Az oszcilloszkóp három kulcspontja: sávszélesség, mintavételezési sebesség és tárolási mélység
A sávszélesség, a mintavételezési sebesség és a tárolási mélység a digitális oszcilloszkópok három fő mutatója. A mérnökök által az oszcilloszkópok sávszélességével kapcsolatos ismereteihez és hangsúlyaihoz képest gyakran figyelmen kívül hagyják a mintavételezési sebességet és a tárolási mélységet az oszcilloszkópok kiválasztása, értékelése és tesztelése során. Ennek a cikknek az a célja, hogy segítse a mérnököket jobban megérteni a két mutató, a mintavételi sebesség és a tárolási mélység fontos jellemzőit, valamint ezek hatását a tényleges tesztelésre azáltal, hogy röviden bemutatja a mintavételezési sebesség és tárolási mélység vonatkozó elméleteit, kombinálva a közös alkalmazásokkal. Segít abban is, hogy megértsük az oszcilloszkóp kiválasztásakor felmerülő kompromisszumokat, és meghatározzuk az oszcilloszkóp használatának helyes koncepcióját.
Mielőtt elkezdenénk megérteni a mintavételezés és tárolás kapcsolódó fogalmait, tekintsük át a digitális tárolóoszcilloszkóp működését.
A bemeneti feszültségjelet a csatoló áramkörön keresztül továbbítják a front-end erősítőhöz, a front-end erősítő pedig felerősíti a jelet az oszcilloszkóp érzékenységének és dinamikatartományának javítása érdekében. Az erősítő által kibocsátott jelet a mintavételezési/tartási áramkör mintavételezi, és az A/D konverter digitalizálja. Az A/D átalakítás után a jel digitális formává válik és a memóriában tárolódik. A mikroprocesszor feldolgozza a digitalizált jel hullámformáját a memóriában. Megtörténik a megfelelő feldolgozás, amely megjelenik a kijelzőn. Így működik a digitális tároló oszcilloszkóp.
Mintavétel, mintavételi gyakoriság
Tudjuk, hogy a számítógépek csak diszkrét digitális jeleket képesek feldolgozni. Az analóg feszültségjel oszcilloszkópba kerülése után az elsődleges probléma a folyamatos jel digitalizálása (analóg/digitális átalakítása). Általában a folyamatos jelektől a diszkrét jelekig terjedő folyamatot mintavételezésnek nevezik. A folyamatos jelekből mintát kell venni és kvantálni kell, mielőtt számítógépekkel feldolgozhatnák őket. Ezért a mintavétel az alapja a hullámforma-számításnak és a digitális oszcilloszkópokkal történő elemzésnek. Egy hullámforma feszültségamplitúdójának egyenlő időközönkénti mérésével és a feszültség digitális információvá alakításával, amelyet egy nyolc bites bináris kód képvisel, ez a digitális tárolóoszcilloszkóp mintavételezése. Minél kisebb a mintavételezési feszültségek közötti időintervallum, annál közelebb van a rekonstruált hullámforma az eredeti jelhez. A mintavételi gyakoriság a mintavételi időintervallum. Például, ha az oszcilloszkóp mintavételi sebessége 10 G-szor másodpercenként (10 GSa/s), ez azt jelenti, hogy minden 100ps-ként mintát vesznek.
