود. لاستخدام جهاز الرسم البياني للأمواج بشكل فعال، من المهم معرفة هذه القيود وإيجاد طرق للتغلب عليها.

إحدى الخصائص الرئيسية لأجهزة الرسم البياني للأمواج هي نطاقها الترددي. يحدد نطاق التردد مدى سرعة قدرتها على أخذ عينات من الإشارات التناظرية. ما هو نطاق التردد؟ يعتقد الكثيرون أنه هو التردد الأقصى الذي يمكن للجهاز التعامل معه. في الواقع، هو التردد الذي تنخفض فيه سعة الإشارة بمقدار 3 ديسيبل، أو 29.3% أقل من سعتها الحقيقية.

عند التردد الأقصى المعتمد، يظهر جهاز الرسم البياني للأمواج 70.7% من سعة الإشارة الفعلية. على سبيل المثال، إذا كانت السعة الفعلية 5 فولت، سيعرض الجهاز حوالي 3.5 فولت.

أجهزة الرسم البياني للأمواج ذات نطاق ترددي يبلغ غاية 1 جيجاهرتز أو أقل لديها استجابة ترددية غاوسية أو مرشحة منخفضة التردد، تبدأ بثلث تردد -3 ديسيبل وتتناقص تدريجياً عند الترددات العالية.

أجهزة الرسم البياني للأمواج ذات المواصفات أعلى من 1 جيجاهرتز تظهر استجابة ترددية مسطحة بأقصى حد مع انخفاض حاد بالقرب من تردد -3 ديسيبل. يعتبر أدنى تردد لجهاز الرسم البياني حيث يتم تقليل الإشارة الداخلة بمقدار 3 ديسيبل هو نطاق التردد للجهاز. يمكن لجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة المسطحة بأقصى حد أن يقلل من الإشارات داخل النطاق بشكل أقل مقارنة بجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة الغاوسية ويفعل قياسات أكثر دقة على الإشارات داخل النطاق.

من ناحية أخرى، يقوم جهاز الرسم البياني ذو الاستجابة الغاوسية بتقليل الإشارات خارج النطاق بشكل أقل مقارنة بجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة المسطحة بأقصى حد. هذا يعني أن مثل هذا الجهاز لديه وقت صعود أسرع مقارنة بأجهزة الرسم البياني الأخرى بنفس مواصفات النطاق الترددي. مواصفات وقت الصعود لجهاز الرسم البياني مرتبط ارتباطًا وثيقًا بنطاق التردد الخاص به.

سيكون لجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة الغاوسية وقت صعود يبلغ تقريبًا 0.35/f BW بناءً على معيار 10% إلى 90%. سيكون لجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة المسطحة بأقصى حد وقت صعود يبلغ تقريبًا 0.4/f BW بناءً على حدة خاصية الانخفاض الترددية.

وقت الصعود هو أسرع سرعة حواف يمكن لجهاز الرسم البياني أن يعرضها إذا كانت الإشارة الداخلة لها وقت صعود لا نهائي. قياس هذا القيمة النظرية مستحيل، لذا من الأفضل حساب قيمة عملية.

الاحتياطات اللازمة لقياسات دقيقة في جهاز الرسم البياني للأمواج

الأمر الأول الذي يجب على المستخدمين معرفته هو قيد نطاق التردد للجهاز. يجب أن يكون نطاق التردد لجهاز الرسم البياني كافياً لتوفير الترددات داخل الإشارة وعرض الموجة بشكل صحيح.

يلعب المسبار المستخدم مع الجهاز دورًا مهمًا في أداء المعدات. يجب أن يكون نطاق التردد لجهاز الرسم البياني وكذلك المسبار في تركيبة مناسبة. استخدام مسبار غير مناسب يمكن أن يفسد أداء المعدات الاختبارية بأكملها.

لقياس التردد وكذلك السعة بدقة، يجب أن يكون نطاق التردد لكل من الجهاز والمسبار المرفق به أعلى بكثير من الإشارة التي تريد التقاطها بدقة. على سبيل المثال، إذا كان الدقة المطلوبة للسعة حوالي 1%، فيجب ضرب عامل التقويم للجهاز بـ 0.1x، مما يعني أن جهاز الرسم البياني بـ 100 ميجاهرتز يمكنه التقاط 10 ميجاهرتز مع خطأ 1% في السعة.

يجب الأخذ في الاعتبار التشغيل الصحيح للجهاز بحيث يكون العرض النهائي للموجة أكثر وضوحًا.

يجب على المستخدمين أن يكونوا على دراية بالمشابك الأرضية أثناء إجراء القياسات عالية السرعة. ينتج عن الأسلاك الموجودة في المشابك القابلية والرنين في الدائرة مما يؤثر على القياسات.

ملخص المقال هو أنه بالنسبة لأجهزة الرسم البياني التناظرية، يجب أن يكون نطاق التردد للجهاز على الأقل ثلاث مرات أعلى من أعلى تردد تناظري في النظام.而对于模拟示波器，其带宽至少应是系统中最高模拟频率的三倍。对于数字应用，示波器的带宽至少应是系统中最快时钟速率的五倍。 请注意，最后一段的最后一句似乎未被翻译成阿拉伯语。以下是完整的翻译：

至于模拟示波器，其带宽至少应是系统中最高模拟频率的三倍。对于数字应用，示波器的带宽至少应是系统中最快时钟速率的五倍。

حد النطاق الترددي

مثل المقياس المتعدد، تعتبر أجهزة الرسم البياني للأمواج أدوات أساسية لفهم الدوائر. ومع ذلك، لديها بعض القيود. لاستخدام جهاز الرسم البياني للأمواج بشكل فعال، من المهم معرفة هذه القيود وإيجاد طرق للتغلب عليها.

إحدى الخصائص الرئيسية لأجهزة الرسم البياني للأمواج هي نطاقها الترددي. يحدد نطاق التردد مدى سرعة قدرتها على أخذ عينات من الإشارات التناظرية. ما هو نطاق التردد؟ يعتقد الكثيرون أنه هو التردد الأقصى الذي يمكن للجهاز التعامل معه. في الواقع، هو التردد الذي تنخفض فيه سعة الإشارة بمقدار 3 ديسيبل، أو 29.3% أقل من سعتها الحقيقية.

عند التردد الأقصى المعتمد، يظهر جهاز الرسم البياني للأمواج 70.7% من سعة الإشارة الفعلية. على سبيل المثال، إذا كانت السعة الفعلية 5 فولت، سيعرض الجهاز حوالي 3.5 فولت.

أجهزة الرسم البياني للأمواج ذات نطاق ترددي يبلغ غاية 1 جيجاهرتز أو أقل لديها استجابة ترددية غاوسية أو مرشحة منخفضة التردد، تبدأ بثلث تردد -3 ديسيبل وتتناقص تدريجياً عند الترددات العالية.

أجهزة الرسم البياني للأمواج ذات المواصفات أعلى من 1 جيجاهرتز تظهر استجابة ترددية مسطحة بأقصى حد مع انخفاض حاد بالقرب من تردد -3 ديسيبل. يعتبر أدنى تردد لجهاز الرسم البياني حيث يتم تقليل الإشارة الداخلة بمقدار 3 ديسيبل هو نطاق التردد للجهاز. يمكن لجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة المسطحة بأقصى حد أن يقلل من الإشارات داخل النطاق بشكل أقل مقارنة بجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة الغاوسية ويفعل قياسات أكثر دقة على الإشارات داخل النطاق.

من ناحية أخرى، يقوم جهاز الرسم البياني ذو الاستجابة الغاوسية بتقليل الإشارات خارج النطاق بشكل أقل مقارنة بجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة المسطحة بأقصى حد. هذا يعني أن مثل هذا الجهاز لديه وقت صعود أسرع مقارنة بأجهزة الرسم البياني الأخرى بنفس مواصفات النطاق الترددي. مواصفات وقت الصعود لجهاز الرسم البياني مرتبط ارتباطًا وثيقًا بنطاق التردد الخاص به.

سيكون لجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة الغاوسية وقت صعود يبلغ تقريبًا 0.35/f BW بناءً على معيار 10% إلى 90%. سيكون لجهاز الرسم البياني ذو الاستجابة المسطحة بأقصى حد وقت صعود يبلغ تقريبًا 0.4/f BW بناءً على حدة خاصية الانخفاض الترددية.

وقت الصعود هو أسرع سرعة حواف يمكن لجهاز الرسم البياني أن يعرضها إذا كانت الإشارة الداخلة لها وقت صعود لا نهائي. قياس هذا القيمة النظرية مستحيل، لذا من الأفضل حساب قيمة عملية.

الاحتياطات اللازمة لقياسات دقيقة في جهاز الرسم البياني للأمواج

الأمر الأول الذي يجب على المستخدمين معرفته هو قيد نطاق التردد للجهاز. يجب أن يكون نطاق التردد لجهاز الرسم البياني كافياً لتوفير الترددات داخل الإشارة وعرض الموجة بشكل صحيح.

يلعب المسبار المستخدم مع الجهاز دورًا مهمًا في أداء المعدات. يجب أن يكون نطاق التردد لجهاز الرسم البياني وكذلك المسبار في تركيبة مناسبة. استخدام مسبار غير مناسب يمكن أن يفسد أداء المعدات الاختبارية بأكملها.

لقياس التردد وكذلك السعة بدقة، يجب أن يكون نطاق التردد لكل من الجهاز والمسبار المرفق به أعلى بكثير من الإشارة التي تريد التقاطها بدقة. على سبيل المثال، إذا كان الدقة المطلوبة للسعة حوالي 1%، فيجب ضرب عامل التقويم للجهاز بـ 0.1x، مما يعني أن جهاز الرسم البياني بـ 100 ميجاهرتز يمكنه التقاط 10 ميجاهرتز مع خطأ 1% في السعة.

يجب الأخذ في الاعتبار التشغيل الصحيح للجهاز بحيث يكون العرض النهائي للموجة أكثر وضوحًا.

يجب على المستخدمين أن يكونوا على دراية بالمشابك الأرضية أثناء إجراء القياسات عالية السرعة. ينتج عن الأسلاك الموجودة في المشابك القابلية والرنين في الدائرة مما يؤثر على القياسات.

ملخص المقال هو أنه بالنسبة لأجهزة الرسم البياني التناظرية، يجب أن يكون نطاق التردد للجهاز على الأقل ثلاث مرات أعلى من أعلى تردد تناظري في النظام. أما بالنسبة للتطبيقات الرقمية، فيجب أن يكون نطاق التردد للجهاز على الأقل خمس مرات أعلى من أسرع معدل للساعة في النظام.