Vergleich von digitalen Oszilloskopen und analogen Oszilloskopen
Die Frequenzeigenschaften eines analogen Oszilloskops werden durch den vertikalen Verstärker und die Kathodenoszilloskopröhre bestimmt. In den 1980er Jahren wurden digitale Verarbeitung und Mikroprozessoren in Oszilloskope eingeführt, und digitale Oszilloskope kamen auf den Markt. Heutzutage werden analoge Oszilloskope als analoge Echtzeitoszilloskope (ART) und digitale Oszilloskope als digitale Speicheroszilloskope (DSO) bezeichnet.
ART erfordert Verstärker und Kathodenstrahloszilloskopröhren, die mit der Bandbreite kompatibel sind. Mit zunehmender Frequenz sind die Prozessanforderungen für Kathodenstrahloszilloskopröhren strenger, die Kosten steigen und es treten Engpässe auf. DSO benötigt nur einen Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler, der für die Bandbreite geeignet ist. Bei anderen Modulationen können keine dreidimensionalen Grafiken beobachtet werden; die Wellenformspeicherkapazität reicht nicht aus und die Wellenform kann nicht verarbeitet werden usw.
Derzeit sind die Mängel von DSOs grundsätzlich behoben, aber nicht alle guten Leistungen werden von einem Oszilloskop erbracht. Das heißt, jedes DSO hat bestimmte Eigenschaften und einige Mängel. Bei der Auswahl eines Modells sollten Sie auf den Vergleich achten. Einige DSO-Modelle haben die gleiche Wellenform-Aktualisierungsrate wie ART, andere jedoch nicht. Ein DSO-Typ verfügt über die 3D-Grafikanzeigefunktion von ART, die meisten DSOs verfügen jedoch nicht über diese Funktion. Die Echtzeitbandbreite der meisten DSOs entspricht der Single-Shot-Bandbreite, es gibt jedoch auch DSOs, die nur die Echtzeitbandbreite garantieren.
Die oben genannten DSOs enthalten alle A/D-Wandler und Mikroprozessoren. Auf diese Weise kann man auch durch Hinzufügen einer Steckkarte zu einem PC ein DSO bilden, aber im Allgemeinen ist die Abtastrate niedriger, die Funktionen sind weniger und der Preis ist niedrig. Es gibt auch DSO-Module mit VXI-Bus und Rack-montierte DSO-Steckkarten.
Der Speicher des DSO ist nach dem A/D-Wandler die zweitwichtigste Komponente des Oszilloskops. Er speichert Proben des gemessenen Signals für nachfolgende D/A-Wandler, um die Wellenform wiederherzustellen. Die aktuelle Speicherkapazität kann mehr als 1 M erreichen.
Gewöhnliche DSOs haben eine vertikale Auflösung von 8- Bit, das heißt, es gibt 256 Samples pro Scan, was 256 Speicherpunkte erfordert, was 256 Bytes entspricht. Wenn die Auflösung erhöht und die horizontale Achse um das Zehnfache erweitert wird, entspricht dies 20 KBytes; die vertikale Achse wird ebenfalls um das Zehnfache erweitert, was 40 KBytes entspricht. Es ist ersichtlich, dass DSOs mindestens 2 KBytes und mittlere DSOs mehr als 40 KBytes umfassen sollten. Wenn Sie die obige Wellenform zehnmal aufzeichnen möchten, sind mindestens 400 KBytes erforderlich. Daher ist die Speicherkapazität wichtig.
Die Speicherkapazität wiederum beeinflusst auch die Scangeschwindigkeit. Wenn beispielsweise ein Speicher mit nur 50.000 Punkten pro Scan 100 μs Daten aufzeichnet, beträgt das Abtastintervall 2 ns. Zu diesem Zeitpunkt entspricht die Abtastrate 500 MS/s. Berechnet auf der Grundlage einer Abtastrate, die dem 4-fachen der Bandbreite entspricht, entspricht die Echtzeitbandbreite 125 MHz. Wenn die Abtastrate auf 1000 MS/s erhöht werden muss, sind offensichtlich 100.000 Speicherpunkte erforderlich, um 100 μs Daten aufzuzeichnen.
Um ein vollständiges Diagramm zu speichern, werden bei einer angenommenen Pixelgröße von 1024 × 512=0,5 Mbits für vier Diagramme 2 Mbits Speicherplatz benötigt. Zusätzlicher Speicherplatz wird auch bei der FFT-Analyse benötigt, um die Komponenten der neuen Wellenform mit den Referenzwellenformen oder gespeicherten Wellenformen zum Vergleich zu vergleichen. Um die Wellenformspeicherung zu erleichtern, bieten einige DSOs auch Disketten oder Festplatten zur Datenaufzeichnung an.
