Vilken samplingshastighet behövs för att mäta olika typer av signaler med ett oscilloskop?
Vi matar in en signal till oscilloskopet genom sonden. Efter att den uppmätta signalen passerat genom förstärknings-, dämpnings- och andra signalkonditioneringskretsar vid oscilloskopets främre ände, utför höghastighets-ADC analog-till-digital-omvandlaren signalsampling och digital kvantisering. Samplingshastigheten för oscilloskopet är analog-till-digital-omvandlingen av insignalen. Frekvensen för samplingsklockan under konvertering är, i lekmannatermer, samplingsintervallet. En provtagningspunkt samlas in vid varje provtagningsintervall. Till exempel innebär en samplingshastighet på 1GSa/s att oscilloskopet har förmågan att samla in 1 miljard samplingspunkter per sekund. Vid denna tidpunkt är dess samplingsintervall 1 nanosekund.
För realtidsoscilloskop används för närvarande realtidssamplingsmetoden. Den så kallade realtidssamplingen är att utföra kontinuerlig höghastighetssampling med lika intervall på den uppmätta vågformssignalen, och sedan rekonstruera eller återställa vågformen baserat på dessa kontinuerligt samplade sampelpunkter. I realtidssamplingsprocessen är det mycket viktigt att säkerställa att samplingshastigheten för oscilloskopet är mycket snabbare än förändringen av signalen som mäts.
Så hur mycket snabbare är det? Nyquistlagen inom digital signalbehandling säger att om bandbredden för signalen som mäts är begränsad, då vid sampling och kvantisering av signalen, om samplingshastigheten är mer än två gånger bandbredden för signalen som mäts, kan den vara helt Rekonstruera eller återställa informationen i signalen utan aliasing.
Därefter kommer vi att göra tidstonen mindre, så att samplingsfrekvensen blir större. Vi kommer att justera samplingshastigheten tills samplingshastigheten är 2 gånger och 10 gånger signalfrekvensen för att observera signalförändringarna, det vill säga 2MSa/s och 10MSa/s. Signalen till vänster i figuren nedan har en samplingshastighet på 2MSa/s. Du kan se att frekvensen på signalen har ändrats tillbaka till 1MHz, vilket är det korrekta frekvensvärdet för signalen. Men den ursprungliga sinusvågen har blivit en triangelvåg, och vågformen har förvrängts. När samplingshastigheten ändras till 10MSa/s, vilket är signalen till höger i figuren nedan, kan man se att signalen kommer närmare och närmare en sinusvåg, men den är fortfarande inte särskilt vacker.
