Pomoc z oscyloskopem

13

Jestem trochę zmieszany. Pomóż mi proszę wyjaśnić wszystko. Chcę kupić oscyloskop i znalazłem dwa modele odpowiednie dla mnie.

  1. Rigol DS1102E
  2. Rigol DS1102CA

Ale nie rozumiem różnicy między nimi. Przeczytałem, że DS1102E ma częstotliwość próbkowania 1 GSa / s, a DS1102CA ma 2 GSa / s. OK. Ale co daje w praktyce? Oba oscyloskopy mają szerokość pasma 100 MHz, więc nie znajdę różnicy w obrazie sygnałów na ekranie. Czy mam rację? Czy mógłbyś mi zatem wyjaśnić, co oznacza „częstotliwość próbkowania” i „szerokość pasma” w nowoczesnych oscyloskopach? Jaka jest różnica między tymi rzeczami?

George Gaál
źródło

Odpowiedzi:

14

Ta sama szerokość pasma oznacza, że ​​oba będą miały takie samo tłumienie sygnałów. Zasadniczo oznacza to, że 100 MHz jest częstotliwością odcięcia dla obu zakresów.

Liczba próbek na sekundę jest rozdzielczością zakresu. Jeśli powiększysz sygnał, nie interpolowane punkty danych będą znajdować się w odległości 0,5 ns dla zakresu 2GSa / s i 1 ns dla 1GSa / s. Zasadą jest, że można dość dokładnie zmierzyć sygnał 100 MHz w zakresie 1GSa / s oraz sygnał 200 MHz w przypadku 2GSa / s (~ 10 próbek / Hz)

Oczywiście im więcej próbek, tym lepsza reprezentacja oryginalnego sygnału. Musisz to zważyć z różnicą kosztów.

Samuel
źródło
19

Podczas gdy inne odpowiedzi dostarczają dobrego wyjaśnienia tego, co się faktycznie dzieje, myślę, że oboje nie mają sensu posiadania 2 GSa / sw zakresie 100 MHz.

Głównym przedmiotem zainteresowania jest sposób, w jaki zakresy zazwyczaj próbkują. Często mają szereg przetworników analogowo-cyfrowych, które można podłączyć do różnych kanałów. Proces, którego często używają do próbkowania sygnałów, nazywa się przeplataniem. Zasadniczo konwertery są ustawione tak, że najpierw jeden konwerter pobiera próbkę sygnału na kanale i rozpoczyna przetwarzanie, następnie następny konwerter pobiera próbkę sygnału i rozpoczyna przetwarzanie, a następnie trzeci i tak dalej, aż wszystkie konwertery pobiorą próbkę. Następnie pierwszy konwerter pobiera próbkę ponownie, a drugi i tak dalej. Zasadniczo cykl się powtarza. Umożliwia to stosowanie wolniejszych i tańszych przetworników analogowo-cyfrowych, ale ma negatywny wpływ na dokładność, ponieważ próbki nie będą idealnie jednakowo odległe.

Co się dzieje, gdy masz zasięg dwóch kanałów i korzystasz tylko z jednego kanału? Wszystkie konwertery działają tylko z tym jednym kanałem i zapewniają najlepszą reprezentację sygnału, jaki mogą. Ale jeśli aktywujesz również drugi kanał, połowa konwerterów przełączy się na drugi kanał, a połowa pozostanie w pracy z pierwszym kanałem.

Jak już napisano, ogólną zasadą jest posiadanie 1 GSa / s na 100 MHz przepustowości. Więc jeśli weźmiesz zakres 100 MHz, który ma częstotliwość próbkowania 1 GSa / s, możesz skutecznie korzystać tylko z jednego kanału przy pełnej przepustowości! Jeśli chcesz korzystać z obu kanałów, nie możesz ich używać z częstotliwościami wyższymi niż 50 MHz, w przeciwnym razie otrzymasz artefakty próbkowania.

Z drugiej strony, jeśli masz zasięg dwukanałowy 2 GSa / s 100 MHz, możesz uzyskać lepszy widok jednego sygnału 100 MHz lub dobry widok dwóch kanałów 100 MHz, co byłoby problematyczne przy zaledwie 1 GSa / s zakres.

Jak to się tobie odnosi: Rzućmy okiem na strony internetowe produktów. W przypadku Rigola DS1102CA jest to zgodne ze specyfikacjami Real-time Sample Rate 2 GSa/s(each channel),1 GSa/s(dual channels), co oznacza, że ​​sytuacja, którą wyjaśniłem, ma tutaj zastosowanie. Na miejscu RIGOL DS1102E , mówi pod specyfikacji: Real-time Sample Rate 1 GSa/s(each channel),500 MSa/s(dual channels).

Ostatecznie DS1102E może pracować jako zakres 100 MHz dla jednego kanału lub zakres 50 MHz dla dwóch kanałów, podczas gdy Rigol DS1102CA jest rzeczywistym zasięgiem 100 MHz dla dwóch kanałów.

Trochę dodatkowych informacji: jak wcześniej powiedziałem, zakres stosowania wielu konwerterów analogowo-cyfrowych dla jednego kanału jest zły, ponieważ odległość między próbkami nie będzie dokładnie taka sama. Problem ten został początkowo rozwiązany przez zachowanie szczególnej ostrożności w kierowaniu sygnałów zegara dla konwerterów, tak aby zegar docierał do wszystkich konwerterów jednocześnie. Innym (czasem lepszym) rozwiązaniem jest użycie konwerterów wielokanałowych. Zwykle łatwiej jest skierować sygnał zegara, aby docierał do wszystkich kanałów na jednym chipie w tym samym czasie, niż kierować sygnał zegara, tak aby docierał do wszystkich fizycznie oddzielnych chipów w tym samym czasie. Niektóre konwertery używają też innych lew. Na przykład jeden kanał może być wyzwalany przy dodatnim nachyleniu zegara, podczas gdy drugi może być wyzwalany przy ujemnym nachyleniu zegara.

AndrejaKo
źródło
To najlepsza odpowiedź tutaj!
Léo Léopold Hertz -
4

Częstotliwość próbkowania to szybkość, z jaką zakresy a / d będą próbkować sygnał i przekształcać go w piksele na ekranie, aby można go było zobaczyć. Twój zakres zasadniczo próbkuje sygnał i drukuje punkty z częstotliwością próbkowania, a następnie rysuje linie lub krzywe między każdym punktem. Im więcej punktów próbnych, tym bardziej dokładny lub zgodny z rzeczywistością sygnał, na który patrzysz.

Szerokość pasma to pasmo wejściowe -3dB dla zakresu, więc mówi ci maksymalną częstotliwość, jaką może zobaczyć. Stara zasada polega na uzyskaniu przepustowości, która jest dwa razy większa niż częstotliwość, chociaż czasami 3 lub więcej razy może być pomocna w zależności od tego, nad czym pracujesz i co musisz zobaczyć.

Oto artykuł referencyjny dotyczący funkcji oscyloskopu.

Jakiś facet od sprzętu
źródło
3
Twierdzenie o próbkowaniu mówi nam, że musisz próbkować z częstotliwością (większą niż) dwukrotność najwyższej częstotliwości. składnik sygnału PERSERVE wszystkie informacje w sygnale, na pewno nie dotyczy to sygnałów VIEWING w dziedzinie czasu. Fala sinusoidalna 22 kHz nie wyglądałaby niczym fala sinusoidalna, jeśli próbkowana z częstotliwością 44,1 kHz. Artykuł, który łączysz, stanowi „ogólną zasadę”, zgodnie z którą częstotliwość próbkowania powinna być 3 do 4 razy większa niż szerokość pasma, ale wydaje mi się, że wszystkie zakresy Tektronix, z którymi pracowałem, mają częstotliwość próbkowania 10 razy większą niż szerokość pasma.
GummiV,
Tak, mój 100MHz tek, który mam w domu, ma szybkość 1GS / s, jednak mój 13Ghz Lecroy ma szybkość 40GS / s na kanał. To zależy od tego, jaki masz sprzęt, jak szybko jedziesz i ile możesz zapłacić :)
Some Hardware Guy
0

Zasadniczo szerokość pasma i częstotliwość próbkowania powinny być od 4 do 5 razy większe niż maksymalna częstotliwość, którą chcesz zmierzyć. Należy również pamiętać, że jeśli sygnał wejściowy nie jest czystą falą sinusoidalną, zawiera również harmoniczne o znacznie wyższych częstotliwościach. Aby uzyskać dokładną akwizycję, musisz pokryć przynajmniej niektóre z tych harmonicznych.

Przy częstotliwości maksymalnej szerokości pasma (tutaj 100 MHz) fala sinusoidalna tej częstotliwości jest tłumiona przez 3dB przez analogową nakładkę zakresu. Oznacza to, że jest mierzony tylko w 70% swojej rzeczywistej wartości (tj. Błąd 30%). Częstotliwość próbkowania określa, ile pomiarów jest wykonywanych przez zakres na sekundę, tj. Jak dokładna jest forma sygnału (1 GS / s to 10 pomiarów dla sygnału 100 MHz).

AaT
źródło