Основные характеристики цифровых осциллографов: частота дискретизации, полоса пропускания и разрешение

Введение
При изучении электрических сигналов необходимы цифровые осциллографы. Вам необходимо ознакомиться с наиболее важными аспектами цифрового осциллографа, если вы хотите получить максимальную отдачу от его использования. В этом разделе мы более подробно рассмотрим эти три основных параметра, а именно разрешение, полосу пропускания и частоту дискретизации.

Эти факторы оказывают значительное влияние на рабочие возможности осциллографа, а также на уровень его точности. Понимание связей, существующих между этими факторами, может помочь вам в выборе цифровой осциллограф который адаптирован к конкретным требованиям вашей работы.

Частота выборки
Частота дискретизации цифровой осциллограф является одним из наиболее важных факторов, определяющих уровень точности и надежности отображаемого сигнала. Это измерение, показывающее, сколько показаний осциллограф может зафиксировать за определенный промежуток времени.

Частота дискретизации относится к количеству выборок, которые собираются за одну секунду, и чаще всего обозначается в мегавыборках в секунду (МС/с) или гигавыборках в секунду (Гвыб/с).

Увеличение частоты дискретизации требуется, если пользователь хочет, чтобы осциллограф мог захватывать и восстанавливать сигнал с более высоким уровнем точности. Согласно теореме дискретизации Найквиста-Шеннона, ваша частота дискретизации должна быть в два раза выше максимальной частоты сигнала, чтобы вы могли правильно восстановить сигнал. Это необходимо, чтобы вы могли это сделать.

Вам понадобится осциллограф с достаточно высокой частотой дискретизации, если вы хотите иметь возможность собирать и исследовать сигналы на высоких частотах, не сталкиваясь с каким-либо наложением спектров или искажениями.

Вы можете увидеть снижение эффективной частоты дискретизации, если используете сложные аналитические инструменты, такие как математические функции формы сигнала или декодирование последовательного протокола, или если вы используете много каналов одновременно.

Оба эти фактора могут способствовать снижению эффективной частоты дискретизации. Чтобы измерения были точными, необходимо знать взаимосвязь между количеством активных каналов и частотой дискретизации.

Пропускная способность
Его «пропускная способность» относится к частотному диапазону, который он может постоянно обнаруживать и отображать, и этот термин происходит от слова «пропускная способность». Это относится к диапазону частот, в котором амплитудная характеристика осциллографа остается постоянной в пределах определенного допуска, который обычно составляет -3 дБ.

Это распространенное заблуждение, что полоса пропускания указывает на самую высокую частоту, которую можно увидеть на осциллографе в любой момент времени. С другой стороны, полоса пропускания — это диапазон частот, в котором осциллограф может выполнять точные измерения амплитуды.

Для точных измерений рекомендуется использовать осциллографы с полосой пропускания, как минимум в пять раз превышающей самую высокую частотную составляющую интересующего сигнала.

Возможности нарастания времени осциллографа являются одним из аспектов, на который влияют потребности в полосе пропускания. Время, необходимое для увеличения амплитуды сигнала с 10% до 90% от его максимального значения, называется временем нарастания.

Осциллограф с более широкой полосой пропускания, способный точно записывать и отображать сигналы с быстрым нарастанием, отлично подходит для приложений, требующих точного временного анализа и высокочастотных измерений. Эти виды измерений часто требуются в сочетании друг с другом.

Постановления
Наименьшее повышение напряжения, которое осциллограф способен точно отобразить, называется «разрешением» устройства. Количество битов, содержащихся в АЦП, который использовался для оцифровки сигнала, будет служить решающим фактором. Осциллографы обычно имеют горизонтальное разрешение 8 бит, однако это число может достигать 10 бит или даже больше.

Вертикальное разрешение осциллографа напрямую связано с его способностью обнаруживать и точно отображать даже самые незначительные изменения напряжения.

Осциллографы с более высоким разрешением способны лучше измерять слабые сигналы и обнаруживать мельчайшие колебания формы сигналов, чем осциллографы с более низким разрешением. Однако важно иметь в виду, что увеличение разрешения потенциально может также привести к увеличению минимального уровня шума, что повлияет на отношение сигнал/шум.

Вертикальное разрешение выбранного вами осциллографа должно определяться вашими требованиями к измерениям. При работе с сигналами с большой амплитудой кажется, что разрешения в 8 бит будет достаточно.

Однако более высокое разрешение в 10 бит или более может быть необходимо для приложений, требующих точных измерений напряжения или включающих сигналы с малой амплитудой. LISUN также обеспечивает лучший цифровой осциллограф.

Обработка сигнала, фоновый шум и методы обработки, встроенные в осциллограф, могут влиять на эффективное разрешение. Из-за этого очень важно иметь четкое представление об эффективном разрешении осциллографа в различных условиях эксплуатации и учитывать любые потенциальные ограничения.

Взаимодействие между частотой дискретизации, пропускной способностью и разрешением
Частота дискретизации, полоса пропускания и разрешение осциллографа — все это факторы, влияющие на общую производительность прибора. Между этими тремя аспектами инструмента существует тесная связь. Чтобы результаты измерений были достоверными, необходимо учитывать их взаимодействие.

Частота дискретизации должна быть достаточно высокой, чтобы захватить всю полосу пропускания сигнала. Согласно теореме дискретизации Найквиста-Шеннона, частота дискретизации должна быть по крайней мере в два раза больше ширины полосы сигнала, чтобы избежать появления наложения. Следовательно, важно выбрать осциллограф, частота дискретизации которого сравнима или превышает требуемую полосу пропускания.

Другими важными аспектами, которые следует учитывать в отношении разрешения, являются вертикальный диапазон и настройки чувствительности осциллографа. В то время как вертикальный диапазон определяет диапазон отображаемых напряжений, разрешение определяет наименьшее приращение напряжения, которое может быть последовательно представлено. Это противоречит тому факту, что вертикальный диапазон описывает диапазон напряжений, которые могут быть показаны.

Очень важно выбрать разрешение на основе проецируемых уровней сигнала и степени точности измерения, необходимой для того, чтобы гарантировать, что осциллограф будет правильно отображать сигнал, не страдая от чрезмерного количества шума квантования или потери информации.

Кроме того, точность, с которой осциллограф может измерять высокочастотные компоненты сигнала, обратно пропорциональна используемому параметру полосы пропускания. Используйте осциллограф с полосой пропускания, превышающей максимальную интересующую частоту, для получения надежных показаний и точного воспроизведения формы сигнала.

Важно иметь в виду, что частота дискретизации, полоса пропускания и разрешение, которые были заданы, являются самым необходимым для правильного функционирования осциллографа.

На работу осциллографа в реальных условиях может влиять множество факторов, таких как качество сигнала, параметры пробника и уровень окружающего шума.

Характеристики осциллографа необходимо тщательно пересмотреть с учетом измерений, которые планируется проводить с помощью прибора, а также среды, в которой он будет использоваться.

Заключение
Зная частоту дискретизации, полосу пропускания и разрешение цифровой осциллограф имеет жизненно важное значение для получения максимальной отдачи от него. Полоса пропускания осциллографа гарантирует, что он будет правильно измерять сигналы в указанном диапазоне частот, а частота дискретизации определяет, насколько точно они будут захвачены.

Разрешение осциллографа влияет на его способность обнаруживать и отображать незначительные изменения в сигнале, определяя наименьшее увеличение напряжения, которое может быть достоверно отображено. Выбор осциллографа, который соответствует вашим требованиям к измерениям и гарантирует точный и надежный анализ сигналов, возможен при учете взаимодействия между этими параметрами и реальными элементами, такими как шум и качество сигнала.

Lisun Компания Instruments Limited была найдена LISUN GROUP в 2003 году. LISUN система качества была строго сертифицирована ISO9001: 2015. Как член CIE, LISUN продукты разработаны на основе CIE, IEC и других международных или национальных стандартов. Все продукты прошли сертификат CE и прошли проверку подлинности в сторонней лаборатории.

Наша основная продукция гониофотометра, Интегрирующая сфера, Spectroradiometer, Генератор всплесков, Пистолеты-симуляторы ESD, Приемник EMI, Испытательное оборудование EMC, Тестер электробезопасности, Экологическая палата, Температура камеры, Климатическая камера, Тепловая камера, Тест соленых брызг, Камера для испытаний на пыль, Водонепроницаемый тест, Тест RoHS (EDXRF), Испытание светящейся проволоки и Испытание иглы на пламя.

Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна поддержка.
Технический отдел: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Отдел продаж: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Метки:ОСП-1102