Я хотел бы знать, как производители ограничивают полосу пропускания с помощью опций программного обеспечения в осциллографах? Если у меня есть MSO со скоростью 1 Гвыб/с, но, например, только 70 МГц из возможных 200 МГц (с помощью программной опции), дискретизируются ли цифровые каналы со скоростью 1 Гвыб/с или они также замедлены? Я всегда читаю об увеличении пропускной способности, но частота дискретизации, похоже, не меняется. Это верно? А как производители ограничивают пропускную способность? Просто не включив необходимый горизонтальный масштаб или как это работает?
Спасибо!
Вы должны понимать, что частота дискретизации (1 Гвыб/с) и пропускная способность (70 МГц) - это разные вещи !!!
Они связаны тем, что определенная частота дискретизации диктует максимальную полосу пропускания сигналов, которые могут быть точно дискретизированы. Это определяется частотой Найквиста.
Полоса пропускания осциллографа чаще всего ограничивается интерфейсом осциллографа . Входной каскад — это входной усилитель, включающий в себя схемы защиты и переключение диапазона (которое изменяет коэффициент усиления входного каскада по напряжению). Также может присутствовать сглаживающий фильтр (фильтр нижних частот).
Один из способов изменить полосу пропускания внешнего интерфейса с помощью программного обеспечения - просто включить / выключить конденсатор. Это сделано в Rigol DS1054Z, как показано Dave из EEVBlog в этом видео . Этот конденсатор может быть просто частью RC-фильтра нижних частот (фильтра сглаживания!), который устанавливает полосу пропускания.
Теоретически возможно (также) ограничить частоту дискретизации и/или выполнить постобработку для ограничения полосы пропускания, но это может привести к эффектам наложения спектров и потребовать вычислительной мощности. Переключить конденсатор намного, намного проще. Кроме того, это ограничило бы полосу пропускания осциллографа так же, как это всегда бывает в аналоговых осциллографах. Вы можете просмотреть сигнал 100 МГц на осциллографе 70 МГц, но 100 МГц будет затухать. Таким образом, вы можете измерить 1 Vpp, в то время как сигнал на самом деле, например, 1,5 Vpp.
Полоса пропускания ограничена фильтром нижних частот. Существует аппаратный фильтр нижних частот для предотвращения наложения спектров, вероятно, с его точкой -3 дБ на частоте 200 МГц. Этот фильтр нижних частот должен достаточно ослаблять все выше 500 МГц (частота Найквиста), чтобы предотвратить наложение. Частота дискретизации всегда составляет 1 Гвыб/с. Кроме того, есть программный фильтр нижних частот, чтобы ограничить полосу пропускания -3 дБ до того, что вы приобрели.
Вы все еще можете видеть сигналы выше 70 МГц, они просто ослаблены.
Современные цифровые осциллографы имеют несколько основных блоков, которые последовательно обрабатывают входные данные датчика до того, как будет отображена кривая.
Front End - аналоговая схема с программируемым затуханием и смещением и т. д. В зависимости от настроек усиления, она может иметь несколько различную полосу пропускания. И «полоса пропускания» - это растяжимое понятие, передаточная функция может иметь постепенное снижение, а не просто «отсечку -3 дБ», которую можно исправить позже в цепочке обработки.
Блок выборки/АЦП. Во многих случаях АЦП производит выборку сигнала с постоянной (и довольно высокой) скоростью выше частоты Найквиста сглаживающего фильтра внешнего интерфейса. Таким образом, сигнал обычно подвергается передискретизации. Однако скорость хранения данных может быть «урезана» в процессе.
Хранилище данных (память) для необработанных данных. Быстрая память необходима для хранения входного потока от блока АЦП.
Дисплей.
Перед отображением данных современные осциллографы обрабатывают сигнал в цифровом виде. Так вы сможете корректировать неравномерность входных характеристик, ставить интерполяции, настраивать шкалы во всех направлениях и запускать различные алгоритмы измерения. Все это делается в программах постобработки, чтобы вывести на ЖК-дисплей красивую картинку.
Таким образом, существует множество вариантов программного/микропрограммного обеспечения для изменения/расширения базовых характеристик прицела, в зависимости от того, сколько вы готовы заплатить. В частности, «обновления программного обеспечения» используются для настройки глубины хранения данных. В Scopes уже может быть припаяна сверхбыстрая память по максимуму, но программное обеспечение активирует только определенную ее часть. И чтобы получить полную память, вам может потребоваться приобрести специальную лицензию на ее использование, и она может быть продана с истечением срока действия.
Что касается «обновления» полосы пропускания, если предлагается «обновление» на основе программного обеспечения, то область действия имеет полнофункциональный внешний интерфейс, соответствующий самым высоким рекламируемым параметрам. Однако аналоговая схема хорошего качества в области высоких МГц стоит дорого. Производители аналого-цифровых компонентов обычно распределяют свои ИС по разным классам, и цены существенно различаются. Возможно, что менее дорогая версия прицела имеет урезанные внешние компоненты, которые можно модернизировать только путем обновления аппаратного модуля.
Можно использовать несколько методов:
На самом деле выбор за разработчиком. Обычно существуют и другие аппаратные ограничения, такие как полоса пропускания фильтра и класс АЦП.
Поскольку DSO не все одинаковы, но могут иметь АЦП до 10 Гвыб/с для поддержки высокого разрешения с различной емкостью памяти и отношением частоты дискретизации к временному разрешению для поддержки вертикальных трасс высокого разрешения. Очевидно, что соотношение 2:1 является мин. для фундаментального захвата Найквиста, но сигналы имеют разрешение по вертикали, которое может охватывать N бит, поэтому для точных измерений это отношение должно быть от >=10 до xxx.
Как производители ограничивают пропускную способность с помощью программного обеспечения
Возможно, зашифрованный параметр для определения атрибута максимального значения множителя PLL и множества других параметров, связанных с этим.
Всплеск напряжения