Осциллограф сэмплирования

Прежде чем обсуждать осциллограф с выборкой, мы должны знать основные принципы и функционирование обычного осциллографа. Это прибор, который принимает один или несколько электрических сигналов, а затем одновременно выводит их форму на экран. Осциллограф с выборкой является усовершенствованной версией цифрового осциллографа с некоторыми дополнительными функциями и предназначением для специальных целей.

Он предназначен для обеспечения очень высокочастотных функций путем последовательного выборочного отображения нескольких волновых форм. Такой осциллограф использует теорему о выборке для создания формы волны из нескольких входных сигналов. Используя стробоскопический свет, можно видеть фрагмент движения, но когда берется серия изображений, наблюдается очень быстрое механическое движение. Осциллограф с выборкой работает по принципу стробоскопической техники и используется для наблюдения очень быстрых электрических сигналов. Для создания формы волны требуется примерно 1000 точек.

Функционирование осциллографа с выборкой

Как следует из названия, он собирает образцы с нескольких последовательных волновых форм и создает полную картину волны на основе собранных данных. Результирующая форма волны усиливается с помощью фильтра нижних частот и затем показывается на экране. Эта форма волны создается путем соединения многих точек, связанных друг с другом, чтобы создать целую форму.

Каждая точка волны представляет собой вертикальное отклонение точки прогрессивного слоя в каждом последующем цикле ступенчатой формы волны. Они используются для мониторинга высокочастотных сигналов до 50 ГГц и выше. Частота отображаемой формы волны выше частоты выборки осциллографа. Она составляет около 10 делений или более, вместе с большой полосой пропускания усилителя около 15 ГГц. На этапе выборки сигналы имеют низкую частоту, и для достижения большой полосы пропускания они сочетаются с аттенюатором.

Хотя это уменьшает динамический диапазон прибора. Осциллограф с выборкой ограничен повторяющимися сигналами и не реагирует на переходные процессы. Они отображают только высокие частоты в пределах диапазона.

Метод выборки

Перед каждым циклом выборки импульс срабатывания активирует генератор, и генерируется линейное напряжение. Когда амплитуда двух напряжений равна, ступенька передвигается на один шаг, и генерируется импульс выборки, который открывает ворота выборки для получения образца входного напряжения. Разрешение формы волны зависит от размера шагов генератора ступенчатой формы. Существуют различные методы выборки, но два из них наиболее часто используются. Один — это метод выборки в реальном времени, другой — эквивалентный метод выборки.

Метод выборки в реальном времени

В методе выборки в реальном времени цифровой преобразователь работает на высокой скорости, что позволяет зарегистрировать максимальное количество точек за один проход. Его основная цель — точно захватить высокочастотные переходные процессы. Переходная форма волны настолько уникальна, что ее напряжение или ток в любой момент времени не могут быть связаны с ближайшими значениями. Эти события не повторяются, поэтому они должны быть зарегистрированы в том же временном интервале, в котором происходят. Частота выборок очень высока, около 500 МГц, а частота выборки составляет около 100 выборок в секунду. Для хранения такой высокочастотной формы волны требуется высокоскоростная память.

Эквивалентный метод выборки

Выборка в эквивалентном методе основана на принципах предсказания и оценки, что возможно только с повторяющейся формой волны. В эквивалентном методе цифровой преобразователь получает образцы из многих повторений сигнала. Он может взять один или несколько образцов с каждого повторения. Таким образом, точность захвата сигнала увеличивается. Частота результирующей формы волны намного выше частоты выборки осциллографа. Этот тип выборки можно выполнить двумя методами: случайным и последовательным.

Случайный метод выборки

Случайный метод выборки является наиболее распространенным методом выборки. Он использует внутренний часовой механизм, который настроен таким образом, что работает относительно входных сигналов, и выборки сигнала срабатывают непрерывно, независимо от того, где произошло срабатывание. Собранные образцы регулярны во времени, но случайны относительно срабатывания.

Последовательный метод выборки

В этой технике образцы берутся относительно срабатывания и независимо от временных настроек. Каждый раз, когда обнаруживается срабатывание, образец записывается с небольшой задержкой. Убедитесь, что задержка должна быть очень короткой, но четко определенной. Когда происходит следующее срабатывание, оно регистрируется с небольшим инкрементальным временем задержки относительно предыдущего. Задержка сканирования может варьироваться от нескольких микросекунд до нескольких секунд. Предположим, что задержка в первый раз равна 't', тогда задержка во второй раз будет немного больше, чем 't', и таким образом образцы берутся много раз с добавленной задержкой, пока временной окно не заполнится.

Заявление: Уважайте оригинал, хорошие статьи стоят того, чтобы их делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.