Украина, г. Киев, 02099
ул. Бориспольская 12-В, к.5

Современные технологии измерений
Обзор журнала "Измерительные приборы и системы"

















Топ 10 статей


Осциллографы. Основные принципы измерений. Часть 3


Смотрите также:


Органы управления дискретизацией

Некоторые цифровые осциллографы предоставляют на выбор несколько методов дискретизации, дискретизация в реальном времени и эквивалентная выборка. Органы управления захватом в таких осциллографах позволяют определять соответствующую методику выборки для захвата сигналов. Необходимо обратить внимание на то, что не имеет значения, какая методика определена, при условии, что шкала времени выставлена на низкие величины, а значение выбранной методики проявляется только тогда, когда аналогоцифровой преобразователь (АЦП) не способен достаточно быстро за один прогон осуществлять выборку для заполнения памяти элементами формы сигнала.
Методики выборки Несмотря на то, что существует целый ряд реализаций технологии выборки, современные цифровые осциллографы задействуют только два основных из них: выборка в реальном и эквивалентном времени. Выборка в эквивалентном времени может быть далее поделена на две подкатегории: произвольная и последовательная.

Каждый метод обладает определёнными преимуществами друг относительно друга, в зависимости от типа проводимых измерений.

Выборка в реальном времени

Режим выборки в реальном времени - идеален для сигналов, чей частотный диапазон составляет менее половины максимального значения частоты выборки осциллографа, который, в этом случае, способен захватывать более чем достаточное количество точек за одну развёртку формы сигнала для конструирования точной картинки исследуемого объекта, как это показано на рис. 29. Выборка в реальном времени - единственный путь для захвата цифровым осциллографом быстрых, однократных, переходных импульсов. Выборка в реальном времени представляет собой наибольший камень преткновения для цифровых осциллографов из-за требуемого значения частоты дискретизации, способной с высокой точностью оцифровывать высокочастотные переходные события, как это проиллю - стрировано на рис. 30. Такие события случаются лишь однажды, при этом они должны быть захвачены в том же самом временном кадре, в котором имели место. Если частота выборки недостаточна высока, то высокочастотные компоненты могут быть "свёрнуты" к низкочастотным составляющим, что будет вызывать искажение контуров на дисплее осциллографа. Кроме того, режим выборки в реальном времени в последующем ещё более усложняется требованиями наличия высокоскоростной памяти для сохранения сигналов после их оцифровки. Более подробная информация по этому вопросу представлена в подразделах Частота Выборки и Длина Записи в разделе Параметры Производительности и Комментарии где можно получить дополнительную информацию, что касается взаимосвязи этих двух характеристик осциллографа для получения достоверной информации об исследуемых высокочастотных компонентах.

Рисунок 28.1. Основы выборки. Выбранные точки соединяются между собой через процесс интерполяции для создания изображения непрерывной формы сигнала



Выборка в реальном времени с интерполяцией

Цифровые осциллографы осуществляют дискретные выборки сигнала, который впоследствии отображается на дисплее. Однако, становится достаточно затруднительно сформировать картинку сигнала, составленного из одних точек, особенно когда их всего несколько, при этом эти точки должны характеризовать высокочастотные составляющие исследуемого импульса. Для помощи в визуализации сигналов, обычные цифровые осциллографы задействуют режимы интерполяции. Проще говоря, интерполяция "состыковывает" между собой точки таким образом, что сформированный всего из нескольких циклов выборки сигнал может быть воспроизведён с высокой точностью. Используя выборку в реальном времени с интерполяцией, осциллограф "коллекционирует" за один прогон несколько дискретных точек конкретного сигнала в режиме реального времени, после чего, "подключает" интерполяцию для заполнения межточечных пробелов. Интерполяция представляет собой технологию обработки полученных данных для оценки того, каким образом выглядит форма исследуемого сигнала на основе информации от всего нескольких захваченных точек.
Линейная интерполяция соединяет точки между собой прямыми линиями. Такой подход ограничен тем, что способен реконструировать лишь сигналы с острыми углами, типа прямоугольных волн, как это проиллюстрировано на рис. 31. Более разносторонняя по своей природе интерполяция sinx/x соединяет элементы выборки кривыми линиями (см. рис. 31). Интерполяция sinx/x - математический процесс, при котором величины точек рассчитываются для заполнения ими временных интервалов между дискретными значениями, захваченными в реальном времени. Такая форма интерполяции способна отображать искривлённые и нестандартные формы сигналов, что значительно ближе к реальностям "живой" электроники, чем квадратичные волны или импульсы. Следовательно, интерполяция sinx/x является предпочтительным методом изучения сигналов в приложениях, где частота выборки в 3-5 раз меньше полосы пропускания осциллографа.



Рисунок 29. Методология выборки в реальном времени



Рисунок 30. Для захвата этого 10 нс импульса в реальном времени частота выборки должна быть достаточно высокой для точного определения фронтов



Рисунок 31. Линейная и sin x/x интерполяция

Выборка в эквивалентном масштабе времени

При измерениях высокочастотных сигналов, осциллограф может оказаться не в состоянии собрать достаточное количество элементов выборки за одну развёртку. Для точного воспроизведения сигналов, чья частота превышает половину значения скорости выборки осциллографа, применяется режим выборки в эквивалентном масштабе времени, как это проиллюстрировано на рис. 32. Цифровой преобразователь эквивалентного масштаба времени (дискретизатор) при своём функционировании задействует преимущества того факта, что большинство событий, будь то естественного происхождения или искусственного, по своей природе периодически повторяющиеся. Выборка в эквивалентном времени конструирует картинку повторяющегося сигнала посредством захвата небольшого количества информации от каждого повторения. Таким образом, форма сигнала постепенно выстраивается в виде лучей света, высвечивающихся один за другим. Такой режим позволяет осциллографу с высокой точностью захватывать сигналы, чьи частотные компоненты значительно выше по значению скорости выборки прибора.
Существует две методики выборки в эквивалентном масштабе времени: произвольная и последовательная. Каждая из них имеет свои достоинства. Произвольная выборка в эквивалентном масштабе времени позволяет отображать входной сигнал до срабатывания триггера, без использования линии задержки. Последовательная выборка в эквивалентном масштабе времени предоставляет значительно большее временное разрешение и точность. В обоих случаях требуется, чтобы сигнал был повторяющимся.
Произвольная выборка в эквивалентном масштабе времени. Дискретизаторы произвольной выборки эквивалентного времени задействуют внутренние тактовые сигналы, срабатывающие асинхронно относительно входного сигнала и срабатывания триггера (см. рис. 33). Выборки осуществляются непрерывно, вне зависимости от положения триггера и отображаются на основе временной разницы между дискретными элементами и триггером. Несмотря на то, что выборка происходит последовательно во времени, она, по природе, произвольная к срабатываниям триггера - поэтому и носит название "произвольная, случайная" в эквивалентном времени. Точки выборки появляются на экране осциллографа произвольно вместе с формой сигнала.
Способность захватывать и отображать элементы выборки до т.н. триггерных зон является ключевым преимуществом этой технологии, устраняющей необходимость во внешних сигналах предварительного запуска или линиях задержки. В зависимости от частоты выборки и временного окна задержки, произвольная выборка может также позволить захватывать более одного элемента на событие триггера. Однако, при более высоких скоростях развёртки, окно захвата сужается до того момента, когда дискретизатор уже не может делать выборку под каждый триггер. Именно на этих высоких скоростях развёртки, когда необходимо часто осуществлять точные измерения по синхронизации и устанавливать чрезвычайно высокое временное разрешение, дискретизаторы последовательной выборки эквивалентного времени проявляют свои преимущества. Ограничение по полосе пропускания для произвольной выборки в эквивалентном масштабе времени имеет меньшее значение, чем для последовательной выборки. Последовательная выборка в эквивалентном масштабе времени. Дискретизаторы последовательной выборки эквивалентного времени захватывают одну выборку на событие триггера, вне зависимости от установки время/деление или скорости развёртки, как это проиллюстрировано на рис. 34. После того, как произошло событие триггера, осуществляется захват элемента выборки после очень короткой, но точно определённой задержки. После следующего срабатывания триггера, к задержке добавляется небольшое приращение времени (delta t) и дискретизатор делает последующую выборку.
Этот процесс повторяется многократно с delta t добавляемой к каждому последующему захвату, пока временное окно не заполнится. Элементы выборки появляются слева направо в одинаковой последовательности с формой сигнала, отображаемой на экране осциллографа. Рассматривая процесс с технологической точки зрения, следует отметить, что гораздо проще генерировать очень короткие, очень точные "delta t", чем осуществлять точные измерения вертикальных и горизонтальных положений элемента выборки относительно триггерной зоны, то, что требуют дискретизаторы произвольной выборки. Именно точно выверенная временная задержка предоставляет дискретизаторам последовательной выборки непревзойдённую характеристику разрешения по времени. Поскольку при последовательной выборке, элементы сигнала берутся после обнаружения уровня триггера, то зона триггера не может быть отображена на дисплее без наличия аналоговой линии задержки, что, в свою очередь сокращает полосу пропускания осциллографа. Если же задействуется внешний предварительный захват, то характеристика полосы пропускания не пострадает.



Рисунок 32. Некоторые осциллографы задействуют выборку в эквивалентном масштабе времени для захвата и отображения очень быстрых, повторяющихся сигналов



Рисунок 33. При произвольной выборке в эквивалентном масштабе времени тактовый сигнал срабатывает асинхронно с входным сигналом и триггером



Рисунок 34. При последовательной выборке в эквивалентном масштабе времени, каждый элемент захватывается под каждое установленное значение триггера после соответствующей временной задержки, которое возрастает после каждого цикла.

Положение изображения и секунды на деление

Органы управления горизонтальным положением изображения способны перемещать картинку слева направо точно в то положение, в котором вы хотели бы её видеть на экране.
Установка "секунды на деление" (обычно имеющая аббревиатуру sec/div) позволяет выбирать интенсивность, с которой форма сигнала вычерчивается на дисплее (характеристика также известная как установка временной шкалы или скорость развёртки). Эта установка отражает фактор масштабирования. Если установочный параметр имеет величину 1 ms, то каждое деление по горизонтали представляет 1 ms и общая ширина экрана - 10 ms, или 10 делений. Изменения уставки sec/div позволяют рассматривать более длинные или короткие временные интервалы входного сигнала.
Совместно с вертикальной шкалой volts/div, горизонтальная шкала sec/div может иметь переменные временные величины, что позволяет выставлять шкалу времени между дискретными значениями.

Выбор временной развёртки

Любой осциллограф имеет временную развёртку, которую обычно называют основной временной развёрткой. Большинство осциллографов также обладают тем, что называется временная развёртка с задержкой, т.е. когда генератор развёртки может запускаться (или же срабатывать от события триггера) применительно к предопределённому временному значению на основной временной развёртке. Задействование развёртки с задержкой позволяет увидеть события более чётко, а также те параметры сигнала, которые остаются невидимыми, если использовать только основную временную развёртку.
Развёртка с задержкой требует установки временной задержки и возможного использования режимов триггера с задержкой, а также ряда иных уставок, не описываемых в этой статье. Подробная информация по этому вопросу всегда содержится в инструкциях по эксплуатации к осциллографам.

Увеличение масштаба изображения(масштабирование) Эксплуатируемый вами осциллограф может обладать специальными управляющими функциями по увеличению масштаба изображения, что позволяет увеличивать картинки отдельно взятых участков исследуемого сигнала. Такая операция у цифровых запоминающих осциллографов выполняется с использованием сохранённых оцифрованных данных.

Режим XY

Большинство аналоговых осциллографов имеют режим XY, что позволяет отображать по горизонтальной оси больше информации о входном сигнале, чем представлять саму развёртку. Такой режим полностью раскрывает всю область измерительной технологии сдвига фазы, которая описывается в разделе Измерительные Технологии.

Ось Z

Цифровые фосфорные (люминесцентные) осциллографы (DPO) обладают высокой плотностью выборки дисплея, а также присущей таким приборам способностью захватывать информацию по интенсивности исследуемого сигнала. С осью, представляющей эту самую интенсивность (ось Z), DPO становятся способными предоставлять трёхразмерное изображение изучаемого объекта, что схоже с производительностью аналогового осциллографа. При взгляде на трассировку формы сигнала, представленной DPO, можно увидеть светящиеся области, т.е. участки, где сигнал присутствует наиболее часто. Дисплей DPO значительно облегчает распознавание основной формы сигнала от его переходных характеристик, которые случаются изредка - картинка основного сигнала выглядит значительно ярче.
Одно приложение оси Z возбуждает специальные импульсы с временными уставками и направляет их на отдельный вход Z для создания выделенных маркерных точек по установленным интервалам на форме отображаемого сигнала.

Режим XYZ

Некоторые DPO способны использовать вход оси Z для создания дисплея XY с градацией по интенсивности. В этом случае, DPO осуществляет выборку быстротечных параметров на вход этой оси и использует значения полученных данных для квалификации специфических участков формы сигнала. Как только набралось достаточное количество элементов выборки с определёнными свойствами, создаётся дисплей XYZ с градацией по интенсивности. Режим XYZ особенно полезен для отображения диаграмм направленности, обычно применяемых при тестировании беспроводных средств связи. Примером таких измерений может послужить звёздная диаграмма.

Система триггера и органы управления

Функция триггера осциллографа синхронизирует горизонтальную развёртку с соответствующей точкой сигнала, что является чрезвычайно важным для получения характеристик этого сигнала в наглядном виде. Органы управления триггером позволяют стабилизировать повторяющиеся формы сигналов и захватывать однократные, редкие импульсы. Триггер превращает повторяющиеся формы сигналов в статическую картинку на экране осциллографа посредством непрерывного отображения одного и того же участка входного сигнала. Представьте себе, какая путаница могла бы возникнуть на дисплее прибора, если бы каждая развёртка запускалась с различных участков исследуемого импульса, как это проиллюстрирована на рис. 35.



Рисунок 35. Несинхронизированное воспроизведение сигнала

Синхронизация по краям сигнала, присутствующая в аналоговых и цифровых осциллографах, представляет собой основной и наиболее распространённый вид этой функции. Помимо режима пороговой синхронизации аналоговых и цифровых осциллографов, большинство цифровых моделей имеют массу специализированных установоктриггера, что отсутствует у их аналоговых собратьев. Такой вид триггера реагирует на специфические условия, содержащиеся во входном сигнале, что значительно облегчает их выявление, например, обнаружение импульсов, имеющих ширину меньше установленной. Идентификация таких событий стала бы невозможной только лишь посредством триггера на порог напряжения. Расширенные органы управления триггером позволяют изолировать специфические события, представляющие интерес, что даёт возможность оптимизации частоты выборки и длины записи осциллографа. Такие режимы некоторых моделей предоставляют высокий уровень селективного контроля. Пользователь может устанавливать прибор на захват импульсов с точно определённой амплитудой (например, с чрезвычайно низким этим значением), градацией по времени (ширина импульса, искажение изображения типа "пичок", сбой в канале связи, скорость нарастания выходного напряжения, установка и удержание, время простоя), очерчиванием по логическому состоянию или эталонному значению (синхронизация по логике). Опционные органы управления триггером у некоторых осциллографов специально созданы для изучения телекоммуникационных сигналов. Интуитивный интерфейс пользователя, присутствующий в таких моделях, позволяет осуществлять быструю настройку параметров триггера при широкой гибкости настроек алгоритмов тестирования в целях максимального повышения производительности пользователей таких осциллографов. Необходимо отметить, что в ситуациях, когда возникает задача запуска триггера на более чем четырёх каналах, то уже именно Логический Анализатор становится идеальным инструментом, выходя на первый план. Описание основ функционирования этого чрезвычайно ценного для инженеров-разработчиков прибора будет нами приводиться в последующих публикациях: "Основы Логических Анализаторов".



Захват на скорость нарастания выходного напряжения. Высокочастотные сигналы с величиной этого параметра быстрее, чем это ожидалось или же необходимо, могут генерировать негативную энергию. Этот режим захвата превосходит обычный режим захвата выходного напряжения посредством добавления элемента времени, а также позволяя селективно захватывать высокие или низкие пороги выходного напряжения.



Захват на сбой в канале связи. Этот режим позволяет устанавливать захват на цифровые импульсы когда они короче, либо длиннее установленного пользователем временного лимита. Управление таким триггером даёт возможность исследовать причины появления даже крайне редких сбоев и их воздействие на другие сигналы.



Захват на ширину импульса. Этот режим позволяет осуществлять безграничный мониторинг сигналов и инициировать захват на первое событие, когда длительность (ширина импульса) находится вне допустимых пределов.



Захват на временной простой. Этот режим позволяет захватывать событие, не ожидая окончания импульса триггера. Режим базируется на специфических промежутках времени.



Захват на импульсы с укороченной амплитудой. Этот режим позволяет захватывать и исследовать импульсы, которые пересекли один логический порог, но не оба.



Захват на логическое событие. Этот режим позволяет срабатывать захвату на любую логическую комбинацию имеющихся входных каналов, что особенно важно при проверке функционирования цифровой логики.



Захват на настройку и фиксацию.
Только этот режим позволяет обусловлено захватывать малейшие отклонения во времени настроек и фиксаций, что, без сомнения, было бы пропущено при задействовании любых иных режимов триггера. Захват на настройку и фиксацию существенно облегчает улавливание специфических качественных характеристик сигнала и параметров синхронизации, когда сигнал с синхронизирующими данными не в состоянии соответствовать спецификациям настроек и фиксаций.



Захват на коммуникационные сигналы. Этот режим опционный и присутствует лишь на отдельных моделях осциллографов. Такой режим применяется при необходимости захвата широкого диапазона телекоммуникационных сигналов AMI (знакопеременное преобразование посылок), CMI (инверсия кодовой посылки), NRZ (метод кодирования данных: без возврата к нулю).

Положения триггера

Управление горизонтальным положением триггера присутствует только у цифровых осциллографов. Управление положением режима захвата может быть расположено на секции горизонтального управления осциллографом. В реалии, таким образом, отражается горизонтальное положение триггера при регистрации формы сигнала. Варьируя этим положением, оператор обретает возможность захватывать то, что сигнал "делал" перед срабатыванием триггера. Эта функция известна как "предтриггерный просмотр". Таким образом, определяется длина исследуемого сигнала как перед, так и после точки захвата. Цифровые осциллографы способны предоставлять т.н. "предтриггерный" обзор (вид), поскольку они постоянно обрабатывают входной сигнал, вне зависимости от того, произошла ли команда на захват или нет. Устойчивый поток данных непрерывно протекает через прибор; триггер просто "указывает" осциллографу на необходимость сохранения текущих данных в памяти. В противоположность этому, аналоговые осциллографы только лишь отображают сигнал, т.е "вырисовывают" его на ЭЛТ после соответствующей команды триггера. Таким образом, "предтриггерный" вид не присутствует на аналоговых осциллографах, за исключением, пожалуй, небольшого количества дотриггерной информации, сохраняемой за счёт линии задержки в вертикальной системе. Возможность "пред-триггерного" просмотра - чрезвычайно ценный инструментарий для отладки различного рода неисправностей. К примеру, если проблемы происходят непериодически и носят случайный характер, то можно выставить триггер на это событие, записать всю необходимую информацию и тенденции, ведущие к появлению той или иной проблемы, тем самым, повышая вероятность отыскания её (проблемы) первопричины.

ЗАВЕРШЁННАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Пробники

Даже самые совершенные инструменты могут обладать только такой степенью точности, как и данные, в них поступающие. Функции пробника в сочетании с осциллографом представляют собой часть единой измерительной системы. Точные измерения начинаются с кончика пробника. Правильно подобранные пробники, соответствующие осциллографу и устройству под тестированием (DUT), не только позволяют сигналу в чистом виде поступать на осциллограф, но они также усиливают и сохраняют его для повышения такого параметра как целостность исследуемого сигнала и точности проводимых измерений.
На самом деле пробники становятся частью измерительной цепи, привнося сопротивление, ёмкость и индуктивность - все те нагрузки, которые неизбежно исказят результаты измерений. Для получения наиболее достоверных данных, необходимо применять пробники с минимальной нагрузкой. Идеальное спаривание пробника с осциллографом способно существенно уменьшить эту негативную нагрузку, что откроет прямую дорогу ко всем присутствующем в приборе мощным функциям. Иным, крайне важным фактором, который всегда необходимо учитывать при состыковке с DUT - это форм-фактор пробника. Пробники с малой величиной этого фактора обеспечивают более лёгкий доступ к современным радиоэлектронным устройствам с высокой плотностью составляющих их компонентов и пакетных цепей (см. рис. 40). Описание всех типов пробников представлено в последующих публикациях. Можно обратиться к циклу статей "Основы пробников" для получения более детальной информации по этому важнейшему вопросу, без решения которого невозможно полноценное функционирование измерительной системы.



Альтернативный режим вычерчивает каждый канал альтернативно - осциллограф завершает одну развёртку на канале 1, затем другую на канале 2, затем следующую на канале 1 и т.д. Этот режим применяется для измерения сигналов со средними и высокими скоростями, когда установка sec/div выставлена на 0.5 сек или быстрее.
Прерывистый режим заставляет осциллограф вычерчивать лишь малые части каждого сигнала через переключение "вперёд-назад" между ними. Скорость переключения слишком высока, чтобы её заметить, таким образом, форма сигнала выглядит цельной. Обычно этот режим применяется для измерения сигналов с малыми скоростями, требующими скорости развёртки в 1 мс на деление или меньше. На рис. 24 показана разница между этими двумя режимами. Всегда полезно просматривать измеряемые сигналы с двух сторон, чтобы убедиться в том, что выбранный конкретный режим просмотра наилучший.

Горизонтальная система и органы управления

Горизонтальная система осциллографа в основном ассоциируется с захватом входного сигнала, частота выборки и длина записи представляют собой основные параметры. Горизонтальные органы управления применяются для позиционирования и масштабирования форм сигналов по горизонтали.
Обычные органы управления горизонтальной развёртки включают в себя:
Фидер;
Задержка;
XY Шкала (1-2-5 изменяемая);
Разделение трассировок;
Длина записи;
Разрешение;
Частота выборки;
Положение триггера;
Масштабирование.

Органы управления захватом



Рисунок 24.Режимы вычерчивания множества каналов Альтернативный Режим: Канал 1 и канал 2 представленные альтернативно Канал вычерченный первый Канал вычерченный вторым Прерывистый режим: Сегменты Канала 1 и Канала 2 представленные альтернативно

Режимы захвата

Режимы захвата контролируют, каким образом точки форм сигналов продуцируются из точек выборки. Точки выборки представляют собой цифровые значения, напрямую извлечённые из аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Интервал выборки относится к времени между точками выборки. Точки форм сигнала представляют собой цифровые значения, сохраняемые в памяти и отображаемые на экране осциллографа для конструирования формы сигнала. Разница между временными значениями точками форм сигнала относится к термину интервал формы сигнала. Интервал выборки и интервал формы сигнала могут быть, а могут и не быть одинаковыми. Этот факт приводит к существованию нескольких различных режимов захвата, когда одна точка формы сигнала состоит из нескольких последовательно захваченных точек выборки. Кроме того, точки формы сигнала могут быть созданы из композиции точек выборки, взятых при различных режимах захвата. Описание наиболее часто применяемых режимов захвата следует далее.



Рисунок 25.Пример меню захвата

Типы режимов захвата

Режим выборки

Это простейший режим захвата. Осциллограф создаёт точку формы сигнала посредством сохранения одной точки выборки в течение каждого интервала формы сигнала. Режим пикового детектора
Осциллограф сохраняет минимальные и максимальные значения точек выборки, взятые в течение двух интервалов форм сигнала с последующим использованием этих выборок в качестве двух соотносящихся между собой точек. Цифровые осциллографы с режимом пикового детектора задействуют АЦП на высоких скоростях частоты выборки при очень низких (медленных) установках временной шкалы (медленные значения этой шкалы означают длительные интервалы формы сигнала), таким образом, становится возможным захватывать быстрые события (изменения), которые происходят между точками форм сигнала, как это сложно было бы сделать при режиме выборки (см. рис. 26). Режим пикового детектора особенно эффективен при просмотре узких импульсов, расположенных по времени на большом расстоянии друг от друга (рис. 27).

Режим огибания

Это режим имеет общие черты с режимом пикового детектора. Однако, в режиме огибания минимальные и максимальные точки формы сигнала, взятые от различных режимов захвата, комбинируются для создания формы сигнала, представляющей кумулятивные значения мин/максимума по времени. Режим пикового детектора обычно используется для захвата данных, с последующим их использованием при создании формы огибающей.

Режим усреднения

В режиме усреднения осциллограф сохраняет одну точку выборки в течение каждого интервала формы сигнала, так как это происходит при описанном выше режиме выборки. Однако, затем, взятые из последовательности выборок, точки формы сигнала усредняются, тем самым, формируя окончательную форму исследуемого импульса. Режим усреднения понижает влияние шумовых помех без потерь в полосе пропускания прибора, но при этом этот режим может быть задействован только при тестировании периодических сигналов.



Рисунок 26. Частота выборки варьируется в зависимости от установок оси времени - чем на меньшую величину выставлена эта шкала, тем медленнее частота выборки. Некоторые цифровые осциллографы имеют режим пикового детектора для захвата быстрых переходных процессов при низкой скорости развёртки. Точка выборки, отображённая на экране цифрового запоминающего осциллографа. Трудно улавливаемый глитч ( сбой).

Запуск и остановка системы захвата

Одним из важнейших преимуществ цифровых осциллографов является их способность сохранять формы сигналов для последующего просмотра. С этой целью на передней панели приборов обычно присутствуют одна или несколько управляющих клавиш, позволяющих запускать и останавливать систему захвата, таким образом, пользователь обретает возможность анализировать импульсы по своему усмотрению. Кроме того, возможно чтобы осциллограф автоматически останавливал режим захвата после того, как завершился один из периодов этого процесса или же после того, как один комплект зарегистрированных данных был преобразован в форму огибающей или усреднённой формы волны. Такая функция осциллографов обычно называется однократной развёрткой или единичной последовательностью. Функции управления этим режимом обычно присутствуют либо с иными режимами выборки, либо с управлениями настроек триггера.



Рисунок 27. Режим пикового детектора задействует осциллографы серии TDS7000 на захват различных переходных аномалий при значениях ниже 100 ps

Дискретизация

Дискретизацией (выборкой) называется процесс конвертации комплекта данных по входному сигналу в определённое количество дискретных электрических значений для целей хранения, обработки и/или воспроизведения. Величина каждой дискретной точки эквивалентна амплитуде входного сигнала в данный конкретный момент времени, когда сигнал был подвергнут дискретизации. Дискретизация похожа на процесс производства снимков. Каждый такой снимок соответствует специфической временной точке на форме сигнала. В последующем все эти снимки могут быть расставлены в соответствующем порядке по времени, таким образом, что в итоге получается реконструированный входной сигнал.
В цифровых осциллографах массив элементов выборки реконструируется на дисплее с измеренной амплитудой по вертикальной оси и временными значениями по горизонтальной оси, как это проиллюстрировано на рис. 28. Форма входного сигнала на этом рисунке состоит из серии точек, перенесённых на экран. Если эти точки значительно отдалены друг от друга и, взятые все вместе, не могут быть истолкованы как форма волны, то они (точки) могут быть соединены друг с другом через процесс, называемый интерполяция. Режим интерполяции соединяет точки линиями или векторами. Существует множество методик интерполяции, которые используются в различных случаях для точного воспроизведения непрерывной формы входного сигнала.



Рисунок 40. Электронные схемы и системы с плотным расположением компонентов требуют применения пробников с малым форм-фактором

Примечание:

Для достижения точного воспроизведения анализируемого импульса, постарайтесь выбрать такой пробник, который бы в соединении с осциллографом, в 5 раз превышал бы частоту этого импульса.




Комментариев ( 0 )
 
 

Добавить комментарий:

Ваше имя:

Ваш комментарий:

(не более 1000 символов)


   Введите код:
       




Номер посвящен тенденциям в развитии рынка измерительного оборудования. Особое внимание уделено приборам для анализа фиксированных линий связи
Новости


Компания Rohde & Schwarz предлагает Мастер тестовых сценариев LTE ...
08.12.10

"НВП Оракул» подписал договор о дистрибьюции продукции компании Aitelong ...
02.12.10

В пятой версии прибора реализован упрощенный интерфейс с отображением в виде пиктограмм ...
30.11.10

Компания Rohde-Schwarz анонсировала выпуск преоразователей частоты для анализаторов ZVA ...
22.11.10

1 декабря 2010 г. в гостинице «Холидей Инн Москва Сокольники» будут представлены новейшие тестовые решения компании IXIA. ...
16.11.10

С 26 по 28 октября в Харькове, в помещении ПВЦ «Радмир Экспохолла», прошла 13-я специализированная выставка « Контрольно- измерительные приборы. Электроника. Энергетика» ...
12.11.10

20 октября состоялось открытие сразу двух выставок EEBC 2010 – 8-й международной выставки и конференции по телерадиовещанию, цифровым технологиям и контенту, а также expoTEL 2010 - 8-й международной выставки и конференции индустрии телекоммуникаций. ...
10.11.10

Tektronix, Inc.,представила обновленную серию осциллографов TDS2000C ...
09.11.10

25 октября Maxtek Components Corporation объявила что она теперь будет называться Tektronix Component Solutions. ...
08.11.10

© ООО "ТЕМПУС ПЛЮС" - Измерительные приборы и системы (осциллографы, анализаторы спектра)
купить осциллограф |