ช่วยด้วยสโคป


13

ฉันสับสนเล็กน้อย ช่วยฉันด้วยเพื่อทำให้ทุกอย่างชัดเจน ฉันต้องการซื้อออสซิลโลสโคปและพบสองรุ่นที่เหมาะกับฉัน

  1. Rigol DS1102E
  2. Rigol DS1102CA

แต่ฉันไม่เข้าใจความแตกต่างระหว่างพวกเขา ฉันอ่านว่า DS1102E มีอัตราสุ่ม 1 GSa / s และ DS1102CA มี 2 GSa / s ตกลง. แต่มันให้อะไรในทางปฏิบัติ ออสซิลโลสโคปทั้งสองมีแบนด์วิดธ์ที่ 100MHz ดังนั้นฉันจะไม่พบความแตกต่างของภาพสัญญาณบนหน้าจอ ฉันถูกไหม? คุณช่วยอธิบายให้ฉันฟังได้ว่าอะไรคือความหมายของ 'อัตราการสุ่มตัวอย่าง' และ 'แบนด์วิดท์' สำหรับออสซิลโลสโคปสมัยใหม่? และความแตกต่างระหว่างสิ่งเหล่านี้คืออะไร?

คำตอบ:


14

แบนด์วิดธ์เดียวกันหมายความว่าพวกเขาทั้งสองจะมีการลดทอนสัญญาณแบบเดียวกัน โดยพื้นฐานแล้วหมายความว่า 100MHz เป็นความถี่ตัดสำหรับทั้งสองขอบเขต

ตัวอย่างต่อวินาทีคือความละเอียดของขอบเขต หากคุณขยายสัญญาณจุดข้อมูลที่ไม่ได้ถูกแก้ไขจะอยู่ห่างกัน 0.5 ns สำหรับขอบเขต 2GSa / s และ 1 ns แยกจากกันสำหรับ 1GSa / s กฎง่ายๆคือคุณสามารถวัดสัญญาณ 100MHz อย่างแม่นยำด้วยขอบเขต 1GSa / s และสัญญาณ 200MHz ด้วย 2GSa / s (~ 10 ตัวอย่าง / Hz)

เห็นได้ชัดว่ามีตัวอย่างมากขึ้นจากนั้นจึงแสดงสัญญาณดั้งเดิมของคุณได้ดี คุณจะต้องชั่งน้ำหนักด้วยความแตกต่างของราคา


19

ในขณะที่คำตอบอื่น ๆ ให้คำอธิบายที่ดีเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริงฉันคิดว่าทั้งคู่พลาดจุดที่มี 2 GSa / s ในขอบเขต 100 MHz

ประเด็นหลักที่น่าสนใจคือวิธีที่ขอบเขตโดยทั่วไปทำการสุ่มตัวอย่าง พวกเขามักจะมีตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอลจำนวนมากซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับช่องสัญญาณต่าง ๆ ได้ กระบวนการที่พวกเขามักใช้เพื่อสุ่มตัวอย่างสัญญาณเรียกว่า interleaving โดยพื้นฐานแล้วตัวแปลงจะถูกตั้งค่าเพื่อให้ตัวแปลงแรกใช้ตัวอย่างสัญญาณบนช่องสัญญาณและเริ่มทำการประมวลผลจากนั้นตัวแปลงถัดไปจะรับตัวอย่างสัญญาณและเริ่มประมวลผลจากนั้นตัวแปลงที่สามและต่อ ๆ ไปจนกว่าตัวแปลงทั้งหมดจะเอาตัวอย่าง หลังจากนั้นตัวแปลงแรกจะรับตัวอย่างอีกครั้งและตัวที่สองเป็นต้น ดังนั้นโดยทั่วไปวงจรซ้ำ วิธีนี้ช่วยให้การใช้ตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอลช้าลงและถูกลง แต่มีผลเสียต่อความแม่นยำเนื่องจากตัวอย่างจะไม่ได้มีระยะเวลาเท่ากันอย่างสมบูรณ์

ดังนั้นจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณมีขอบเขตของช่องสองช่องและใช้เพียงช่องเดียว ตัวแปลงทั้งหมดทำงานได้กับช่องสัญญาณนั้นเท่านั้นและจะให้การแสดงสัญญาณที่ดีที่สุดที่ทำได้ แต่ถ้าคุณเปิดใช้งานช่องที่สองด้วยตัวแปลงครึ่งหนึ่งจะเปลี่ยนเป็นช่องที่สองและครึ่งหนึ่งจะยังคงทำงานกับช่องแรก

ตามที่เขียนไว้แล้วกฎของหัวแม่มือคือต้องมี 1 GSa / s ต่อแบนด์วิดธ์ 100 MHz ดังนั้นหากคุณใช้ขอบเขต 100 MHz ซึ่งมีอัตราการสุ่มตัวอย่าง 1 GSa / s คุณจะสามารถใช้ช่องสัญญาณที่แบนด์วิดท์เต็มได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่านั้น! หากคุณต้องการใช้ทั้งสองช่องคุณจะไม่สามารถใช้งานได้กับความถี่ที่สูงกว่า 50 MHz หรือคุณจะได้รับตัวอย่างสิ่งประดิษฐ์

ในทางกลับกันถ้าคุณมีขอบเขตช่องสัญญาณสองช่อง 2 GSa / s 100 MHz คุณสามารถรับชมสัญญาณ 100 MHz ได้ดีขึ้นหนึ่งช่องหรือคุณจะได้รับมุมมองที่ดีของช่องสัญญาณ 100 MHz สองช่องซึ่งจะเป็นปัญหาเพียง 1 GSa ขอบเขต / s

ดังนั้นสิ่งนี้จะนำไปใช้กับคุณได้อย่างไร: มาดูเว็บไซต์ของผลิตภัณฑ์กันดีกว่า สำหรับRigol DS1102CAมีการระบุไว้ภายใต้ข้อมูลจำเพาะReal-time Sample Rate 2 GSa/s(each channel),1 GSa/s(dual channels)ซึ่งหมายความว่าสถานการณ์ที่ฉันอธิบายใช้ที่นี่ ของเว็บไซต์สำหรับRigol DS1102EReal-time Sample Rate 1 GSa/s(each channel),500 MSa/s(dual channels)ก็กล่าวว่าภายใต้ข้อกำหนด:

ดังนั้นในตอนท้าย DS1102E สามารถทำงานได้เป็น 100 MHz หนึ่งช่องสัญญาณขอบเขตหรือ 50 MHz สองช่องสัญญาณขอบเขตในขณะที่ Rigol DS1102CA เป็นจริง 100 MHz สองช่องสัญญาณขอบเขต

ข้อมูลเพิ่มเติมเล็กน้อย: ดังที่ฉันได้กล่าวไปก่อนหน้านี้มันไม่ดีสำหรับขอบเขตที่จะใช้ตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอลหลายตัวในช่องทางเดียวเนื่องจากระยะเวลาระหว่างตัวอย่างไม่ตรงกัน ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขในขั้นต้นโดยใช้ความระมัดระวังอย่างมากในการกำหนดเส้นทางสัญญาณนาฬิกาสำหรับตัวแปลงเพื่อให้นาฬิกาไปถึงตัวแปลงทั้งหมดในเวลาเดียวกัน โซลูชันอื่น (บางครั้งดีกว่า) คือการใช้ตัวแปลงหลายช่อง โดยปกติแล้วมันจะง่ายต่อการส่งสัญญาณนาฬิกาเพื่อให้เข้าถึงทุกช่องสัญญาณบนชิปตัวเดียวในเวลาเดียวกันมากกว่าที่จะส่งสัญญาณสัญญาณนาฬิกาเพื่อให้ส่งสัญญาณไปยังชิปทั้งหมดที่แยกจากกันทางกายภาพในเวลาเดียวกัน ผู้แปลงบางคนใช้ลูกเล่นอื่นด้วยเช่นกัน ตัวอย่างเช่นช่องสัญญาณหนึ่งอาจถูกทริกเกอร์ที่ความชันบวกของนาฬิกาในขณะที่ช่องที่สองอาจถูกทริกเกอร์ที่ความชันเชิงลบของนาฬิกา


นี่คือคำตอบที่ดีที่สุดที่นี่!
LéoLéopold Hertz 준영

4

อัตราการสุ่มตัวอย่างคืออัตราที่ขอบเขต a / d จะสุ่มสัญญาณและแปลงเป็นพิกเซลบนหน้าจอของคุณเพื่อให้คุณเห็นได้ ขอบเขตของคุณจะทำการสุ่มสัญญาณและพล็อตที่อัตราตัวอย่างแล้วลากเส้นหรือเส้นโค้งระหว่างแต่ละจุด ยิ่งมีจุดตัวอย่างมากเท่าไหร่คุณก็ยิ่งมีความแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น

แบนด์วิดท์คือแบนด์วิดท์อินพุท -3dB สำหรับขอบเขตดังนั้นมันจึงบอกคุณถึงความถี่สูงสุดที่สามารถมองเห็นได้ กฎง่ายๆคือรับแบนด์วิดท์ที่มีความถี่เป็นสองเท่าของคุณถึงแม้ว่าบางครั้ง 3 หรือมากกว่านั้นจะมีประโยชน์ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณกำลังทำงานและสิ่งที่คุณต้องดู

นี่คือบทความอ้างอิงทั้งหมดเกี่ยวกับคุณสมบัติของสโคป


3
ทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่างค่อนข้างมากบอกเราว่าคุณจำเป็นต้องสุ่มตัวอย่างในอัตรา (มากกว่า) สองค่าความถี่สูงสุด องค์ประกอบของสัญญาณที่จะ PERSERVE ข้อมูลทั้งหมดในสัญญาณแน่นอนว่าไม่ได้ใช้กับการดูสัญญาณในโดเมนเวลา คลื่นไซน์ 22 kHz จะไม่ดูเหมือนคลื่นไซน์หากตัวอย่างที่ 44.1 kHz บทความที่คุณลิงค์ระบุ "กฎแห่งหัวแม่มือ" ว่าอัตราการสุ่มตัวอย่างควรเป็น 3 ถึง 4 เท่าของแบนด์วิดท์ แต่ฉันรู้สึกเหมือนขอบเขตทั้งหมดของ Tektronix ที่ฉันทำงานด้วยมีอัตราการสุ่มตัวอย่าง 10 เท่าของแบนด์วิดท์
GummiV

ใช่ 100Mhz tek ของฉันฉันมีที่บ้านมีอัตรา 1GS / s แต่ 13Ghz Lecroy ของฉันมีอัตรา 40GS / s ต่อช่อง ดังนั้นมันขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่คุณมีคุณจะไปได้เร็วแค่ไหนและคุณสามารถจ่ายได้เท่าไร :)
Hardware Guy บางคน

0

ตามกฎของหัวแม่มือแบนด์วิดท์และอัตราตัวอย่างควรเป็น 4 ถึง 5 เท่าของความถี่สูงสุดที่คุณต้องการวัด คุณควรทราบด้วยว่าหากสัญญาณอินพุตของคุณไม่ใช่คลื่นไซน์บริสุทธิ์ก็จะมีฮาร์โมนิกที่มีความถี่สูงกว่ามาก สำหรับการได้มาอย่างถูกต้องคุณจะต้องครอบคลุมฮาร์โมนิกเหล่านี้อย่างน้อย

ที่ความถี่ของแบนด์วิดท์สูงสุด (ที่นี่ 100 MHz) คลื่นไซน์ของความถี่นี้จะถูกลดทอนโดย 3dB โดยส่วนหน้าแบบอะนาล็อกของขอบเขต ซึ่งหมายความว่าวัดได้เพียง 70% ของมูลค่าจริง (เช่นข้อผิดพลาด 30%) อัตราตัวอย่างระบุจำนวนการวัดโดยขอบเขตต่อวินาทีนั่นคือความแม่นยำของรูปแบบของสัญญาณที่ได้รับ (1 GS / s เท่ากับ 10 การวัดบนสัญญาณ 100 MHz)

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.