Bei der Verwendung eines digitalen Oszilloskops muss auf das Problem geachtet werden
1. Einleitung
Die Verwendung digitaler Oszilloskope wird aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile wie Wellenformtriggerung, Speicherung, Anzeige, Messung, Wellenformdatenanalyse und -verarbeitung immer beliebter. Aufgrund der großen Leistungsunterschiede zwischen digitalen und analogen Oszilloskopen erzeugen sie bei unsachgemäßer Verwendung große Messfehler, was sich auf die Testaufgabe auswirkt.
2. Unterscheiden Sie zwischen analoger Bandbreite und digitaler Echtzeitbandbreite
Die Bandbreite ist einer der wichtigsten Indikatoren von Oszilloskopen. Die Bandbreite eines analogen Oszilloskops ist ein fester Wert, während die Bandbreite eines digitalen Oszilloskops zwei Arten hat: analoge Bandbreite und digitale Echtzeitbandbreite. Die höchste Bandbreite, die ein digitales Oszilloskop mit sequentiellen oder zufälligen Abtasttechniken für sich wiederholende Signale erreichen kann, ist die digitale Echtzeitbandbreite des Oszilloskops. Die digitale Echtzeitbandbreite hängt mit der höchsten Digitalisierungsfrequenz und dem Faktor K der Wellenformrekonstruktionstechnik zusammen (digitale Echtzeitbandbreite=die höchste Digitalisierungsrate / K), der im Allgemeinen nicht direkt als Indikator angegeben wird.
Aus den Definitionen der beiden Bandbreiten ist ersichtlich, dass die analoge Bandbreite nur für die Messung sich wiederholender periodischer Signale geeignet ist, während die digitale Echtzeitbandbreite sowohl für sich wiederholende Signale als auch für Einzelsignalsignale geeignet ist. Hersteller geben an, dass die Bandbreite von Oszilloskopen wie viele Megabyte erreichen kann. Tatsächlich bezieht sich dies auf die analoge Bandbreite, die digitale Echtzeitbandbreite ist niedriger als dieser Wert. Beispielsweise beträgt die Bandbreite des TES520B von TEK 500 MHz, was sich tatsächlich auf seine analoge Bandbreite von 500 MHz bezieht, während die maximale digitale Echtzeitbandbreite nur 400 MHz erreichen kann, was weit unter der analogen Bandbreite liegt. Wenn Sie also ein einzelnes Signal messen, beziehen Sie sich unbedingt auf die digitale Echtzeitbandbreite des digitalen Oszilloskops, da es sonst zu unerwarteten Messfehlern kommt.
3. Über die Abtastrate
Die Abtastrate, auch Digitalisierungsrate genannt, bezieht sich auf die Zeiteinheit, die Anzahl der Abtastungen des analogen Eingangssignals, oft ausgedrückt in MS/s. Die Abtastrate ist ein wichtiger Indikator für digitale Oszilloskope.
(1) Wenn die Abtastrate nicht ausreicht, kann es leicht zum Mischphänomen kommen.
Wenn das Eingangssignal des Oszilloskops ein 100-kHz-Sinussignal ist, zeigt das Oszilloskop eine Signalfrequenz von 50 kHz an. Wie kommt das? Das liegt daran, dass die Abtastrate des Oszilloskops zu langsam ist, was zu Aliasing führt. Gemischt bedeutet, dass die Frequenz der auf dem Bildschirm angezeigten Wellenform niedriger ist als die tatsächliche Frequenz des Signals, oder dass die Anzeige der Wellenform immer noch nicht stabil ist, obwohl die Triggeranzeige am Oszilloskop leuchtet. Die Entstehung der Mischung ist in Abbildung 1 dargestellt.
Wie kann man also bei einer Wellenform unbekannter Frequenz feststellen, ob die angezeigte Wellenform eine Mischung erzeugt hat? Dies kann durch langsames Ändern der Sweep-Geschwindigkeit t/div auf eine schnellere Zeitbasis erfolgen, um zu sehen, ob sich der Frequenzparameter der Wellenform stark ändert. Wenn ja, bedeutet dies, dass die Wellenformmischung bereits stattgefunden hat; oder die wackelnde Wellenform stabilisiert sich auf einer schnelleren Zeitbasis, was ebenfalls bedeutet, dass die Wellenformmischung bereits stattgefunden hat. Gemäß dem Nyquist-Theorem sollte die Abtastrate mindestens doppelt so hoch sein wie die Hochfrequenzkomponente des Signals, um eine Mischung zu vermeiden. Beispielsweise benötigt ein 500-MHz-Signal eine Abtastrate von mindestens 1 GS/s. Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Mischung auf einfache Weise zu verhindern:
a. Passen Sie die Sweep-Rate an;
b. Verwenden Sie Autoset;
c. Versuchen Sie, die Erfassungsmethode auf Hüllkurve oder Spitzenerkennung umzustellen, da die Hüllkurve nach Extremwerten in mehreren Erfassungsdatensätzen sucht und die Spitzenerkennung nach Maximal- und Minimalwerten in einem einzelnen Erfassungsdatensatz sucht. Beide Methoden können schnellere Signaländerungen erkennen.
Wenn das Oszilloskop über eine InstaVu-Erfassungsmethode verfügt, kann diese verwendet werden, da diese Methode Wellenformen schnell erfasst und die mit dieser Methode angezeigten Wellenformen denen ähneln, die mit einem analogen Oszilloskop angezeigt werden.
(2) Zusammenhang zwischen Abtastrate und t/div
Die maximale Abtastrate jedes digitalen Oszilloskops ist ein fester Wert. Zu jedem Scanzeitpunkt t/div wird die Abtastrate fs jedoch durch die folgende Formel angegeben: fs=N/(t/div) N sind die Abtastpunkte pro Frame.
Wenn die Anzahl der Abtastpunkte N einen bestimmten Wert erreicht, ist fs umgekehrt proportional zu t/div. Je höher die Sweep-Geschwindigkeit, desto niedriger die Abtastrate.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es bei Verwendung eines digitalen Oszilloskops am besten ist, den Sweep-Geschwindigkeitsgang auf eine schnellere Position zu stellen, um ein Mischen zu vermeiden. Wenn Sie flüchtige Grate erfassen möchten, wird die Sweep-Geschwindigkeit am besten auf die langsamere Position der Haupt-Sweep-Geschwindigkeit gestellt.
