Milyen mintavételezési frekvencia szükséges a különféle jelek oszcilloszkóppal történő méréséhez?
A szondán keresztül jelet viszünk be az oszcilloszkópba. Miután a mért jel áthaladt az oszcilloszkóp elülső végén található erősítő, csillapító és egyéb jelkondicionáló áramkörökön, a nagy sebességű ADC analóg-digitális átalakító jelmintavételezést és digitális kvantálást végez. Az oszcilloszkóp mintavételezési frekvenciája a bemeneti jel analóg-digitális átalakítása. A mintavételezési óra frekvenciája az átalakítás során laikus kifejezéssel a mintavételezési intervallum. Minden mintavételi időközönként egy mintavételi pontot kell gyűjteni. Például az 1GSa/s mintavételezési sebesség azt jelenti, hogy az oszcilloszkóp másodpercenként 1 milliárd mintavételi pontot képes gyűjteni. Ekkor a mintavételi intervallum 1 nanoszekundum.
A valós idejű oszcilloszkópok esetében jelenleg általánosan a valós idejű mintavételezési módszert használják. Az úgynevezett valós idejű mintavételezés lényege, hogy a mért hullámforma jelen egyenlő időközönként folyamatos nagy sebességű mintavételezést hajtanak végre, majd ezen folyamatosan mintavételezett mintapontok alapján rekonstruálják vagy visszaállítják a hullámformát. A valós idejű mintavételi folyamat során nagyon fontos annak biztosítása, hogy az oszcilloszkóp mintavételezési sebessége sokkal gyorsabb legyen, mint a mért jel változása.
Szóval mennyivel gyorsabb? A Nyquist-törvény a digitális jelfeldolgozásban azt mondja, hogy ha a mért jel sávszélessége korlátozott, akkor a jel mintavételezésénél és kvantálásánál, ha a mintavételezési frekvencia több mint kétszerese a mért jel sávszélességének, akkor teljesen rekonstruálható, ill. a jelben hordozott információ visszaállítása álnév nélkül.
Ezután csökkentjük az idő hangját, így a mintavételi sebesség nagyobb lesz. A mintavételezési frekvenciát addig állítjuk, amíg a mintavételezési frekvencia a jelfrekvencia 2-szerese és 10-szerese lesz, hogy megfigyeljük a jelváltozásokat, azaz 2MSa/s és 10MSa/s. Az alábbi ábrán a bal oldali jel 2MSa/s mintavételezési frekvenciájú. Látható, hogy a jel frekvenciája visszaváltozott 1MHz-re, ami a jel megfelelő frekvenciaértéke. De az eredeti szinuszhullám háromszöghullámmá vált, és a hullámforma torzult. Amikor a mintavételezési frekvencia 10MSa/s-ra változik, ami az alábbi ábra jobb oldalán látható jel, akkor látható, hogy a jel egyre közelebb kerül egy szinuszhullámhoz, de még mindig nem túl szép.
