Mintavételes oszcilloszkóp

Mielőtt a mintavételes oszcilloszkópról beszélgetnénk, először is meg kell ismernünk az általános oszcilloszkóp alapvető elvét és működését. Ez egy eszköz, amely egy vagy több elektrikus jelet fogad, majd egyszerre készíti a hullámformát a képernyőn. A mintavételes oszcilloszkóp a digitális oszcilloszkóp fejlett verziója, néhány hozzáadott funkcióval, különleges célokra használható.

Ez a berendezés nagyon magas frekvenciájú funkciót biztosít, több hullámformát mintavételezve sorban. Ilyen oszcilloszkóp a mintavételezési tétel segítségével alkot hullámformát több bemeneti jelből. A stroboszkópos fény segítségével a mozgás egy részét lehet látni, de ha sok képet készítenek, akkor nagyon gyors mechanikai mozgást érzékelhetünk. A mintavételes oszcilloszkóp hasonlóan működik, mint a stroboszkópos technika, és nagyon gyors elektrikus jeleket szolgál ki. Körülbelül 1000 pont szükséges a hullámformák készítéséhez.

A mintavételes oszcilloszkóp működése

Ahogy a neve is utal, mintavételezett adatokat gyűjt össze több sorban következő hullámformából, és egy teljes képet készít a hullámformáról az összegyűlt adatokból. Az eredményül kapott hullámforma alacsony sávszűrővel növeli, majd a képernyőn jeleníti meg. Ez a hullámforma sok ponttal készül, amelyeket összekötnek, hogy az összes alakot meghatározzák.

A hullám minden pontja a folyamatos rétegekben haladó pont függőleges eltérését jelenti minden sorban következő ciklusban egy lépcsős hullámformán. Ezeket használják 50 GHz-nál vagy annál magasabb frekvenciájú jelek figyelésére. A megjelenített hullámforma frekvenciája magasabb, mint a scope mintavételezési sebessége. Ez körülbelül 10 darab per osztály vagy annál több, valamint nagy sávszélességű erősítővel, körülbelül 15 GHz. A mintavételezési szinten a jelek alacsony frekvenciájúak, és a nagy sávszélesség elérése érdekében kombinálják egy csillapítóval.

Bár ezzel csökkentik az eszköz dinamikus tartományát. A mintavételes oszcilloszkóp korlátozva van a ismétlődő jelekre, és nem reagál az ideiglenes eseményekre. Csak a határon belüli magas frekvenciákat jeleníti meg.

Mintavételezési módszer

Minden mintavételezési ciklus előtt a triggerek impulzusa aktiválja az oszcillátort, és lineáris feszültség keletkezik. Amikor két feszültség amplitúdója egyenlő, a lépcsős formát egy lépéssel tovább viszi, és egy mintavételezési impulzus keletkezik, ami megnyitja a mintavételezési kaput a bemeneti feszültség egy mintájához. A hullámforma felbontása a lépcsős generátor lépései méretétől függ. Van különböző mintavételezési mód, de kétet gyakran használnak. Az egyik a valós időbeli mintavételezés, a másik pedig az ekvivalens mintavételezési módszer.

Valós időbeli mintavételezési módszer

A valós időbeli módszerben a digitalizáló nagyon gyorsan működik, így maximális pontokat regisztrálhat egy vonalban. Fő célja a magas frekvenciájú tranzien események pontos bejelentése. A tranzien hullámforma olyan egyedi, hogy feszültség vagy áram szintje bármely pillanatban nem kapcsolódik a legközelebbiakkal. Ezek az események nem ismétlődnek, tehát ugyanabban az időkeretben kell regisztrálniuk. A mintavételezési frekvencia nagyon magas, körülbelül 500 MHz, a mintavételezési ráta pedig körülbelül 100 minta másodpercenként. Ilyen magas frekvenciájú hullámforma tárolásához szükség van nagyon gyors memóriára.

Ekvivalens mintavételezési módszer

Az ekvivalens mintavételezési módszer a prófézia és a becslés elvére működik, ami csak ismétlődő hullámformáknál lehetséges. Az ekvivalens módszerben a digitalizáló mintákat vesz sok ismétlődő jelből. Egy vagy több mintát vehet minden ismétlődésből. Így nő a pontosság a jelbejelentésben. Az eredményül kapott hullámforma frekvenciája sokkal magasabb, mint a scope mintavételezési sebessége. Ez a mintavételezési típus két módszerrel végezhető: véletlenszerű módszerrel és sorozatos módszerrel.

Véletlenszerű mintavételezési módszer

A véletlenszerű mintavételezési módszer a leggyakrabban használt mintavételezési mód. Belső órával működik, amit úgy állítanak be, hogy az bemeneti jelekhez viszonyítva fut, és a jel triggereken keresztül folyamatosan mintavételezést végzünk, függetlenül attól, hol lett triggerezve. A gyűjtött minták rendszeresek az idő szerint, de véletlenszerűek a triggerekhez képest.

Sorozatos mintavételezési módszer

Ebben a technikában a mintavételezést a triggerekhez viszonyítva végezik, függetlenül az időbeállítástól. Amikor detektálják a triggert, a mintát rövid késéssel regisztrálják. Biztosítható, hogy a késés nagyon rövid, de jól definiált legyen. Amikor a következő trigger bekövetkezik, ezt rövid időtartammal növekvő késéssel regisztrálják a korábbihoz képest. A késési vonalnak lehetnek néhány mikroszekundumtól néhány másodperig terjedő tartományai. Tegyük fel, hogy az első késés 't', akkor a második késés kissé nagyobb lesz, mint 't', és így tovább, mintavételezéseket végeznek sokszor hozzáadott késéssel, amíg a időablak kitöltődik.

Kijelentés: Tartsd meg az eredeti tartalmat, jó cikkek megosztásra méltók, ha sértés történik, lépj velünk kapcsolatba a törlés érdekében.