Bantuan dengan osiloskop

13

Saya sedikit bingung. Tolong bantu saya untuk membuat semuanya jelas. Saya ingin membeli osiloskop dan menemukan dua model yang cocok untuk saya.

  1. Rigol DS1102E
  2. Rigol DS1102CA

Tapi saya tidak mengerti perbedaan di antara mereka. Saya membaca bahwa DS1102E memiliki 1 GSa / s sampling rate dan DS1102CA memiliki 2 GSa / s. BAIK. Tapi apa yang diberikannya dalam praktik? Kedua osiloskop memiliki bandwidth 100MHz, jadi saya tidak akan menemukan perbedaan dalam gambar sinyal di layar. Apakah saya benar? Jadi bisakah Anda menjelaskan kepada saya apa arti dari 'sampling rate' dan 'bandwidth' untuk osiloskop modern? Dan apa perbedaan antara hal-hal ini?

George Gaál
sumber

Jawaban:

14

Bandwidth yang sama berarti keduanya akan memiliki atenuasi yang sama untuk sinyal. Ini pada dasarnya berarti bahwa 100MHz adalah frekuensi cutoff untuk kedua cakupan.

Sampel per detik adalah resolusi ruang lingkup. Jika Anda memperbesar sinyal, titik data yang tidak diinterpolasi akan terpisah 0,5 ns untuk lingkup 2GSa / s dan 1 ns terpisah untuk 1GSa / s. Aturan praktisnya adalah Anda dapat secara akurat mengukur sinyal 100MHz dengan cakupan 1GSa / s dan sinyal 200MHz dengan 2GSa / s (~ 10 sampel / Hz)

Jelas semakin banyak sampel maka representasi yang lebih baik dari sinyal asli Anda. Anda hanya perlu mempertimbangkannya dengan selisih biaya.

Samuel
sumber
19

Sementara jawaban lain memberikan penjelasan yang baik tentang apa yang sebenarnya terjadi, saya pikir mereka berdua kehilangan titik memiliki 2 GSa / s pada lingkup 100 MHz.

Poin utama yang menarik adalah cara lingkup umumnya melakukan pengambilan sampel. Mereka sering memiliki sejumlah konverter analog ke digital yang dapat dihubungkan ke saluran yang berbeda. Proses yang sering mereka gunakan untuk sampel sinyal disebut interleaving. Pada dasarnya konverter diatur sehingga konverter pertama mengambil sampel sinyal pada saluran dan mulai memprosesnya, kemudian konverter berikutnya mengambil sampel sinyal dan mulai memprosesnya, lalu konverter ketiga dan seterusnya hingga semua konverter mengambil sampel. Setelah itu, konverter pertama mengambil sampel lagi dan yang kedua dan seterusnya. Jadi pada dasarnya siklus berulang. Ini memungkinkan penggunaan konverter analog ke digital yang lebih lambat dan lebih murah, tetapi memiliki efek negatif pada akurasi, karena sampel tidak akan sama jauhnya.

Jadi apa yang terjadi ketika Anda memiliki cakupan dua saluran dan hanya menggunakan satu saluran? Yah, semua konverter hanya bekerja dengan satu saluran dan akan memberikan representasi sinyal terbaik yang mereka bisa. Tetapi jika Anda mengaktifkan saluran kedua juga, setengah dari konverter akan beralih ke saluran kedua dan setengahnya akan tetap bekerja dengan saluran pertama.

Seperti yang sudah ditulis, aturan praktisnya adalah memiliki 1 GSa / s per 100 MHz bandwidth. Jadi jika Anda mengambil lingkup 100 MHz yang memiliki laju sampling 1 GSa / s, maka Anda dapat secara efektif menggunakan hanya satu saluran pada bandwidth penuh! Jika Anda ingin menggunakan kedua saluran, Anda tidak dapat menggunakannya dengan frekuensi lebih tinggi dari 50 MHz, atau Anda akan mendapatkan artefak pengambilan sampel.

Di sisi lain, jika Anda memiliki cakupan dua saluran 2 MHz 100 MHz, Anda bisa mendapatkan tampilan yang lebih baik dari satu sinyal 100 MHz atau Anda bisa mendapatkan pandangan yang baik dari dua saluran 100 MHz, yang akan bermasalah hanya dengan 1 GSa / s cakupan.

Jadi bagaimana ini berlaku untuk Anda: Mari kita lihat situs web produk. Untuk Rigol DS1102CA , dikatakan dalam spesifikasi Real-time Sample Rate 2 GSa/s(each channel),1 GSa/s(dual channels), yang berarti bahwa situasi yang saya jelaskan berlaku di sini. Dari situs untuk Rigol DS1102E , ia mengatakan di bawah spesifikasi: Real-time Sample Rate 1 GSa/s(each channel),500 MSa/s(dual channels).

Jadi pada akhirnya DS1102E dapat bekerja sebagai 100 MHz satu saluran lingkup atau 50 MHz dua saluran lingkup, sedangkan Rigol DS1102CA adalah 100 MHz dua saluran lingkup nyata.

Sedikit info tambahan: Seperti yang saya katakan sebelumnya, ruang lingkupnya buruk untuk menggunakan beberapa konverter analog ke digital untuk satu saluran, karena jarak waktu antara sampel tidak akan persis sama. Masalah ini pada awalnya diselesaikan dengan sangat hati-hati dalam merutekan sinyal jam untuk konverter sehingga jam mencapai semua konverter pada saat yang sama. Solusi lain (terkadang lebih baik) adalah menggunakan konverter multichannel. Biasanya lebih mudah untuk merutekan sinyal clock sehingga mencapai semua saluran pada satu chip pada saat yang sama daripada merutekan sinyal clock sehingga mencapai semua chip yang terpisah secara fisik pada waktu yang sama. Beberapa konverter menggunakan trik lain juga. Misalnya satu saluran dapat dipicu pada kemiringan positif jam sedangkan yang kedua mungkin dipicu pada kemiringan negatif jam.

AndrejaKo
sumber
Ini jawaban terbaik di sini!
Léo Léopold Hertz 준영
4

Laju sampling adalah laju di mana cakupan a / d akan mengambil sampel sinyal dan mengubahnya menjadi piksel pada layar Anda sehingga Anda dapat melihatnya. Lingkup Anda pada dasarnya mengambil sampel sinyal dan titik plot pada laju sampel dan kemudian menggambar garis atau kurva di antara setiap titik. Semakin banyak titik sampel yang Anda dapatkan, semakin akurat atau benar sinyal yang akan Anda lihat.

Bandwidth adalah bandwidth input -3dB untuk ruang lingkup, jadi ia memberi tahu Anda frekuensi maksimum yang dapat dilihatnya. Aturan praktis yang lama adalah mendapatkan bandwidth yang dua kali frekuensi Anda, meskipun kadang-kadang 3 atau lebih dapat membantu tergantung pada apa yang Anda kerjakan dan apa yang perlu Anda lihat.

Inilah artikel referensi tentang semua fitur osiloskop.

Guy Perangkat Keras
sumber
3
Meskipun teorema pengambilan sampel memberi tahu kami bahwa Anda perlu mengambil sampel dengan laju (lebih dari) dua kali frekuensi tertinggi. komponen sinyal untuk MEMASANGI semua informasi dalam sinyal, tentu saja itu tidak berlaku untuk MELIHAT sinyal dalam domain waktu. Gelombang sinus 22 kHz tidak akan terlihat seperti gelombang sinus jika sampel pada 44,1 kHz. Artikel yang Anda tautkan menyatakan "aturan praktis" bahwa laju pengambilan sampel harus 3 hingga 4 kali bandwidth, tetapi saya merasa seperti semua cakupan Tektronix yang telah saya kerjakan memiliki tingkat sampling 10 kali bandwidth mereka.
GummiV
Ya, tek 100MHz saya yang saya miliki di rumah memiliki tingkat 1GS / s, namun 13Ghz Lecroy saya memiliki tingkat 40GS / s per saluran. Jadi itu tergantung pada peralatan yang Anda miliki, seberapa cepat Anda pergi, dan berapa banyak Anda dapat membayar :)
Some Hardware Guy
0

Sebagai aturan praktis bandwidth dan laju sampel harus 4 hingga 5 kali frekuensi maksimum yang ingin Anda ukur. Anda juga harus menyadari bahwa jika sinyal input Anda bukan gelombang sinus murni, itu juga mengandung harmonik dengan frekuensi yang jauh lebih tinggi. Untuk akuisisi yang akurat Anda harus membahas setidaknya beberapa harmonisa ini.

Pada frekuensi bandwidth maksimum (di sini 100 MHz) gelombang sinus frekuensi ini dilemahkan oleh 3dB oleh frontend analog lingkup. Ini berarti diukur hanya 70% dari nilai sebenarnya (mis. 30% kesalahan). Laju sampel menentukan berapa banyak pengukuran yang dilakukan oleh lingkup per detik yaitu seberapa akurat bentuk sinyal diperoleh (1 GS / s sama dengan 10 pengukuran pada sinyal 100 MHz).

AaT
sumber