Comparación de osciloscopios digitales y osciloscopios analógicos.
Las características de frecuencia de un osciloscopio analógico están determinadas por el amplificador vertical y el tubo catódico del osciloscopio. En la década de 1980, se introdujeron el procesamiento digital y los microprocesadores en los osciloscopios y aparecieron los osciloscopios digitales. Hoy en día, los osciloscopios analógicos se denominan osciloscopios analógicos en tiempo real (ART) y los osciloscopios digitales se denominan osciloscopios de almacenamiento digital (DSO).
ART requiere amplificadores y tubos de osciloscopio de rayos catódicos que sean compatibles con el ancho de banda. A medida que aumenta la frecuencia, los requisitos del proceso para los tubos de osciloscopio de rayos catódicos son estrictos, el costo aumenta y existen cuellos de botella. DSO sólo necesita un convertidor A/D de alta velocidad que sea adecuado para el ancho de banda. Para otras modulaciones, no se pueden observar gráficos tridimensionales; la capacidad de almacenamiento de formas de onda no es suficiente y la forma de onda no se puede procesar, etc.
En la actualidad, las deficiencias del DSO se han superado básicamente, pero no todo el buen rendimiento se refleja en el mismo osciloscopio. Es decir, cada DSO tendrá ciertas características y algunas deficiencias. Debes prestar atención a la comparación al elegir un modelo. Algunos modelos de DSO tienen la misma velocidad de actualización de formas de onda que ART, pero algunos modelos de DSO no. Un tipo de DSO tiene la capacidad de visualización de gráficos 3D de ART, pero la mayoría de los DSO no tienen esta capacidad. El ancho de banda en tiempo real de la mayoría de los DSO es el mismo que el ancho de banda de un solo disparo, pero también hay DSO que solo garantizan el ancho de banda en tiempo real.
Todos los DSO antes mencionados contienen convertidores A/D y microprocesadores. De esta manera, agregar una tarjeta enchufable a una PC también puede constituir un DSO, pero generalmente la frecuencia de muestreo es menor, las funciones son menores y el precio es económico. También hay módulos DSO que utilizan bus VXI y complementos DSO montados en bastidor.
La memoria del DSO es el segundo componente más importante del osciloscopio después del convertidor A/D. Almacena muestras de la señal medida para que los convertidores D/A posteriores restablezcan la forma de onda. La capacidad de almacenamiento actual puede alcanzar más de 1 millón.
El DSO ordinario tiene una resolución vertical de 8-bits, es decir, hay 256 muestras por escaneo, lo que requiere 256 puntos de almacenamiento, lo que equivale a 256 bytes. Si se aumenta la resolución y se expande el eje horizontal 10 veces, equivale a 20K bytes; el eje vertical también se expande 10 veces, lo que equivale a 40K bytes. Se puede ver que el DSO debe tener al menos 2 Kbytes y un DSO medio debe tener más de 40 Kbytes. Si desea grabar 10 veces la forma de onda anterior, necesitará al menos 400 KB. Por tanto, la capacidad de almacenamiento es importante.
A su vez, la capacidad de almacenamiento también afecta la velocidad de escaneo. Por ejemplo, si una memoria con solo 50 000 puntos por escaneo registra datos de 100 μs, el intervalo de muestreo es de 2 ns. En este momento, la velocidad de muestreo es equivalente a 500 MS/s. Calculado en base a una frecuencia de muestreo igual a 4 veces el ancho de banda, en tiempo real El ancho de banda es igual a 125MHz. Obviamente, si es necesario aumentar la velocidad de muestreo a 1000 MS/s, registrar 100 μs de datos requiere 100 000 puntos de memoria.
Para almacenar un gráfico completo, suponiendo que el tamaño del píxel es 1024×512=0.5M bits, cuatro gráficos requieren 2M de bits de almacenamiento. También se requiere almacenamiento adicional en el análisis FFT para comparar los componentes de la nueva forma de onda con las formas de onda de referencia o las formas de onda almacenadas para comparar. Para facilitar el almacenamiento de formas de onda, algunos DSO también proporcionan disquetes o discos duros para la grabación de datos.
