ส่วนประกอบออสซิลโลสโคปเสมือน
คุณสมบัติของออสซิลโลสโคปเสมือน
อินเทอร์เฟซ USB ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันใช้เพื่อทำให้อินเทอร์เฟซระหว่างเครื่องมือเสมือนและคอมพิวเตอร์สะดวกยิ่งขึ้น และความเร็วในการสื่อสารก็สูงขึ้น ชิปแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัลความเร็วสูง (ADC) ใช้สำหรับการสุ่มตัวอย่างด้วยความเร็วสูง ไมโครคอนโทรลเลอร์ประสิทธิภาพสูงใช้สำหรับการควบคุม และหน่วยความจำความจุขนาดใหญ่ความเร็วสูง (RAM) บันทึกข้อมูลการสุ่มตัวอย่างแบบเรียลไทม์ ปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องมือ ใช้ภาษา Labview เพื่อออกแบบแอปพลิเคชันคอมพิวเตอร์โฮสต์ ซึ่งสามารถรับรู้ถึงการแสดงรูปคลื่น รวมถึงการวิเคราะห์และประมวลผลข้อมูล
ส่วนประกอบของออสซิลโลสโคปเสมือน
(1) การได้มาและการควบคุมสัญญาณ เป็นแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์และฮาร์ดแวร์เครื่องมือสำหรับการรวบรวม การวัด การแปลง และการควบคุมสัญญาณ
(2) การวิเคราะห์และประมวลผลข้อมูล ออสซิลโลสโคปเสมือนใช้ประโยชน์จากฟังก์ชันการจัดเก็บและการคำนวณของคอมพิวเตอร์อย่างเต็มที่ และวิเคราะห์และประมวลผลสัญญาณข้อมูลอินพุตผ่านซอฟต์แวร์ การประมวลผลเนื้อหารวมถึงการกรองดิจิทัล สถิติข้อมูล การวิเคราะห์เชิงตัวเลข ฯลฯ จากมุมมองของการวิเคราะห์ข้อมูล ออสซิลโลสโคปเสมือนมีความสามารถในการวิเคราะห์ข้อมูลที่ทรงพลังมากกว่าเครื่องมือแบบดั้งเดิม
(3) การแสดงผลการวัด ออสซิลโลสโคปเสมือนใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์อย่างเต็มที่ เช่น จอแสดงผล หน่วยความจำ ฯลฯ เพื่อแสดงและส่งออกผลลัพธ์การวัดในหลากหลายวิธี รูปแบบเอาต์พุตประกอบด้วยการส่งข้อมูลทางไกลผ่านเครือข่ายบัส การคัดลอกเอาต์พุตผ่านออปติคัลดิสก์และดิสก์ และเอาต์พุตบนฮาร์ดดิสก์ วิธีการจัดเก็บข้อมูลและส่งออกข้อมูลผ่านอินเทอร์เฟซแบบกราฟิก เช่น หน้าจอคอมพิวเตอร์
พารามิเตอร์ทางเทคนิคของออสซิลโลสโคปเสมือน
ปัญหาที่ควรคำนึงถึงเมื่อใช้ออสซิลโลสโคปเสมือน
แยกแยะระหว่างแบนด์วิดท์แบบอะนาล็อกและแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์แบบดิจิทัล
แบนด์วิดท์เป็นหนึ่งในข้อกำหนดที่สำคัญที่สุดของออสซิลโลสโคป แบนด์วิดท์เป็นค่าคงที่ ในขณะที่แบนด์วิดท์ของออสซิลโลสโคปเสมือนมีสองประเภท: แบนด์วิดท์แบบอะนาล็อกและแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์แบบดิจิทัล แบนด์วิธสูงสุดที่ออสซิลโลสโคปเสมือนสามารถทำได้โดยใช้การสุ่มตัวอย่างตามลำดับหรือเทคโนโลยีการสุ่มตัวอย่างแบบสุ่มสำหรับสัญญาณซ้ำๆ คือแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ดิจิทัลของออสซิลโลสโคป แบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ดิจิทัลสัมพันธ์กับความถี่การแปลงดิจิทัลสูงสุด และปัจจัยเทคโนโลยีการสร้างรูปคลื่นใหม่ K (แบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ดิจิทัล=อัตราการแปลงดิจิทัลสูงสุด/K) โดยทั่วไปไม่ได้ถูกกำหนดไว้เป็นตัวบ่งชี้โดยตรง จากคำจำกัดความของแบนด์วิธทั้งสองนั้น จะเห็นได้ว่าแบนด์วิธแบบอะนาล็อกเหมาะสำหรับการวัดสัญญาณที่ซ้ำกันเป็นระยะๆ เท่านั้น ในขณะที่แบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์แบบดิจิทัลเหมาะสำหรับการวัดทั้งสัญญาณที่ซ้ำกันและสัญญาณเดี่ยว ผู้ผลิตอ้างว่าแบนด์วิดท์ของออสซิลโลสโคปสามารถเข้าถึงได้หลายเมกะไบต์ แต่จริงๆ แล้วหมายถึงแบนด์วิดท์แบบอะนาล็อก แบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ดิจิทัลต่ำกว่าค่านี้ ตัวอย่างเช่น แบนด์วิดท์ของ TES520B ของ TEK คือ 500MHz ซึ่งจริงๆ แล้วหมายความว่าแบนด์วิดท์แบบอะนาล็อกคือ 500MHz ในขณะที่แบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ดิจิทัลสูงสุดสามารถเข้าถึงได้เพียง 400MHz ซึ่งต่ำกว่าแบนด์วิดท์แบบอะนาล็อกมาก ดังนั้น เมื่อทำการวัดสัญญาณเดียว คุณต้องอ้างอิงถึงแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ดิจิทัลของออสซิลโลสโคปเสมือน มิฉะนั้นจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่ไม่คาดคิดในการวัด
เกี่ยวกับอัตราการสุ่มตัวอย่าง: อัตราการสุ่มตัวอย่างเรียกอีกอย่างว่าอัตราการแปลงเป็นดิจิทัล ซึ่งหมายถึงจำนวนตัวอย่างของสัญญาณอินพุตแบบอะนาล็อกต่อหน่วยเวลา ซึ่งมักแสดงเป็น MS/s อัตราการสุ่มตัวอย่างเป็นข้อกำหนดที่สำคัญของออสซิลโลสโคปเสมือน หากอัตราการสุ่มตัวอย่างไม่เพียงพอ นามแฝงอาจเกิดขึ้นได้ง่าย
หากสัญญาณอินพุตของออสซิลโลสโคปเป็นสัญญาณไซน์ 100KHz แต่ความถี่ของสัญญาณที่แสดงโดยออสซิลโลสโคปคือ 50KHz นี่เป็นเพราะอัตราการสุ่มตัวอย่างของออสซิลโลสโคปช้าเกินไป ส่งผลให้เกิดนามแฝง นามแฝงคือเมื่อความถี่ของรูปคลื่นที่แสดงบนหน้าจอต่ำกว่าความถี่ที่แท้จริงของสัญญาณ หรือรูปคลื่นที่แสดงไม่เสถียรแม้ว่าทริกเกอร์บนออสซิลโลสโคปจะสว่างอยู่ก็ตาม การสร้างนามแฝงจะแสดงในรูปที่ 1 จากนั้น สำหรับรูปคลื่นที่ไม่ทราบความถี่ คุณสามารถตัดสินได้ว่ารูปคลื่นที่แสดงมีนามแฝงเช่นนี้หรือไม่: ค่อยๆ เปลี่ยนความเร็วการกวาด t/div เป็นไฟล์ฐานเวลาที่เร็วขึ้น และดูว่า พารามิเตอร์ความถี่ของรูปคลื่นเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว หากเป็นเช่นนั้น แสดงว่ามีการนามแฝงของรูปคลื่นเกิดขึ้น หรือรูปคลื่นการสั่นมีความเสถียรที่ฐานเวลาที่เร็วขึ้น ซึ่งหมายความว่ามีนามแฝงของรูปคลื่นเกิดขึ้นด้วย ตามทฤษฎีบทของ Nyquist อัตราการสุ่มตัวอย่างจะต้องสูงกว่าองค์ประกอบความถี่สูงของสัญญาณอย่างน้อยสองเท่าเพื่อป้องกันนามแฝง ตัวอย่างเช่น สัญญาณ 500MHz ต้องมีอัตราการสุ่มตัวอย่างอย่างน้อย 1GS/s มีหลายวิธีในการป้องกันไม่ให้นามแฝงเกิดขึ้น:
?ใช้การตั้งค่าอัตโนมัติ
?ปรับความเร็วในการสแกน;
?ลองเปลี่ยนโหมดการรวบรวมเป็นโหมดเอนเวโลปหรือโหมดการตรวจจับสูงสุด เนื่องจากโหมดเอนเวโลปคือการค้นหาค่าสูงสุดในบันทึกการรวบรวมหลายรายการ ในขณะที่โหมดการตรวจจับสูงสุดคือการค้นหาค่าสูงสุดและต่ำสุดในบันทึกการรวบรวมเดียว ทั้งสองวิธีสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสัญญาณได้เร็วขึ้น
