Explicación de la frecuencia de muestreo y la profundidad de almacenamiento del osciloscopio
Muestreo, tasa de muestreo
Sabemos que las computadoras sólo pueden manejar señales digitales discretas. En la señal de voltaje analógica que ingresa al osciloscopio, el primer problema que enfrenta es el problema de la digitalización continua de la señal (conversión analógica/digital). Generalmente de la señal continua al proceso de señal discreta se le llama muestreo (muestreo). Las señales continuas deben muestrearse y cuantificarse para ser procesadas por la computadora; por lo tanto, el muestreo es la base de los osciloscopios digitales para operaciones y análisis de formas de onda. Al medir la amplitud del voltaje de la forma de onda en intervalos de tiempo iguales, el voltaje se convierte en ocho códigos binarios para representar la información digital, que es el muestreo del osciloscopio de almacenamiento digital. Cuanto menor sea el intervalo de tiempo entre los voltajes muestreados, más cerca estará la forma de onda reconstruida de la señal original. La frecuencia de muestreo (frecuencia de muestreo) es el intervalo de muestreo. Por ejemplo, si la velocidad de muestreo de un osciloscopio es de 10G veces por segundo (10GSa/s), esto significa que las muestras se toman cada 100ps.
Según el teorema de muestreo de Nyquist, al muestrear una señal de banda limitada con una frecuencia máxima de f, la frecuencia de muestreo SF debe ser más del doble de f para garantizar que la señal original se reconstruya completamente a partir del valor muestreado. Aquí, f se llama frecuencia de Nyquist y 2 f es la frecuencia de muestreo de Nyquist. Para una onda sinusoidal, se requieren al menos dos muestras por ciclo para garantizar que el tren de pulsos digitalizado pueda reconstruirse con mayor precisión a partir de la forma de onda original. Si la frecuencia de muestreo es menor que la frecuencia de muestreo de Nyquist, se producirá el fenómeno de aliasing.
Modo de muestreo
Cuando la señal ingresa al DSO, todas las señales de entrada se convierten antes en su conversión A/D, y la tecnología de muestreo generalmente se divide en dos categorías: modo de tiempo real y modo de tiempo equivalente.
El modo de muestreo en tiempo real (muestreo en tiempo real) se utiliza para capturar señales no repetitivas o de un solo disparo, utilizando intervalos de tiempo fijos para el muestreo. Después de dispararse una vez, el osciloscopio toma muestras del voltaje continuamente y luego reconstruye la forma de onda de la señal en función de los puntos de muestreo.
El muestreo de tiempo equivalente (muestreo de tiempo equivalente) consiste en muestrear la forma de onda periódica en diferentes ciclos y luego los puntos de muestreo se unen para reconstruir la forma de onda (https://www.dgzj.com/ Electrician's Home) en orden. Para obtener suficientes puntos de muestreo, se necesitan múltiples activadores. El muestreo de tiempo equivalente también incluye el muestreo secuencial y el muestreo aleatorio repetitivo. El uso del modo de muestreo de tiempo equivalente debe cumplir dos requisitos previos: 1. La forma de onda debe repetirse; 2. Debe poder activarse de forma estable.
El ancho de banda del osciloscopio en modo de muestreo en tiempo real depende de la velocidad de muestreo máxima del convertidor A/D y del algoritmo de interpolación utilizado. Es decir, el ancho de banda en tiempo real del osciloscopio está relacionado con el algoritmo A/D y de interpolación utilizado por el DSO.
Aquí se hace otra referencia al concepto de ancho de banda en tiempo real, el ancho de banda en tiempo real, también conocido como ancho de banda de almacenamiento efectivo, es un osciloscopio de almacenamiento digital que utiliza un método de muestreo en tiempo real cuando el ancho de banda. Tantos conceptos de ancho de banda pueden haberlo vuelto loco, aquí para resumir: el ancho de banda DSO se divide en ancho de banda analógico y ancho de banda de almacenamiento. Por lo general, decimos que el ancho de banda se refiere al ancho de banda analógico del osciloscopio, es decir, el ancho de banda del panel del osciloscopio generalmente está etiquetado. El ancho de banda de almacenamiento es el ancho de banda digital teórico calculado según el teorema de Nyquist, que es sólo un valor teórico.
