Uzorkujući osciloskop

Prije nego što diskutiramo o uzorkujućem osciloskopu, moramo znati temeljne princip i funkcioniranje običnog osciloskopa. To je instrument koji prima jedan ili više električnih signala i zatim istovremeno proizvodi valni oblik na zaslonu. Uzorkujući osciloskop je naprednija verzija digitalnog osciloskopa s nekoliko dodatnih značajki i namijenjen je za specifičnu upotrebu.

Izrađen je kako bi pružao vrlo visoku frekvencijsku funkciju uzorkovanjem nekoliko valnih oblika zaredom. Takav osciloskop koristi teorem uzorkovanja za izradu valnog oblika iz nekoliko ulaznih signala. Korištenjem svjetla stroboskopa, može se vidjeti dio pokreta, ali kada se snimi skupina slika, opaža se vrlo brzi mehanički pokret. Uzorkujući osciloskop funkcioniše slično tehnikom stroboskopa i koristi se za promatranje vrlo brzih električnih signala. Približno 1000 točaka je potrebno za stvaranje valnog oblika.

Funkcioniranje uzorkujućeg osciloskopa

Kao što naziv sugerira, uzorkuje nekoliko zaredom dolaznih valnih oblika i gradi kompletnu sliku valnog oblika od sakupljenih podataka. Rezultirajući valni oblik se pojačava niskopropusnim filtarom i zatim prikazuje na zaslonu. Taj valni oblik sastavljen je od mnogo točaka povezanih međusobno kako bi se formirao cijeli oblik.

Svaki točka vala predstavlja vertikalnu defleksiju točke u svakom sljedećem ciklusu stepeničastog valnog oblika. Koriste se za nadgledanje visokofrekventnih signala do 50 GHz i više. Frekvencija prikazanog valnog oblika je veća od uzorkujuće brzine osciloskopa. To je oko 10 točaka po području ili više, uz veliku propusnu opsežnost pojačača od otprilike 15 GHz. Na etapi uzorkovanja, signali imaju nisku frekvenciju, a da bi se postigla velika propusna opsežnost, kombiniraju se s prigušivačem.

Iako to smanjuje dinamički raspon instrumenta, uzorkujući osciloskop ograničen je na ponavljajuće signale i ne reagira na privremene događaje. Oni prikazuju visoku frekvenciju unutar granica raspona.

Metoda uzorkovanja

Prije svakog ciklusa uzorkovanja, impulsi aktiviraju oscilator i generira se linearno napona. Kada su amplitude dva napona jednake, stepeničasti generator napreduje za jedan korak i generira se impulsi uzorkovanja, otvarajući vrata uzorkovanja za uzorak ulaznog napona. Razlučivost valnog oblika ovisi o dimenzijama koraka stepeničastog generatora. Postoji različitih načina uzorkovanja, ali dva su najčešće korištena. Jedan je metoda realnog vremena, a drugi je ekvivalentna metoda uzorkovanja.

Metoda realnog vremena uzorkovanja

U metodi realnog vremena digitalizator radi na visokoj brzini kako bi mogao registrirati maksimalan broj točaka u jednom prelasku. Njegov glavni cilj je precizno uhvatiti visokofrekventne privremene događaje. Privremeni valni oblici su toliko jedinstveni da njihova naponska ili strujna razina u bilo kojem trenutku vremena ne može biti povezana s najbližim vrijednostima. Ti događaji se ne ponavljaju, pa moraju biti registrovani u istom vremenskom okviru u kojem se događaju. Frekvencija uzoraka je vrlo visoka, oko 500 MHz, a stopa uzorkovanja je oko 100 uzoraka po sekundi. Za pohranjivanje takvih visokofrekventnih valnih oblika potreban je visokobrzinski spremnik.

Ekvivalentna metoda uzorkovanja

Uzorkovanje u ekvivalentnoj metodi temelji se na principu prognoze i procjene, što je moguće samo s ponavljajućim valnim oblicima. U ekvivalentnoj metodi digitalizator uzorkuje mnoge ponavljanja signala. Može uzeti jedan ili više uzoraka iz svakog ponavljanja. Time se povećava preciznost u hvatanju signala. Frekvencija rezultirajućeg valnog oblika je puno veća od uzorkujuće brzine osciloskopa. Ovu vrstu uzorkovanja može se obaviti dvije metode; slučajna metoda i sekvencijska metoda.

Slučajna metoda uzorkovanja

Slučajna metoda uzorkovanja je najčešća metoda uzorkovanja. Koristi unutarnji sat koji je podešen tako da radi u odnosu na ulazne signale, a uzorci signala se uzimaju kontinuirano, bez obzira gdje su inicijalno aktivirani. Uzorci koji se prikupljaju regularni su u odnosu na vrijeme, ali slučajni su u odnosu na inicijaciju.

Sekvencijska metoda uzorkovanja

U ovoj tehnici, uzorci se uzimaju u odnosu na inicijaciju i neovisno o postavkama vremena. Kad god se detektira inicijacija, uzorak se snima s malom zamjedom. Osigurajte da zamjeda budu kratke, ali dobro definirane. Kada se pojavi sljedeća inicijacija, registruje se s malom inkrementnom zamjedom u odnosu na prethodnu. Zamjedeni prelaz može imati raspon od nekoliko mikrosekundi do nekoliko sekundi. Pretpostavimo da je zamjeda prvog puta 't', tada će zamjeda drugog puta biti malo veća od 't' i na taj način uzorci se uzimaju mnogo puta s dodatnom zamjedom dok se vremenski prozor ne ispunjava.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijede podijeliti, ukoliko je došlo do kršenja autorskih prava, molimo da kontaktirate za brisanje.