Principios del osciloscopio de almacenamiento digital
Los osciloscopios de almacenamiento digital se diferencian de los osciloscopios analógicos generales en que convierten las señales de voltaje analógicas recopiladas en señales digitales, que son analizadas, procesadas, almacenadas, mostradas o impresas por el microordenador interno. Estos osciloscopios suelen tener capacidades programables y de control remoto, a través de la interfaz GpIB también se pueden transmitir a la computadora y otros equipos externos para su análisis y procesamiento.
Su proceso de trabajo se divide generalmente en dos etapas de almacenamiento y exhibición. En la etapa de almacenamiento, la primera señal analógica que se mide mediante el muestreo y la cuantificación, se convierte en señales digitales mediante el convertidor A/D, se almacena secuencialmente en la RAM, cuando la frecuencia de muestreo es lo suficientemente alta, se puede lograr el almacenamiento de la señal sin distorsión. . Cuando sea necesario observar esta información, siempre que la frecuencia adecuada de esta información desde la memoria RAM de acuerdo con el orden original del convertidor D/A y el filtrado LpE enviado al osciloscopio se pueda observar después de la restauración de la forma de onda. .
El tiempo de persistencia del fósforo p31 en el CRT de un osciloscopio analógico normal es inferior a 1 ms. En algunos casos, un CRT con fósforo p7 puede dar un tiempo de persistencia de aproximadamente 300 ms. Mientras una señal esté iluminada por el fósforo, el CRT mostrará continuamente la forma de onda de la señal. Cuando se elimina la señal, el barrido en el CRT con material p31 se atenúa rápidamente, mientras que el barrido en el CRT con material p7 permanece un poco más.
Entonces, ¿qué pasa si la señal es solo unas pocas veces por segundo, o el período de la señal es solo unos pocos segundos, o incluso la señal solo se transmite una vez? En este caso, las señales son casi, si no completamente, inobservables usando los osciloscopios analógicos que hemos descrito anteriormente.
El llamado almacenamiento digital consiste en almacenar la señal en el osciloscopio en forma de código digital. Después de que la señal ingresa al osciloscopio de almacenamiento digital, o DSO, y antes de que la señal llegue al circuito de desviación del CRT (Figura 1), el osciloscopio toma muestras del voltaje de la señal a intervalos regulares. Luego, estas muestras se convierten utilizando un convertidor analógico/digital (ADC) para producir una palabra binaria que representa cada voltaje muestreado. Este proceso se llama digitalización.
Los valores binarios obtenidos se almacenan en la memoria. La velocidad a la que se muestrea la señal de entrada se denomina frecuencia de muestreo. La frecuencia de muestreo está controlada por el reloj de muestreo. Para uso general, la velocidad de muestreo oscila entre 20 megabits por segundo (20 MS/s) y 200 MS/s. Los datos almacenados en la memoria se utilizan para reconstruir la forma de onda de la señal en la pantalla del osciloscopio. Por lo tanto, el circuito entre el conector de señal de entrada en el DSO y el osciloscopio CRT es más que un simple circuito analógico. Las formas de onda de las señales de entrada se almacenan en la memoria antes de mostrarse en el CRT, y las formas de onda que vemos en la pantalla del osciloscopio son siempre las formas de onda reconstruidas a partir de los datos capturados, no las formas de onda directas de las señales agregadas a los conectores de entrada. .
