Digitaalse ostsilloskoobi kasutamisel tuleb probleemile tähelepanu pöörata
1. Sissejuhatus
Digitaalsete ostsilloskoopide kasutamine muutub üha populaarsemaks nende ainulaadsete eeliste tõttu, nagu lainekuju käivitamine, salvestamine, kuvamine, mõõtmine, lainekuju andmete analüüs ja töötlemine. Digitaalsete ostsilloskoopide ja analoogostsilloskoopide suurte jõudluse erinevuste tõttu tekitavad need, kui neid õigesti ei kasutata, suuri mõõtmisvigu, mõjutades seega testimisülesannet.
2, eristage analoogribalaiust ja digitaalset reaalajas ribalaiust
Ribalaius on ostsilloskoopide üks olulisemaid näitajaid. Analoogostsilloskoobi ribalaius on fikseeritud väärtus, samas kui digitaalse ostsilloskoobi ribalaius on kahte tüüpi analoogribalaius ja digitaalne reaalajas ribalaius. Suurim ribalaius, mida saab saavutada korduvate signaalide järjestikust või juhuslikku diskreetimistehnikat kasutava digitaalse ostsilloskoobiga, on ostsilloskoobi digitaalne reaalajas ribalaius. Digitaalne reaalajas ribalaius on seotud kõrgeima digiteerimissagedusega ja lainekuju rekonstrueerimise tehnika teguriga K (digitaalne reaalaja ribalaius=kõrgeim digiteerimiskiirus / K), mida üldjuhul otseselt indikaatorina ei anta.
Kahe ribalaiuse definitsioonidest on näha, et analoogribalaius sobib ainult korduvate perioodiliste signaalide mõõtmiseks, digitaalne reaalajas ribalaius aga nii korduvate signaalide kui ka ühekaadriliste signaalide jaoks. Tootjad väidavad, et ostsilloskoopide ribalaius võib ulatuda mitme megabaidini, tegelikult viitab see analoogribalaiusele, digitaalne reaalajas ribalaius on sellest väärtusest väiksem. Näiteks TEKi TES520B ribalaius on 500 MHz, mis tegelikult viitab selle analoogribalaiusele 500 MHz, samas kui maksimaalne digitaalne reaalajas ribalaius võib ulatuda vaid 400 MHz-ni, mis on palju alla analoogribalaiuse. Seetõttu tuleb üksiku signaali mõõtmisel kindlasti arvestada digitaalse ostsilloskoobi digitaalse reaalajas ribalaiusega, vastasel juhul toob see mõõtmisse ootamatuid vigu.
3, proovivõtusageduse kohta
Diskreetimissagedus, tuntud ka kui digiteerimiskiirus, viitab ajaühikule, analoogsisendsignaali valimite arvule, mida sageli väljendatakse MS/s. Diskreetimissagedus on digitaalsete ostsilloskoopide oluline näitaja.
(1) Kui proovivõtusagedus ei ole piisav, on segamisnähtus lihtne tekkida.
Kui ostsilloskoobi sisendsignaal on 100 kHz sinusoidne signaal, siis ostsilloskoop kuvab signaali sagedust 50 kHz, kuidas see on? Selle põhjuseks on asjaolu, et ostsilloskoobi diskreetimissagedus on liiga aeglane, mille tulemuseks on aliasing. Segatud on, et ekraanil kuvatava lainekuju sagedus on madalam kui signaali tegelik sagedus või isegi siis, kui päästiku indikaatoril olev ostsilloskoop on põlenud ja lainekuju kuva ei ole ikka veel stabiilne. Segamise genereerimine on näidatud joonisel 1.
Niisiis, kuidas teha kindlaks tundmatu sagedusega lainekuju puhul, kas kuvatav lainekuju on tekitanud segunemise? Seda saab teha, muutes aeglaselt pühkimiskiirust t/div kiirema ajabaasi vastu, et näha, kas lainekuju sagedusparameeter muutub järsult, kui jah, siis tähendab see, et lainekuju segunemine on juba toimunud; või võnkuva lainekuju stabiliseerub kiirema aja baasi juures, mis tähendab ühtlasi, et lainekuju segunemine on juba toimunud. Nyquisti teoreemi järgi peaks diskreetimissagedus olema vähemalt 2 korda suurem kui signaali kõrgsageduskomponent, et vältida segunemist, näiteks 500MHz signaal vajab vähemalt 1GS/s diskreetimissagedust. Segamise lihtsaks vältimiseks on mitu võimalust:
a. Reguleerige pühkimiskiirust;
b. Kasutage Autoset;
c. Proovige lülitada kogumismeetodiks ümbrik või tipptuvastus, kuna ümbrik otsib äärmuslikke väärtusi mitmest kogumiskirjest ja tipptuvastus otsib ühest kogumiskirjest maksimaalseid ja minimaalseid väärtusi, mis mõlemad suudavad tuvastada kiiremaid signaalimuutusi.
Kui ostsilloskoobil on InstaVu kogumismeetod, saab seda kasutada, kuna see meetod kogub lainekujud kiiresti ja selle meetodiga kuvatavad lainekujud on sarnased analoogostsilloskoobiga kuvatavatega.
(2) Seos proovivõtusageduse ja t/div
Iga digitaalse ostsilloskoobi maksimaalne diskreetimissagedus on fikseeritud väärtus. Kuid igal skannimisajal t/div saadakse diskreetimissagedus fs järgmise valemiga: fs=N/(t/div) N on diskreetimispunktid kaadri kohta.
Kui diskreetimispunktide arv N on teatud väärtus, on fs pöördvõrdeline t/div-ga, mida suurem on pühkimiskiirus, seda väiksem on diskreetimissagedus.
Kokkuvõtteks võib öelda, et digitaalse ostsilloskoobi kasutamisel on segamise vältimiseks kõige parem asetada pühkimiskiiruse käik kiiremasse asendisse. Kui soovite jäädvustada põgusaid purse, on pühkimiskiirus kõige parem asetada põhipühkimiskiiruse aeglasemasse asendisse.
