Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №6

Давайте рассмотрим пример с 500 МГц осциллографом, который применяет интерполяцию sin(x)/x. Для этого осциллографа минимальная частота дискретизации на канал для поддержания полосы частот в 500 МГц на каждом канале должна составлять 4 X (500 МГц), или 2 ГГц/сек на каждый канал! (К примеру: TDS3054B имеет независимые АЦП для каждого канала обеспечивая 5 ГГц/с на каждый канал, гарантируя тем самым значительный запас по частоте выборки.) Но некоторые производители 500 МГц осциллографов, рекламируя свою продукцию на рынке, заявляют о том, что их осциллографы используют дискретизацию 2 ГГц/сек, но при этом «забывают» уточнить, что эта величина имеет место лишь для одного канала. Реальная же частота дискретизации таких осциллографов (например, 4-х канальных) составляет только 1,0–0,5 ГГц/s на канал — что явно недостаточно для поддержки частоты 500 МГц на даже на двух каналах.

Другой способ определить требуемую вам частоту дискретизации — это определить разрешение, которое вы хотели бы иметь между точками захвата сигнала. По сути, частота дискретизации — обратная величина значению разрешения. Скажем, вы заинтересованы в Ins разрешении между точками. Частота дискретизации, которая способна обеспечить такое разрешение есть 1/(1ns) = 1 ГГц/сек.

В заключение этого раздела совет: при приобретении осциллографа убедитесь, что прибор имеет достаточную частоту дискретизации на каждый канал и эта величина будет сохраняться при задействовании всех каналов одновременно, таким образом, каждый канал будет способен поддерживать заявленную в спецификациях на осциллограф полосу частот.

4. Какой объем памяти вам необходим?

Как вы уже убедились, полоса частот и частота дискретизации тесно взаимосвязаны между собой. Требуемый объем памяти зависит от необходимой частоты дискретизации. Аналого-цифровой преобразователь оцифровывает сигналы, поступающие на вход прибора, и полученные данные сохраняются в высокоскоростной памяти осциллографа.

Важнейшим фактором, влияющим на принятие решения о выборе осциллографа, является понимание вами того, как та или иная модель осциллографа, что вы рассматриваете, реально использует сохранённую им информацию. Технология сохранения данных позволяет вам выполнять сложные задачи, такие как захват точек данных, последующее их масштабирование для получения более подробной информации, либо выполнения математических функций при обработке данных и их анализ в автономном режиме.

Большинство специалистов полагает, что максимальное значение частоты выборки осциллографа находится во всей плоскости развёртки. Это было бы очень хорошо, но при этом от прибора потребовалась бы такая огромная память, что вряд ли кто смог бы когда-либо позволить себе такую дорогую инвестицию в приобретаемое оборудование. Поскольку глубина памяти осциллографов ограничена, то соответственно возникает необходимость и в ограничении частоты выборки, коль скоро современные генераторы развёртки проектируются с всё более и более широкими диапазонами. Чем глубже память осциллографа, тем больше времени выделяется на захват точек данных при максимальном значении частоты дискретизации. В настоящий момент на рынке достаточно часто встречаются модели осциллографов с частотой дискретизации в несколько сотен мегавыборок в секунду и невысокой ёмкостью памяти. Такой осциллограф просто вынужден снизить своё значение частоты выборки до К/В (киловыборок) в секунду когда генератор развёртки выставлен на величину, к примеру, 2 мс/деление и даже меньше. Вам необходимо проверить заинтересовавшую вас модель осциллографа на предмет зависимости значения частоты выборки от параметров генератора развёртки. Модель осциллографа, упомянутая выше, в реальности будет иметь полосу частот лишь в несколько КГц при работе на скоростях развёртки требуемых для воспроизведения на экране осциллографа полного цикла работоспособности тестируемой системы.

Необходимый объем памяти зависит от требуемого времени непрерывного анализа, а также от величины частоты дискретизации. Если вы заинтересованы просматривать захваченные сигналы длительные периоды времени с большим разрешением между точками, то вам требуется прибор с большим объемом памяти. Ниже приведена простая формула, которая прояснит вопрос о величине памяти, что требуется в каждом конкретном случае, когда у нас принимаются во внимание два параметра: временной интервал и частота дискретизации:

Объем памяти

= Частота дискретизации х время прохождения сигнала по экрану осциллографа

Обеспечение требуемой величины частоты дискретизации по всей временной плоскости осциллографа защитит вас от искажённого представления тестируемого сигнала на экране прибора и обеспечит значительно более подробной информацией о форме импульсов при их анализе в различных режимах: масштабирование, разложение на составляющие и т. д.