Limitasyon ng Prekwensiya ng isang Oscilloscope

Ang mga oscilloscopes ay isang napakagamit na kagamitan sa mundo ng elektronika pagkatapos ng multimeter. Walang scope, mahirap malaman kung ano ang nangyayari sa isang circuit. Ngunit ang uri ng test equipment na ito ay may sariling limitasyon. Upang makalampas sa limitasyong ito, kailangan ng isang tao na maintindihan nang buo ang pinakamahina na mga link sa sistema at kompensahin ito sa pinakamahusay na paraan na posible. Ang mahalagang tampok ng oscilloscope ay ang bandwidth. Kung gaano kabilis ang bilang ng analog sample bawat segundo na maaaring basahin nito ang siyang pangunahing factor para sa isang oscilloscope. Unawain muna, ano ang bandwidth? Marami sa atin ang naniniwala na ang pinakamataas na pinahihintulutang frequency ng isang scope ang bandwidth. Totoo naman, ang bandwidth ng isang oscilloscope ay ang frequency kung saan ang sinusoidal input signal ay binabawasan ng 3dB, na 29.3% mas mababa kaysa sa tunay na amplitude ng signal.

Ito ay nangangahulugan na sa pinakamataas na rated na frequency point, ang amplitude na ipinapakita ng instrumento ay 70.7% ng aktwal na amplitude ng signal. Suposahan na sa pinakamataas na frequency, ang aktwal na amplitude ay 5V ngunit ito ay ipapakita sa screen bilang ~3.5V.

Ang oscilloscope na may specification ng 1 GHz bandwidth o mas mababa pa ay nagpapakita ng Gaussian response o low-pass frequency response na isa-tres ng -3 dB frequency sa simula at madaling bumaba sa mas mataas na frequencies. Ang mga scope na may specification na higit sa 1 GHz ay nagpapakita ng maximally flat response na may mas matinding roll-off malapit sa -3dB frequency. Ang pinakamababang frequency ng oscilloscope kung saan ang input signal ay binabawasan ng 3 dB ay itinuturing na ang bandwidth ng scope. Ang oscilloscope na may maximally flat response ay maaaring binabawasan ang in-band signals na mas kaunti bilang karagdagan sa oscilloscope na may Gaussian response at gumawa ng mas wastong pagsukat sa in-band signals.

Sa kabilang banda, ang scope na may Gaussian response ay binabawasan ang out-bands signals na mas kaunti bilang karagdagan sa scope na may maximally flat response. Ito ay nangangahulugan na ang ganitong scope ay may mas mabilis na rise time bilang karagdagan sa iba pang scopes na may parehong bandwidth specification. Ang rise time specification ng isang scope ay malapit na nauugnay sa bandwidth nito. Ang Gaussian response type oscilloscope ay magkakaroon ng rise time na 0.35/f BW na halos batay sa 10% hanggang 90% criterion. Ang maximally flat response type scope ay may rise time na 0.4/f BW na halos batay sa sharpness ng frequency roll-off characteristic.

Kailangan mong unawain na ang rise time ay ang pinakamabilis na edge speed na maaaring gawin ng scope kung ang input signal ay may teoretikal na walang katapusang mabilis na rise time. Ngunit hindi posible na sukatin ang teoretikal na value kaya mas mabuti na kalkulahin ang praktikal na value.

Mga Precaution na Kinakailangan para sa Wastong Pagsukat sa Oscilloscope

1. Ang unang bagay na dapat malaman ng mga user ay ang limitasyon ng bandwidth ng scope. Dapat sapat ang bandwidth ng oscilloscope upang ma-accommodate ang frequencies sa loob ng signal at maipakita nang maayos ang waveform.

2. Ang probe na ginagamit kasama ng scope ay naglalaro ng mahalagang papel sa performance ng equipment. Dapat ang bandwidth ng oscilloscope at probe ay nasa tamang kombinasyon. Ang paggamit ng hindi tama na oscilloscope probe ay maaaring sirain ang performance ng buong test equipment.

3. Upang masukat nang wasto ang frequency at amplitude, ang bandwidth ng scope at probe na nakakabit dito ay dapat mas mataas kaysa sa signal na nais mong sukatin nang maayos. Halimbawa, kung ang kinakailangang accuracy ng amplitude ay ~1%, ang berate factor ng scope ay 0.1x, ibig sabihin 100MHz scope ay maaaring capture 10MHz na may 1% error sa amplitude.

4. Dapat isipin ang tamang triggering ng scope upang mas malinaw ang resulta ng waveform.

5. Dapat alamin ng mga user ang ground clips habang gumagawa ng high-speed measurements. Ang wire ng clip ay nagpapadala ng inductance at ringing sa circuit na nakakaapekto sa measurements.

6. Ang buod ng buong artikulo ay para sa analog scope, ang bandwidth ng scope ay dapat tatlong beses na mas mataas kaysa sa pinakamataas na analog frequency ng sistema. Para sa digital application, ang bandwidth ng scope ay dapat limang beses na mas mataas kaysa sa pinakamabilis na clock rate ng sistema.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mahalagang mga artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement paki-contact para tanggalin.