Bir osiloskopla çeşitli sinyal türlerini ölçmek için hangi örnekleme hızına ihtiyaç vardır?
Prob aracılığıyla osiloskopa bir sinyal giriyoruz. Ölçülen sinyal, osiloskobun ön ucundaki amplifikasyon, zayıflama ve diğer sinyal koşullandırma devrelerinden geçtikten sonra, yüksek hızlı ADC analog-dijital dönüştürücü, sinyal örnekleme ve dijital nicemleme işlemini gerçekleştirir. Osiloskopun örnekleme hızı, giriş sinyalinin analogdan dijitale dönüşümüdür. Dönüştürme sırasında örnekleme saatinin frekansı, sıradan kişiler için örnekleme aralığıdır. Her örnekleme aralığında bir örnekleme noktası toplanır. Örneğin, 1GSa/s örnekleme hızı, osiloskobun saniyede 1 milyar örnekleme noktası toplama yeteneğine sahip olduğu anlamına gelir. Şu anda örnekleme aralığı 1 nanosaniyedir.
Gerçek zamanlı osiloskoplar için gerçek zamanlı örnekleme yöntemi şu anda yaygın olarak kullanılmaktadır. Gerçek zamanlı örnekleme olarak adlandırılan yöntem, ölçülen dalga biçimi sinyali üzerinde eşit aralıklarla sürekli yüksek hızlı örnekleme gerçekleştirmek ve ardından sürekli olarak örneklenen bu örnek noktalara dayalı olarak dalga biçimini yeniden oluşturmak veya eski haline getirmektir. Gerçek zamanlı örnekleme sürecinde osiloskopun örnekleme hızının, ölçülen sinyalin değişiminden çok daha hızlı olmasını sağlamak çok önemlidir.
Peki ne kadar hızlı? Dijital sinyal işlemede Nyquist yasası, eğer ölçülen sinyalin bant genişliği sınırlıysa, o zaman sinyalin örneklenmesi ve nicelenmesi sırasında, örnekleme hızı ölçülen sinyalin bant genişliğinin iki katından fazlaysa, tamamen Yeniden Oluşturulabileceğini veya Sinyalde taşınan bilgiyi takma ad olmadan kurtarın.
Daha sonra, örnekleme hızının artması için zaman tonunu küçülteceğiz. Sinyal değişikliklerini yani 2MSa/s ve 10MSa/s'yi gözlemlemek için örnekleme hızı sinyal frekansının 2 katı ve 10 katı olana kadar örnekleme hızını ayarlayacağız. Aşağıdaki şekilde soldaki sinyal 2MSa/s örnekleme hızındadır. Sinyalin frekansının, sinyalin doğru frekans değeri olan 1MHz'e geri döndüğünü görebilirsiniz. Ancak orijinal sinüs dalgası üçgen dalga haline geldi ve dalga biçimi bozuldu. Örnekleme hızı aşağıdaki şeklin sağ tarafındaki sinyal olan 10MSa/s'ye değiştiğinde sinyalin sinüs dalgasına giderek yaklaştığını görebilirsiniz ancak yine de çok güzel değil.
