Osiloskop Örnekleme Hızı ve Depolama Derinliği Açıklaması
Örnekleme, Örnekleme Oranı
Bilgisayarların yalnızca ayrık dijital sinyalleri işleyebildiğini biliyoruz. Analog voltaj sinyalinin osiloskopa aktarılmasında karşılaşılan ilk problem, sürekli sinyalin sayısallaştırılması (analog/dijital dönüşüm) problemidir. Genellikle sürekli sinyalden, örnekleme (örnekleme) adı verilen ayrık sinyal sürecine kadar olan süreç. Sürekli sinyallerin bilgisayar tarafından işlenmek üzere örneklenmesi ve ölçülmesi gerekir, bu nedenle örnekleme, dalga biçimi işlemleri ve analizi için dijital osiloskopların temelidir. Dalga formunun voltaj genliği eşit zaman aralıklarında ölçülerek voltaj, dijital depolama osiloskop örneklemesi olan dijital bilgiyi temsil edecek sekiz ikili koda dönüştürülür. Örneklenen voltajlar arasındaki zaman aralığı ne kadar küçük olursa, yeniden oluşturulan dalga biçimi orijinal sinyale o kadar yakın olur. Örnekleme oranı (örnekleme oranı) örnekleme aralığıdır. Örneğin, bir osiloskopun örnekleme hızı saniyede 10G kez (10GSa/s) ise bu, örneklerin her 100ps'te bir alındığı anlamına gelir.
Nyquist Örnekleme Teoremine göre, maksimum f frekansıyla bant sınırlı bir sinyal örneklenirken, orijinal sinyalin örneklenen değerden tamamen yeniden yapılandırılmasını sağlamak için örnekleme frekansı SF, f'nin iki katından daha büyük olmalıdır. Burada f, Nyquist frekansı, 2 f ise Nyquist örnekleme hızıdır. Sinüs dalgası için, dijitalleştirilmiş darbe dizisinin orijinal dalga formundan daha doğru bir şekilde yeniden oluşturulabilmesini sağlamak amacıyla döngü başına en az iki örnek gerekir. Örnekleme hızının Nyquist örnekleme hızından düşük olması Aliasing olgusuna yol açacaktır.
Örnekleme Modu
Sinyal DSO'ya girdiğinde, örnekleme ihtiyacından önce tüm giriş sinyalleri A/D dönüşümünde, örnekleme teknolojisi genellikle iki kategoriye ayrılır: gerçek zamanlı mod ve eşdeğer zaman modu.
Gerçek zamanlı örnekleme (gerçek zamanlı örnekleme) modu, örnekleme için sabit zaman aralıkları kullanılarak tekrarlanmayan veya tek seferlik sinyalleri yakalamak için kullanılır. Bir kez tetiklendikten sonra osiloskop voltajı sürekli olarak örnekler ve ardından örnekleme noktalarına göre sinyal dalga biçimini yeniden oluşturur.
Eşdeğer zamanlı örnekleme (eşdeğer zamanlı örnekleme), periyodik dalga formunun farklı döngülerde örneklenmesi ve ardından örnekleme noktalarının dalga formunu yeniden oluşturmak için birbirine eklenmesidir (https://www.dgzj.com/ Electrician's Home). Yeterli örnekleme noktası elde etmek için birden fazla tetikleyiciye ihtiyaç vardır. Eşdeğer zamanlı örnekleme aynı zamanda sıralı örneklemeyi ve rastgele tekrarlanan örneklemeyi de içerir. Eşdeğer zamanlı örnekleme modunun kullanımı iki ön koşulu karşılamalıdır: 1. Dalga biçimi tekrarlanmalıdır; 2. Stabil bir şekilde tetiklenebilmelidir.
Gerçek zamanlı örnekleme modunda osiloskopun bant genişliği, A/D dönüştürücünün maksimum örnekleme hızına ve kullanılan enterpolasyon algoritmasına bağlıdır. Yani osiloskopun gerçek zamanlı bant genişliği, DSO tarafından kullanılan A/D ve enterpolasyon algoritmasıyla ilgilidir.
Burada gerçek zamanlı bant genişliği kavramına bir başka referans, gerçek zamanlı bant genişliği aynı zamanda etkili depolama bant genişliği olarak da bilinir, bant genişliği gerçek zamanlı örnekleme yöntemini kullanan bir dijital depolama osiloskopudur. Pek çok bant genişliği kavramı sizi çılgına çevirmiş olabilir, özetlemek gerekirse: DSO bant genişliği, analog bant genişliği ve depolama bant genişliğine bölünmüştür. Genellikle bant genişliğinin osiloskobun analog bant genişliğine karşılık geldiğini söyleriz, yani osiloskop panelinin bant genişliği genellikle etiketlenir. Depolama bant genişliği, yalnızca teorik bir değer olan Nyquist teoremine göre hesaplanan teorik dijital bant genişliğidir.
