อธิบายอัตราตัวอย่างของออสซิลโลสโคปและความลึกในการจัดเก็บ

อธิบายอัตราตัวอย่างของออสซิลโลสโคปและความลึกในการจัดเก็บ

การสุ่มตัวอย่างอัตราการสุ่มตัวอย่าง
เรารู้ว่าคอมพิวเตอร์สามารถจัดการได้เฉพาะสัญญาณดิจิทัลแบบแยกเท่านั้น ในสัญญาณแรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อกในออสซิลโลสโคปที่เผชิญปัญหาแรกคือปัญหาการแปลงสัญญาณดิจิทัลอย่างต่อเนื่อง (การแปลงอนาล็อก / ดิจิตอล) โดยทั่วไปจากสัญญาณต่อเนื่องไปจนถึงกระบวนการสัญญาณแยกที่เรียกว่าการสุ่มตัวอย่าง (sampling) สัญญาณต่อเนื่องจะต้องถูกสุ่มตัวอย่างและวัดปริมาณเพื่อประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์ ดังนั้น การสุ่มตัวอย่างจึงเป็นพื้นฐานของออสซิลโลสโคปดิจิทัลสำหรับการดำเนินการและการวิเคราะห์รูปคลื่น โดยการวัดแอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้าของรูปคลื่นในช่วงเวลาที่เท่ากัน และแรงดันไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นรหัสไบนารี่ 8 รหัสเพื่อแสดงข้อมูลดิจิทัล ซึ่งเป็นการสุ่มตัวอย่างออสซิลโลสโคปที่จัดเก็บข้อมูลดิจิทัล ยิ่งช่วงเวลาระหว่างแรงดันไฟฟ้าตัวอย่างน้อยลง รูปคลื่นที่สร้างขึ้นใหม่ก็จะยิ่งใกล้กับสัญญาณดั้งเดิมมากขึ้นเท่านั้น อัตราการสุ่มตัวอย่าง (อัตราการสุ่มตัวอย่าง) คือช่วงการสุ่มตัวอย่าง ตัวอย่างเช่น หากอัตราการสุ่มตัวอย่างของออสซิลโลสโคปคือ 10G ครั้งต่อวินาที (10GSa/s) หมายความว่าจะมีการเก็บตัวอย่างทุกๆ 100ps

ตามทฤษฎีบทสุ่มตัวอย่าง Nyquist เมื่อสุ่มตัวอย่างสัญญาณจำกัดแบนด์ด้วยความถี่สูงสุดที่ f ความถี่สุ่มตัวอย่าง SF จะต้องมากกว่าสองเท่าของ f เพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณต้นฉบับจะถูกสร้างขึ้นใหม่ทั้งหมดจากค่าสุ่มตัวอย่าง ในที่นี้ f เรียกว่าความถี่ Nyquist และ 2 f คืออัตราการสุ่มตัวอย่างของ Nyquist สำหรับคลื่นไซน์ ต้องมีอย่างน้อยสองตัวอย่างต่อรอบเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถสร้างพัลส์เทรนดิจิทัลขึ้นใหม่จากรูปคลื่นดั้งเดิมได้แม่นยำยิ่งขึ้น หากอัตราการสุ่มตัวอย่างต่ำกว่าอัตราการสุ่มตัวอย่างของ Nyquist จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ Aliasing

โหมดสุ่มตัวอย่าง
เมื่อสัญญาณเข้าสู่ DSO สัญญาณอินพุตทั้งหมดในการแปลง A/D ก่อนที่จะต้องสุ่มตัวอย่าง เทคโนโลยีการสุ่มตัวอย่างโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: โหมดเรียลไทม์และโหมดเวลาเทียบเท่า

โหมดการสุ่มตัวอย่างแบบเรียลไทม์ (การสุ่มตัวอย่างแบบเรียลไทม์) ใช้เพื่อจับสัญญาณที่ไม่ซ้ำหรือสัญญาณครั้งเดียว โดยใช้ช่วงเวลาที่คงที่สำหรับการสุ่มตัวอย่าง หลังจากกระตุ้นหนึ่งครั้ง ออสซิลโลสโคปจะสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง จากนั้นสร้างรูปคลื่นของสัญญาณขึ้นใหม่ตามจุดสุ่มตัวอย่าง

การสุ่มตัวอย่างตามเวลาเท่ากัน (การสุ่มตัวอย่างตามเวลาเท่ากัน) คือการสุ่มตัวอย่างรูปคลื่นตามคาบในรอบต่างๆ จากนั้นจึงต่อจุดสุ่มตัวอย่างเข้าด้วยกันเพื่อสร้างรูปคลื่นขึ้นใหม่ (https://www.dgzj.com/ Electrician's Home) ตามลำดับ เพื่อให้ได้จุดสุ่มตัวอย่างเพียงพอ จำเป็นต้องมีทริกเกอร์หลายตัว การสุ่มตัวอย่างตามเวลาที่เท่ากันยังรวมถึงการสุ่มตัวอย่างตามลำดับและการสุ่มตัวอย่างซ้ำ ๆ อีกด้วย การใช้โหมดการสุ่มตัวอย่างเวลาที่เทียบเท่าต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเบื้องต้นสองประการ: 1. ต้องทำซ้ำรูปคลื่น; 2. จะต้องสามารถถูกกระตุ้นได้อย่างเสถียร

แบนด์วิธของออสซิลโลสโคปในโหมดการสุ่มตัวอย่างแบบเรียลไทม์ขึ้นอยู่กับอัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุดของคอนเวอร์เตอร์ A/D และอัลกอริธึมการประมาณค่าที่ใช้ กล่าวคือ แบนด์วิธแบบเรียลไทม์ของออสซิลโลสโคปเกี่ยวข้องกับ A/D และอัลกอริธึมการแก้ไขที่ใช้โดย DSO

ที่นี่การอ้างอิงถึงแนวคิดของแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ แบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์เรียกอีกอย่างว่าแบนด์วิธการจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ เป็นออสซิลโลสโคปจัดเก็บข้อมูลดิจิทัลโดยใช้วิธีการสุ่มตัวอย่างแบบเรียลไทม์เมื่อแบนด์วิธ แนวคิดเรื่องแบนด์วิดท์มากมายอาจทำให้คุณคลั่งไคล้ โดยสรุป: แบนด์วิดท์ DSO แบ่งออกเป็นแบนด์วิดท์แบบอะนาล็อกและแบนด์วิดท์การจัดเก็บข้อมูล โดยปกติแล้วเรามักจะพูดว่าแบนด์วิดท์หมายถึงแบนด์วิดท์แบบอะนาล็อกของออสซิลโลสโคป กล่าวคือ แบนด์วิดท์ของแผงออสซิลโลสโคปโดยทั่วไปจะมีข้อความกำกับไว้ แบนด์วิดธ์การจัดเก็บข้อมูลคือแบนด์วิดท์ดิจิทัลเชิงทฤษฎีที่คำนวณตามทฤษฎีบทของ Nyquist ซึ่งเป็นเพียงค่าทางทฤษฎีเท่านั้น