ओसिलोस्कोप की आवृत्ति सीमा

बैंडविड्थ सीमा

ओसिलोस्कोप, जैसे कि मल्टीमीटर, सर्किट को समझने के लिए आवश्यक उपकरण हैं। हालांकि, इनमें सीमाएँ होती हैं। ओसिलोस्कोप का प्रभावी उपयोग करने के लिए, इन सीमाओं को जानना और उन्हें संबोधित करने के तरीके ढूंढना बहुत महत्वपूर्ण है।

ओसिलोस्कोप की एक प्रमुख विशेषता इसकी बैंडविड्थ है। बैंडविड्थ यह निर्धारित करती है कि यह कितनी तेजी से एनालॉग सिग्नल्स को नमूना ले सकता है। बैंडविड्थ क्या है? कई लोग सोचते हैं कि यह एक स्कोप द्वारा संभाली जा सकने वाली अधिकतम आवृत्ति है। वास्तव में, बैंडविड्थ वह आवृत्ति है जहाँ एक सिग्नल की एम्प्लिट्यूड 3dB, या 29.3% अपनी वास्तविक एम्प्लिट्यूड से नीचे गिर जाती है।

अधिकतम रेटेड आवृत्ति पर, ओसिलोस्कोप सिग्नल की वास्तविक एम्प्लिट्यूड का 70.7% दिखाता है। उदाहरण के लिए, अगर वास्तविक एम्प्लिट्यूड 5V है, तो स्कोप इसे लगभग 3.5V के रूप में प्रदर्शित करेगा।

1 GHz या उससे कम बैंडविड्थ वाले ओसिलोस्कोप -3 dB आवृत्ति के एक-तिहाई पर शुरू होने वाली गाऊसियन या लो-पास फ्रीक्वेंसी प्रतिक्रिया रखते हैं और उच्च आवृत्तियों पर धीरे-धीरे घटते हैं।

1 GHz से अधिक बैंडविड्थ वाले स्कोप -3dB आवृत्ति के पास तेजी से घटने वाली एक अधिकतम फ्लैट प्रतिक्रिया दिखाते हैं। स्कोप की बैंडविड्थ को उस न्यूनतम आवृत्ति के रूप में माना जाता है जिस पर इनपुट सिग्नल 3 dB तक घट जाता है। अधिकतम फ्लैट प्रतिक्रिया वाले ओसिलोस्कोप बैंड के भीतर के सिग्नलों को अधिक कम से कम घटा सकते हैं और गाऊसियन प्रतिक्रिया वाले ओसिलोस्कोप की तुलना में बैंड के भीतर के सिग्नलों पर अधिक सटीक माप कर सकते हैं।

दूसरी ओर, गाऊसियन प्रतिक्रिया वाले स्कोप अधिकतम फ्लैट प्रतिक्रिया वाले स्कोप की तुलना में बैंड के बाहर के सिग्नलों को अधिक कम से कम घटा सकते हैं। इसका मतलब यह है कि ऐसा स्कोप उसी बैंडविड्थ स्पेसिफिकेशन वाले अन्य स्कोपों की तुलना में तेज राइज टाइम रखता है। स्कोप का राइज टाइम स्पेसिफिकेशन इसकी बैंडविड्थ से घनिष्ठ रूप से संबंधित है।

एक गाऊसियन प्रतिक्रिया प्रकार का ओसिलोस्कोप 10% से 90% के मानदंड पर लगभग 0.35/f BW का राइज टाइम रखेगा। एक अधिकतम फ्लैट प्रतिक्रिया प्रकार का स्कोप आवृत्ति रोल-ऑफ विशेषता की तेजी के आधार पर लगभग 0.4/f BW का राइज टाइम रखेगा।

राइज टाइम ओसिलोस्कोप द्वारा प्रदर्शित किया जा सकने वाला सबसे तेज किनारा है यदि इनपुट सिग्नल का राइज टाइम अनंत रूप से तेज हो। इस सैद्धांतिक मान को मापना असंभव है, इसलिए एक व्यावहारिक मान की गणना करना बेहतर है।

ओसिलोस्कोप में सटीक माप के लिए आवश्यक सावधानियाँ

उपयोगकर्ताओं को जानना चाहिए कि स्कोप की बैंडविड्थ सीमा क्या है। ओसिलोस्कोप की बैंडविड्थ सिग्नल के भीतर की आवृत्तियों को सहन करने और वेवफॉर्म को सही ढंग से प्रदर्शित करने के लिए पर्याप्त चौड़ी होनी चाहिए।

स्कोप के साथ उपयोग किए जाने वाले प्रोब उपकरण के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ओसिलोस्कोप और प्रोब दोनों की बैंडविड्थ की सही संयोजन होनी चाहिए। गलत ओसिलोस्कोप प्रोब का उपयोग पूरे टेस्ट उपकरण के प्रदर्शन को खराब कर सकता है।

आवृत्ति और एम्प्लिट्यूड दोनों को सटीक रूप से मापने के लिए, स्कोप और उसके साथ जोड़े गए प्रोब दोनों की बैंडविड्थ आप जिस सिग्नल को पकड़ना चाहते हैं, उससे बहुत ऊपर होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि एम्प्लिट्यूड की आवश्यक सटीकता ~1% है, तो स्कोप का बेटा गुणांक 0.1x रखें, यानी 100MHz स्कोप 10MHz को 1% त्रुटि के साथ पकड़ सकता है।

स्कोप की सही ट्रिगरिंग पर ध्यान देना चाहिए ताकि वेवफॉर्म का परिणामी दृश्य बहुत स्पष्ट हो।

उपयोगकर्ताओं को उच्च गति के माप के दौरान ग्राउंड क्लिप्स के बारे में ध्यान रखना चाहिए। क्लिप की तार लूप में इंडक्टेंस और रिंगिंग उत्पन्न करता है जो माप पर प्रभाव डालता है।

पूरे लेख का सारांश यह है कि एनालॉग स्कोप के लिए, स्कोप की बैंडविड्थ सिस्टम की उच्चतम एनालॉग आवृत्ति से कम से कम तीन गुना अधिक होनी चाहिए। डिजिटल एप्लिकेशन के लिए, स्कोप की बैंडविड्थ सिस्टम की सबसे तेज घड़ी दर से कम से कम पांच गुना अधिक होनी चाहिए।