Bir osiloskobun üç önemli noktası: bant genişliği, örnekleme hızı ve depolama derinliği
Bant genişliği, örnekleme hızı ve depolama derinliği dijital osiloskopların üç temel göstergesidir. Mühendislerin osiloskop bant genişliğine aşinalığı ve vurgusu ile karşılaştırıldığında, osiloskopların seçiminde, değerlendirilmesinde ve test edilmesinde örnekleme hızı ve depolama derinliği genellikle göz ardı edilir. Bu makalenin amacı, örnekleme hızı ve depolama derinliği gibi iki göstergenin önemli özelliklerini ve bunların gerçek test üzerindeki etkilerini, yaygın uygulamalarla birlikte örnekleme hızı ve depolama derinliğine ilişkin ilgili teorileri kısaca tanıtarak mühendislerin daha iyi anlamalarına yardımcı olmaktır. Aynı zamanda bir osiloskop seçerken yapılması gerekenleri anlamamıza ve osiloskop kullanmanın doğru konseptini oluşturmamıza da yardımcı olur.
Örnekleme ve depolama ile ilgili kavramları anlamaya başlamadan önce, dijital depolama osiloskopunun nasıl çalıştığını gözden geçirelim.
Giriş voltajı sinyali, bağlantı devresi aracılığıyla ön uç amplifikatöre gönderilir ve ön uç amplifikatör, osiloskobun hassasiyetini ve dinamik aralığını iyileştirmek için sinyali güçlendirir. Amplifikatörün sinyal çıkışı, örnekleme/tutma devresi tarafından örneklenir ve A/D dönüştürücü tarafından sayısallaştırılır. A/D dönüşümünden sonra sinyal dijital forma dönüşür ve hafızada saklanır. Mikroişlemci, dijitalleştirilmiş sinyal dalga biçimini bellekte işler. İlgili işlem gerçekleştirilir ve ekranda görüntülenir. Dijital depolama osiloskopu bu şekilde çalışır.
Örnekleme, örnekleme oranı
Bilgisayarların yalnızca ayrık dijital sinyalleri işleyebildiğini biliyoruz. Analog voltaj sinyali osiloskopa girdikten sonra karşılaşılan temel sorun, sürekli sinyalin sayısallaştırılmasıdır (analog/dijital dönüşüm). Genel olarak sürekli sinyallerden ayrık sinyallere geçiş sürecine örnekleme adı verilir. Sürekli sinyallerin bilgisayarlar tarafından işlenmeden önce örneklenmesi ve nicelenmesi gerekir. Bu nedenle örnekleme, dijital osiloskoplarla dalga biçimi hesaplaması ve analizinin temelini oluşturur. Bir dalga formunun voltaj genliğini eşit zaman aralıklarında ölçerek ve voltajı sekiz bitlik ikili kodla temsil edilen dijital bilgiye dönüştürerek, bu, dijital depolama osiloskopunun örneklemesidir. Örnekleme voltajları arasındaki zaman aralığı ne kadar küçük olursa, yeniden oluşturulan dalga biçimi orijinal sinyale o kadar yakın olur. Örnekleme oranı örnekleme zaman aralığıdır. Örneğin osiloskobun örnekleme hızı saniyede 10G kez (10GSa/s) ise bu, her 100ps'de bir örnek alındığı anlamına gelir.
