Raqamli elektron osiloskop sxemasini qo'llash va dizayn echimlari
Elektron osiloskoplar muhandislar tomonidan laboratoriyalarda, fabrikalarda va joylarda keng qo'llaniladigan asboblardir. Aslida, elektron osiloskoplar ham elektron sinov va o'lchash asboblari orasida eng katta savdo hajmi va eng yuqori savdo hajmiga ega mahsulotlardir. 1930-yillarning oxiridan 1940-yillarning boshigacha tez rivojlanayotgan televizion eshittirish va radar diapazoni bozorlari tufayli analog elektron osiloskop asosan yakunlandi va to'rt qismga bo'lingan: vertikal kuchaytirish, gorizontal skanerlash, tetik sinxronizatsiyasi va osiloskop trubkasi (CRT) displeyi. . . Analog elektron osiloskoplarning real vaqtda tarmoqli kengligi 1970-yillarda 1000 MGts cho'qqisiga chiqdi. Raqamli texnologiyalar va integral mikrosxemalar paydo bo'lishi bilan 1980-yillardan boshlab vakuum naychalari va keng polosali kuchaytirgich davrlari ustunlik qiladigan analog elektron osiloskoplar asta-sekin raqamli elektron osiloskoplar bilan almashtirildi. Axborot texnologiyalari va raqamli aloqa bozorlarining jadal rivojlanishi bilan raqamli elektron osiloskoplarning real vaqtda tarmoqli kengligi 1990-yillarda 1 GGts dan oshdi. 21-asrning 2010-yillarida raqamli elektron osiloskoplar ham oldinga sakrab chiqdi, real vaqtda tarmoqli kengligi 10 GGts dan oshdi va ekvivalent namuna olish o'tkazish qobiliyati 100 GGts ga etdi.
Raqamli elektron osiloskopning sxema tuzilishi analog elektron osiloskopnikiga qaraganda oddiyroq. U asosan to'rt qismdan iborat: analog / raqamli konvertor (ADC), to'lqin shaklini saqlash / protsessor, raqamli / analog konvertor (DAC) va suyuq kristall (LCD) to'lqin shakli displeyi. Analog elektron osiloskoplar signalning kirish qismidan to'lqin shaklini ko'rsatishning orqa tomoniga qadar keng polosali javobga ega bo'lishi kerak. Shu bilan birga, raqamli elektron osiloskoplar kirish signali bilan bir xil keng polosali javobga ega bo'lishi uchun faqat oldingi analog/raqamli konvertorga kerak bo'ladi va keyin turli davrlarning chastotali javobi mos ravishda kamayadi. Namuna olish printsipiga ko'ra, optimal sharoitlarda namuna olish chastotasi kirish analog signalining eng yuqori chastotasining 2 barobariga teng. ADC chiqish raqamli ma'lumotlari DAC tomonidan filtrlangan va qayta ishlangandan so'ng, kirish signalining to'lqin shakli qayta ishlab chiqarilishi mumkin. Shubhasiz, DAC soat chastotasi ADC namuna olish chastotasidan ancha past bo'lishi mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, signalni filtrlash va qayta ishlash natijasida kelib chiqadigan aliasing signallarini kamaytirish uchun raqamli elektron osiloskopning ADC tomonidan ishlatiladigan haqiqiy namuna olish chastotasi analog kirish signalining eng yuqori chastotasidan 2 barobar ko'p emas, balki 4 marta.
Hozirgi vaqtda eng yuqori darajadagi ADC namuna olish chastotasi 20 gigagertsga etadi va ruxsati 8 bit. Namuna olish chastotasi 20 gigagertsli bo'lgan ikkita ADC ishlatilsa va vaqt o'qi ustiga qo'yilsa, 8 bitli va 40 gigagertsli namuna olish chastotasiga ega ekvivalent ADC funksiyasi olinadi. Boshqacha qilib aytganda, namuna olish chastotasi 20 gigagertsli bo'lgan ADC bilan 10 gigagertsli amalga oshirish o'tkazish qobiliyatiga erishish mumkin, ammo ruxsat atigi 8 bit. Agar ADC ning namuna olish tezligini kamaytirishga ruxsat berilsa, ADC ning ruxsatini oshirish qiyin emas. Misol uchun, 1 MGts namuna olish tezligiga ega ADC 28-bitli ruxsatga erisha oladi. 100 MGts dan ortiq real vaqtda tarmoqli kengligi bo'lgan raqamli elektron osiloskoplar 8-bit o'lchamlarini to'liq qabul qiladi. Ruxsatni yaxshilash uchun bir nechta namunalarni o'rtacha hisoblash mumkin, ammo o'lchash vaqti ham shunga mos ravishda ortadi. Haqiqiy vaqtda 100 MGts dan kam tarmoqli kengligi bo'lgan raqamli elektron osiloskoplar mahsulotlarni 8-bit, 10-bit va 16-bit yoki undan ortiq ruxsatlarga ega bo'lishi mumkin.
