Eigenschaften und Funktionsprinzip des digitalen Fluoreszenzoszilloskops
DPO hat einen neuen Durchbruch in der Oszilloskop-Technologie erzielt. Es kann komplexe Signale in Echtzeit anzeigen, speichern und analysieren und dreidimensionale Informationen (Amplitude, Zeitlichkeit und mehrstufige Helligkeit zur Anzeige der Frequenz von Amplitudenkomponenten mit unterschiedlicher Helligkeit) verwenden, um das Signal vollständig anzuzeigen. Funktionen, insbesondere die Verwendung der digitalen Fluoreszenztechnologie, können den Verlauf von Signaländerungen über einen langen Zeitraum durch mehrstufige Helligkeit oder Farbe anzeigen.
Die automatische Mess- und Wellenformspeicherfunktion von DSO hat einst viele Ingenieure überrascht, aber bald stellte sich heraus, dass bei der Messung von hochfrequenten Signalen mit niederfrequenter Modulation durch DSO die Anzeigeergebnisse aufgrund des unüberwindbaren Aliasing-Verzerrungsproblems inkonsistent waren. Dies erinnert mich an die Vorteile von ART-Oszilloskopen.
DPO verfügt nicht nur über die Echtzeithelligkeit und die aliasfreie Anzeigefunktion des ART-Oszilloskops, sondern auch über die automatischen Mess- und Wellenformspeicherfunktionen des DSO. Es gibt große Verbesserungen bei der Vermeidung der Mängel beider. Hauptsächlich manifestiert in:
(1) Schnelle Wellenform-Erfassungsrate und Super-Display-Fähigkeit
Durch die Anwendung der digitalen Fluoreszenzanzeigetechnologie kann DPO mehrere Signalbilder gleichzeitig in verschiedenen Graustufen oder Farben anzeigen. DPO kann 200.000 Wellenformen pro Sekunde aufzeichnen und seine Signaldaten sind 1.000.000 Mal höher als die eines allgemeinen DSO. Es kann 500.000 Wellenformen gleichzeitig erfassen. Diese schnelle Wellenformerfassungsrate in Kombination mit hervorragenden Anzeigefunktionen ermöglicht es DPO, alle Details des Signals zu analysieren.
(2) Kontinuierliche Hochgeschwindigkeits-Abtastfähigkeit
Normalerweise hat ein DSO aufgrund der Verarbeitung der Anzeigedaten eine Totzeit von 8 ms zwischen der Anzeige zweier Wellenformen. Selbst ein DSO, das die instavuTM-Abtasttechnologie verwendet, kann diese Zeit nur auf 1,7 μs reduzieren. ART-Oszilloskope können während der Rücklaufzeit keine Wellenforminformationen erfassen. Das DPO kann Hunderttausende von Wellenformen kontinuierlich mit der höchsten Abtastrate abtasten und überwindet so das Stagnationsproblem, das bei anderen Oszilloskopen besteht. Die Abtastrate des DPO beträgt im Allgemeinen mehrere 109 Mal pro Sekunde. Eine so hohe Abtastrate ermöglicht dem Oszilloskop eine größere Bandbreite.
Arbeitsprinzip
Das schematische Blockdiagramm eines digitalen Fluoreszenzoszilloskops ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Kernkomponente ist der DPX-Wellenbildprozessor, der aus einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) besteht.
Wie bei DSO wird das Eingangssignal zunächst verstärkt und A/D-gewandelt, um den abgetasteten Wert des Signals zu erhalten. Der abgetastete Wert wird vom DPX-Wellenform-Bildgebungsprozessor verarbeitet, um ein vollständiges Wellenformdiagramm des Durchflussgeräts mit 500 x 200 Pixeln zu erstellen, das dreidimensionale Wellenforminformationen enthält. Bei einem ununterbrochenen Erfassungsprozess sendet der DPX-Bildgebungsprozessor 30 Wellenformen pro Sekunde an den Wellenformanzeigespeicher. Unter der Steuerung des Mikroprozessors werden die erfassten Wellenformen entsprechend dem Inhalt des Anzeigespeichers auf dem Anzeigebildschirm angezeigt. Realisieren Sie eine Wellenformanzeigemethode wie „Signaldigitalisierung → grafisch → Anzeige“. Gleichzeitig führt der Mikroprozessor parallel automatische Mess- und Berechnungsfunktionen aus.
Da die Datenerfassungs- und Anzeigesysteme von DPO unabhängig voneinander arbeiten, kann das Oszilloskop die für die Anzeige erforderlichen Daten verarbeiten und gleichzeitig die höchste Wellenform-Erfassungsrate aufrechterhalten, was bedeutet, dass das Oszilloskop alle Details der Wellenform ohne Unterbrechung erfassen kann.
DPX besteht aus einem Datensammler und einer dynamischen dreidimensionalen Datenbank, die als digitaler Phosphor bezeichnet wird. Es kombiniert auf organische Weise Rasterisierung (Wellenformabbildung) und schnelle Wellenformerfassungsrate, um Signalinformationen in einem 500 x 200 Ganzzahl-Array zu sammeln. Jede Ganzzahl im Array stellt ein Pixel in der DPO-Anzeige dar. Die unterschiedlichen Werte führen zu unterschiedlicher Helligkeit oder Farbe der Anzeigepixel. Da das Signal kontinuierlich abgetastet wird, wird dieses Array ständig aktualisiert, aber im Gegensatz zu DSO werden nach Abschluss eines Anzeigezyklus (einer Wellenform) die Daten des letzten Anzeigezyklus nicht durch den Abtastwert des neuen Anzeigezyklus gelöscht. Wenn die beiden Abtastanlagen denselben Anzeigepunkt haben, wird nur die Leistung des entsprechenden Array-Punkts geändert. Auf diese Weise können mehrere Wellenformen kumulativ angezeigt werden. Wenn die durch mehrere Wellenformen verursachten Anzeigepunkte unterschiedlich sind, sind die Daten jedes Punkts im Array unterschiedlich, sodass die Helligkeit der Wellenformanzeige am höchsten ist und andere Wellenforminformationen, die gelegentlich erscheinen, mit geringerer Helligkeit angezeigt werden.
DPO tastet während des Betriebs kontinuierlich mit der maximalen Rate ab und verwendet das minimale Zeitintervall zwischen den Abtastungen, um nacheinander Wellenformen zu erzeugen, genau wie ein ART-Oszilloskop (da DPO eine tiefe dreidimensionale Datenbank zum Speichern von Graustufeninformationen verwendet, gehen die Informationen zu vergangenen Wellenformen nicht verloren). Die Änderungen im Signal können über einen langen Zeitraum beobachtet werden.
