محدودیت فرکانس یک اسکوپ

اسکیلوسکوپ‌ها پس از مالتی‌متر، ابزار بسیار مفیدی در دنیای الکترونیک هستند. بدون اسکیلوسکوپ، مشکل است که بدانیم در یک مدار چه اتفاقی می‌افتد. اما این نوع تجهیزات آزمایشی دارای محدودیت‌های خود است. برای غلبه بر این محدودیت‌ها، باید ضعف‌های سیستم را به طور کامل درک کرده و به بهترین شکل ممکن جبران کرد. ویژگی مهم اسکیلوسکوپ عرض باند آن است. سرعت نمونه‌برداری آنالوگ به صورت ثانیه‌ای که می‌تواند بخواند، عامل کلیدی برای یک اسکیلوسکوپ است. بیایید ابتدا درک کنیم که عرض باند چیست. بسیاری از ما معتقدیم که حداکثر فرکانس مجاز توسط یک اسکیلوسکوپ، عرض باند است. در واقع، عرض باند یک اسکیلوسکوپ فرکانسی است که در آن سیگنال ورودی سینوسی ۳dB کاهش می‌یابد، که معادل ۲۹.۳٪ کاهش دامنه واقعی سیگنال است.

این بدان معناست که در نقطه فرکانس حداکثر مجاز، دامنه نمایش داده شده توسط دستگاه ۷۰.۷٪ دامنه واقعی سیگنال است. فرض کنید در فرکانس حداکثر، دامنه واقعی ۵V است اما در صفحه نمایش حدود ۳.۵V نمایش داده می‌شود.

اسکیلوسکوپ با مشخصات عرض باند ۱ گیگاهرتز یا کمتر، پاسخ گاوسی یا پاسخ فرکانسی پایین‌گذر را نشان می‌دهد که یک سوم فرکانس -۳dB در ابتدا و به آرامی در فرکانس‌های بالاتر کاهش می‌یابد. اسکیلوسکوپ‌های با مشخصات بیش از ۱ گیگاهرتز پاسخ بهینه را نشان می‌دهند با کاهش تندتر نزدیک به فرکانس -۳dB. کمترین فرکانس اسکیلوسکوپ که در آن سیگنال ورودی ۳dB کاهش می‌یابد، به عنوان عرض باند اسکیلوسکوپ در نظر گرفته می‌شود. اسکیلوسکوپ با پاسخ بهینه می‌تواند سیگنال‌های درون باند را کمتر کاهش دهد نسبت به اسکیلوسکوپ با پاسخ گاوسی و اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری روی سیگنال‌های درون باند انجام دهد.

از طرف دیگر، اسکیلوسکوپ با پاسخ گاوسی سیگنال‌های خارج باند را کمتر کاهش می‌دهد نسبت به اسکیلوسکوپ با پاسخ بهینه. این بدان معناست که چنین اسکیلوسکوپی زمان صعود سریع‌تری نسبت به سایر اسکیلوسکوپ‌ها با مشخصات عرض باند مشابه دارد. مشخصه زمان صعود یک اسکیلوسکوپ به طور نزدیکی با عرض باند آن مرتبط است. اسکیلوسکوپ با پاسخ گاوسی زمان صعود تقریباً ۰.۳۵/f BW بر اساس معیار ۱۰٪ تا ۹۰٪ دارد. اسکیلوسکوپ با پاسخ بهینه زمان صعود تقریباً ۰.۴/f BW بر اساس تندی ویژگی کاهش فرکانسی دارد.

باید درک کنید که زمان صعود سریع‌ترین سرعت لبه‌ای است که می‌تواند توسط اسکیلوسکوپ تولید شود اگر سیگنال ورودی دارای زمان صعود نظری بی‌نهایت سریع باشد. اما اندازه‌گیری مقدار نظری غیرممکن است بنابراین بهتر است مقدار عملی را محاسبه کنیم.

احتیاط‌های لازم برای اندازه‌گیری‌های دقیق در اسکیلوسکوپ

1. مهم‌ترین چیزی که کاربران باید بدانند، محدودیت عرض باند اسکیلوسکوپ است. عرض باند اسکیلوسکوپ باید به اندازه کافی گسترده باشد تا بتواند فرکانس‌های موجود در سیگنال را در خود جای دهد و موج را به درستی نمایش دهد.

2. سنگین‌سنج مورد استفاده با اسکیلوسکوپ نقش مهمی در عملکرد تجهیزات دارد. عرض باند اسکیلوسکوپ و سنگین‌سنج باید ترکیب صحیحی داشته باشند. استفاده از سنگین‌سنج اسکیلوسکوپ نامناسب می‌تواند عملکرد کلی تجهیزات آزمایشی را خراب کند.

3. برای اندازه‌گیری دقیق فرکانس و دامنه، عرض باند هر دو اسکیلوسکوپ و سنگین‌سنج متصل به آن باید به خوبی بالاتر از سیگنالی باشد که می‌خواهید به طور دقیق ضبط کنید. برای مثال، اگر دقت مورد نیاز دامنه حدود ۱٪ است، عامل برتری اسکیلوسکوپ ۰.۱x است، یعنی اسکیلوسکوپ ۱۰۰MHz می‌تواند ۱۰MHz را با خطای ۱٪ در دامنه ضبط کند.

4. باید به تحریک صحیح اسکیلوسکوپ توجه کرد تا نمای نتیجه‌ای از موج واضح‌تر باشد.

5. کاربران باید در مورد کلیپ‌های زمین در زمان اندازه‌گیری‌های با سرعت بالا آگاه باشند. سیم کلیپ اندوکتانس و رنينگ به مدار اضافه می‌کند که اندازه‌گیری‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

6. خلاصه مقاله این است که برای اسکیلوسکوپ آنالوگ، عرض باند اسکیلوسکوپ حداقل سه برابر فرکانس آنالوگ بالاترین سیستم است. برای کاربردهای دیجیتال، عرض باند اسکیلوسکوپ حداقل پنج برابر سریع‌ترین نرخ ساعت سیستم است.

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاری دارند، اگر نقض حق تکثیر وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.