Componentes del osciloscopio virtual
Características del osciloscopio virtual.
La interfaz USB actualmente ampliamente utilizada se utiliza para hacer que la interfaz entre instrumentos virtuales y computadoras sea más conveniente y la velocidad de comunicación sea mayor; se utiliza un chip de conversión analógico a digital (ADC) de alta velocidad para el muestreo de alta velocidad; se utiliza un microcontrolador de alto rendimiento para el control y una memoria de gran capacidad (RAM) de alta velocidad guarda los datos de muestreo en tiempo real, mejorando el rendimiento del instrumento; utilizando el lenguaje Labview para diseñar una aplicación informática host, que puede realizar la visualización de formas de onda, así como el análisis y procesamiento de datos.
Componentes de un osciloscopio virtual
(1) Adquisición y control de señales. Es una plataforma de hardware compuesta por computadoras y hardware de instrumentos para realizar la recolección, medición, conversión y control de señales.
(2) Análisis y procesamiento de datos. El osciloscopio virtual aprovecha al máximo las funciones de almacenamiento y computación de la computadora y analiza y procesa las señales de datos de entrada a través del software. El contenido de procesamiento incluye filtrado digital, estadísticas de datos, análisis numérico, etc. Desde la perspectiva del análisis de datos, los osciloscopios virtuales tienen capacidades de análisis de datos más poderosas que los instrumentos tradicionales.
(3) Visualización de los resultados de la medición. El osciloscopio virtual aprovecha al máximo los recursos informáticos, como pantallas, memorias, etc., para expresar y generar resultados de medición de diversas formas. Sus formas de salida incluyen la transmisión de datos a larga distancia a través de la red de bus, la salida de copias a través de discos y discos ópticos y la salida en el disco duro. Un método para almacenar datos y generarlos a través de una interfaz gráfica como la pantalla de una computadora.
Parámetros técnicos del osciloscopio virtual.
Cuestiones a las que se debe prestar atención al utilizar el osciloscopio virtual
Distinguir entre ancho de banda analógico y ancho de banda digital en tiempo real
El ancho de banda es una de las especificaciones más importantes de un osciloscopio. El ancho de banda es un valor fijo, mientras que el ancho de banda del osciloscopio virtual tiene dos tipos: ancho de banda analógico y ancho de banda digital en tiempo real. El ancho de banda más alto que puede lograr un osciloscopio virtual mediante el uso de tecnología de muestreo secuencial o aleatorio para señales repetitivas es el ancho de banda digital en tiempo real del osciloscopio. El ancho de banda digital en tiempo real está relacionado con la frecuencia de digitalización más alta y el factor K de la tecnología de reconstrucción de formas de onda (ancho de banda digital en tiempo real=tasa de digitalización más alta/K) generalmente no se proporciona directamente como indicador. De las definiciones de los dos anchos de banda se puede ver que el ancho de banda analógico solo es adecuado para la medición de señales periódicas repetitivas, mientras que el ancho de banda digital en tiempo real es adecuado para la medición tanto de señales repetitivas como de señales únicas. El fabricante afirma que el ancho de banda del osciloscopio puede alcanzar varios megabytes, pero en realidad se refiere al ancho de banda analógico. El ancho de banda digital en tiempo real es inferior a este valor. Por ejemplo, el ancho de banda del TES520B de TEK es de 500 MHz, lo que en realidad significa que su ancho de banda analógico es de 500 MHz, mientras que el ancho de banda digital en tiempo real más alto solo puede alcanzar los 400 MHz, que es mucho menor que el ancho de banda analógico. Por lo tanto, al medir una sola señal, debe consultar el ancho de banda digital en tiempo real del osciloscopio virtual; de lo contrario, se producirán errores inesperados en la medición.
Acerca de la frecuencia de muestreo: La frecuencia de muestreo también se denomina tasa de digitalización y se refiere al número de muestras de la señal de entrada analógica por unidad de tiempo, a menudo expresada en MS/s. La frecuencia de muestreo es una especificación importante de un osciloscopio virtual. Si la frecuencia de muestreo no es suficiente, es fácil que se produzca aliasing.
Si la señal de entrada del osciloscopio es una señal sinusoidal de 100 KHz, pero la frecuencia de la señal mostrada por el osciloscopio es de 50 KHz, esto se debe a que la frecuencia de muestreo del osciloscopio es demasiado lenta, lo que genera un alias. El alias se produce cuando la frecuencia de la forma de onda mostrada en la pantalla es inferior a la frecuencia real de la señal, o la forma de onda mostrada es inestable aunque el disparador del osciloscopio esté encendido. La generación de alias se muestra en la Figura 1. Luego, para una forma de onda de frecuencia desconocida, puede juzgar si la forma de onda mostrada tiene un alias de esta manera: cambie lentamente la velocidad de barrido t/div a un archivo de base de tiempo más rápido y vea si el Los parámetros de frecuencia de la forma de onda cambian bruscamente. Si es así, significa que se ha producido un alias de forma de onda; o la forma de onda de vibración se ha estabilizado en una base de tiempo más rápida, lo que también significa que se ha producido un alias de forma de onda. Según el teorema de Nyquist, la frecuencia de muestreo debe ser al menos dos veces mayor que el componente de alta frecuencia de la señal para evitar el aliasing. Por ejemplo, una señal de 500 MHz requiere una velocidad de muestreo de al menos 1 GS/s. Hay varias formas de evitar simplemente que se produzcan alias:
?Usar configuración automática
?Ajustar la velocidad de escaneo;
Intente cambiar el modo de recopilación al modo envolvente o al modo de detección de picos, porque el modo envolvente busca valores extremos en múltiples registros de recopilación, mientras que el modo de detección de picos busca los valores máximos y mínimos en un solo registro de recopilación. Ambos métodos pueden detectar cambios de señal más rápidos.
