Odtirni osciloskop

Preden razpravljamo o vzorčevalnem osciloskopu, moramo poznati osnovni princip in delovanje navadnega osciloskopa. To je instrument, ki sprejme en ali več električnih signalov in nato hkrati izriše valovno obliko na zaslonu. Vzorčevalni osciloskop je napredna različica digitalnega osciloskopa z nekaterimi dodatnimi funkcijami in uporabo za posebne namene.

Ta je zasnovan, da zagotovi zelo visoko frekvenčno funkcijo z vzorčenjem več valovnih oblik zaporedoma. Takšen osciloskop uporablja vzorčevalni izrek za sestavljanje valovne oblike iz več vhodnih signalov. S pomočjo bliska strobo svetlobe lahko vidimo del gibanja, toda ko se zgrabi skupina slik, opazimo zelo hitro mehansko gibanje. Vzorčevalni osciloskop deluje podobno kot stroboskopska tehnika in se uporablja za opazovanje zelo hitrih električnih signalov. Približno 1000 točk je potrebnih za ustvarjanje valovne oblike.

Delovanje vzorčevalnega osciloskopa

Kot njegovo ime nakazuje, zbiranje vzorcev iz več zaporednih valovnih oblik in sestavlja celoten prikaz valovne oblike iz zbranih podatkov. Rezultirajoča valovna oblika je pospešena z nizkoprostornim filtre in nato prikazana na zaslonu. Ta valovna oblika je sestavljena iz več povezanih pik, ki skupaj tvorijo celotno obliko.

Vsaka pika vala predstavlja vertikalno odmik točke v vsaki zaporedni fazi stopničaste valovne oblike. Uporabljajo se za nadzor visokofrekvenčnih signalov do 50 GHz ali več. Frekvenca prikazane valovne oblike je višja od vzorčevalne hitrosti osciloskopa. To je približno 10 pik na delitev ali več skupaj z velikim pasovnim obsegom posiljevalnika okoli 15 GHz. Na fazi vzorčenja imajo signali nizko frekvenco in za dosego velikega pasovnega obsega se kombinirajo z zatirnikom.

Čeprav to zmanjša dinamični obseg instrumenta. Vzorčevalni osciloskop je omejen na ponavljajoče se signale in ni odziven na prehodne dogodke. Prikažejo le visoke frekvence znotraj mejnega obsega.

Vzorčevalna metoda

Pred vsakim ciklom vzorčenja aktivira impulz začetka oscilator in generira linearno napetost. Ko sta amplitudi dveh napetosti enaki, stopničasta valovna oblika naredi en korak in generira vzorčevalni impulz, ki odpre vrata vzorčenja za vzorec vhodne napetosti. Rezolucija valovne oblike je odvisna od dimenzije korakov stopničastega generatorja. Obstaja več načinov vzorčenja, toda dva so najpogostejša. Eden je realnočasno vzorčenje, drug pa ekvivalentna vzorčevalna metoda.

Metoda realnočasnega vzorčenja

Pri realnočasni metodi deluje digitalizator z visoko hitrostjo, zato lahko v enem premiku zabeleži največ točk. Njegov glavni namen je ujeti visokofrekvenčne prehodne dogodke z natančnostjo. Prehodna valovna oblika je tako edinstvena, da njena napetost ali tokovna vrednost v katerem koli trenutku ne more biti povezana z najbližjimi. Ti dogodki se ne ponavljajo, zato jih je treba zabeležiti v istem časovnem okviru, ko se zgodi. Frekvenca vzorcev je zelo visoka, približno 500 MHz, in hitrost vzorčenja je približno 100 vzorcev na sekundo. Za shranjevanje takšne visokofrekvenčne valovne oblike je potrebna visokohitrostna pomnilnik.

Ekvivalentna vzorčevalna metoda

Vzorčenje z ekvivalentno metodo temelji na principu predvidenja in ocenjevanja, kar je mogoče le pri ponavljajočih se valovnih oblikah. Z ekvivalentno metodo digitalizator pridobi vzorce iz mnogih ponovitev signalov. Lahko vzame en ali več vzorcev iz vsake ponovitve. S tem postane natančnost zajemanja signala večja. Frekvenca rezultirajoče valovne oblike je veliko višja od vzorčevalne hitrosti osciloskopa. Ta tip vzorčenja je mogoče izvesti z dvema metodama; naključno metodo in zaporedno metodo.

Naključna metoda vzorčenja

Naključna metoda vzorčenja je najpogostejša metoda vzorčenja. Uporablja notranji ur, ki je nastavljen tako, da teče glede na vhodne signale, in vzorci so vzeti neprestano, ne glede na to, kje je bil aktiviran. Vzorci, ki so zbrani, so redni glede na čas, toda naključni glede na začetek.

Zaporedna metoda vzorčenja

Pri tej tehniki so vzorci vzeti glede na začetek in so neodvisni od časovnega nastavitve. Ko je zaznan začetek, je vzorec zabeležen z majhnim zamikom. Poskrbite, da je zamik zelo kratki, toda dobro določen. Ko pride naslednji začetek, je zabeležen z malo večjim časovnim zamikom glede na prejšnji. Zamik lahko sega od nekaj mikrosekund do nekaj sekund. Predpostavimo, da je prvič zamik 't', potem bo drugič malo več kot 't' in tako naprej, dokler ni časovno okno polno.

Izjava: Spoštujte original, dobre članke so vredni delitve, če je kakšno kršitev avtorskih pravic, prosim, kontaktirajte z zahtevo za brisanje.