Een korte discussie over de verschillen tussen analoge oscilloscopen en digitale oscilloscopen
Om de bandbreedte van analoge oscilloscopen, oscilloscoopbuizen, verticale versterking en horizontaal scannen volledig te bevorderen. Om de bandbreedte van een digitale oscilloscoop te verbeteren, hoeft u alleen de prestaties van de front-end A/D-omzetter te verbeteren en zijn er geen speciale vereisten voor de oscilloscoopbuis en het scancircuit. Bovendien kunnen digitale oscilloscopen volledig gebruik maken van geheugen, opslag en verwerking, evenals mogelijkheden voor meervoudige triggering en geavanceerde triggering. In de jaren tachtig kwamen plotseling digitale oscilloscopen op, die talloze resultaten boekten. Ze hebben het potentieel om analoge oscilloscopen volledig te vervangen. Analoge oscilloscopen hebben zich inderdaad van de receptie naar de achtergrond teruggetrokken.
Sommige kenmerken van analoge oscilloscopen zijn echter niet beschikbaar bij digitale oscilloscopen: eenvoudige bediening - alle bedieningen vinden plaats op het paneel en de golfvormrespons is tijdig. Digitale oscilloscopen vereisen vaak een langere verwerkingstijd. Hoge verticale resolutie - continu en oneindig. De resolutie van digitale oscilloscopen is doorgaans slechts 8 tot 10 bits. Gegevens worden snel bijgewerkt: honderdduizenden golfvormen worden per seconde vastgelegd, en digitale oscilloscopen registreren tientallen golfvormen per seconde. Real-time bandbreedte en real-time weergave - de bandbreedte van continue golfvormen is dezelfde als die van enkele golfvormen. De bandbreedte van digitale oscilloscopen hangt nauw samen met de bemonsteringssnelheid. Wanneer de bemonsteringssnelheid niet hoog is, is interpolatieberekening vereist, wat gemakkelijk tot verwarrende golfvormen kan leiden.
Kortom, analoge oscilloscopen bieden ingenieurs golfvormen die ze kunnen zien en geloven, waardoor ze met vertrouwen kunnen testen binnen een gespecificeerde bandbreedte. Van de menselijke gelaatstrekken is het gezichtsvermogen erg gevoelig. De schermgolfvorm wordt onmiddellijk naar de hersenen gereflecteerd voor beoordeling, en zelfs subtiele veranderingen kunnen worden waargenomen. Daarom zijn analoge oscilloscopen erg populair onder gebruikers.
Digitale oscilloscopen verhogen eerst de bemonsteringssnelheid, van de initiële bemonsteringssnelheid gelijk aan tweemaal de bandbreedte tot vijf of zelfs tien keer, en de vervorming die wordt geïntroduceerd bij sinusgolfbemonstering wordt ook verminderd van 100% naar 3% of zelfs 1%. De bemonsteringssnelheid van een bandbreedte van 1GHz is 5GHz of zelfs 10GHz. Ten tweede: verhoog de updatesnelheid van digitale oscilloscopen naar hetzelfde niveau als analoge oscilloscopen, tot 400000 golfvormen per seconde, wat veel handiger zal zijn voor het waarnemen van incidentele signalen en het vastleggen van storingspulsen.
Ten derde worden multiprocessors gebruikt om de signaalverwerkingsmogelijkheden te versnellen, en de omslachtige aanpassing van de meetparameters vanuit meerdere menu's is verbeterd tot eenvoudige knopaanpassing of zelfs volledig automatische meting, en is net zo handig in gebruik als een analoge oscilloscoop. Ten slotte heeft de digitale oscilloscoop, net als de analoge oscilloscoop, een schermpersistentiemodusweergave, die de golfvorm een driedimensionale toestand geeft, dat wil zeggen dat hij de amplitude, tijd en verdeling van de amplitude in de tijd van het signaal weergeeft. Digitale oscilloscopen met deze functie worden digitale fosforoscilloscopen of digitale persistentie-oscilloscopen genoemd.
Analoge oscilloscopen gebruiken kathodestraaloscilloscopen om golfvormen weer te geven. De bandbreedte van de oscilloscoop is dezelfde als die van de analoge oscilloscoop, dat wil zeggen dat de snelheid van de elektronenbeweging in de oscilloscoop evenredig is met de signaalfrequentie. Hoe hoger de signaalfrequentie, hoe sneller de elektronensnelheid. Het oscilloscoopscherm De helderheid is omgekeerd evenredig met de snelheid van de elektronenbundel. De laagfrequente golfvorm heeft een hoge hoogte en de hoogfrequente golfvorm heeft een lage hoogte. Het is gemakkelijk om de driedimensionale informatie van het signaal te verkrijgen door gebruik te maken van de helderheid of grijswaarden van het fluorescerende scherm. Als de verticale as van het scherm wordt gebruikt om de amplitude weer te geven en de horizontale as de tijd, kan de schermhelderheid de verandering in de signaalamplitudeverdeling in de loop van de tijd weergeven. Dit tijdsafhankelijke fluorescentie-nagloei-effect (grijswaardenschaling) is nuttig voor het observeren van gemengde en sporadische golfvormen. De analoge opslagoscilloscoop is een representatief product van dit soort speciale oscilloscopen. De hoogste prestaties bereiken een bandbreedte van 800 MHz en kunnen snelle voorbijgaande gebeurtenissen van ongeveer 1 ns opnemen.
De digitale oscilloscoop mist de persistentieweergavefunctie omdat het een digitale verwerking is en slechts twee toestanden heeft: hoog of laag. In principe geeft de golfvorm ook "ja" en "nee" weer. Om helderheidsveranderingen op meerdere niveaus te bereiken, zoals bij een analoge oscilloscoop, moet een speciale beeldverwerkingschip worden gebruikt. TEK maakt bijvoorbeeld gebruik van een DPX-processorchip, die meerdere functies heeft, zoals data-acquisitie, beeldverwerking en opslag. De DPX-chip bestaat uit 1,3 miljoen transistors. Het maakt gebruik van een 0.65um CMOS-proces, een parallelle pijplijnstructuur en een bemonsteringssnelheid van 2GS/s.
Het is zowel een data-acquisitiechip als een rasterscanner, die de luminescentiekarakteristieken van de schermfosfor van de oscilloscoop simuleert, waarbij gebruik wordt gemaakt van 16 helderheidsniveaus om de golfvorm elke 0,33 seconden op te slaan op een 500*200 pixel LCD-scherm in zwart-wit of kleur. Eén keer bijwerken. Omdat analoge opslagoscilloscopen alleen op fotografische films kunnen vertrouwen om golfvormen vast te leggen, zijn ze niet erg handig voor gegevensopslag. Rood vertegenwoordigt bijvoorbeeld de golfvorm met de hoogste waarschijnlijkheid van voorkomen, en blauw vertegenwoordigt de golfvorm met de laagste waarschijnlijkheid van optreden, zodat deze in één oogopslag duidelijk is. Omdat digitale oscilloscopen het bandbreedteniveau van 1 GHz hebben bereikt en gecombineerd met fluorescerende weergavekarakteristieken, zijn hun algehele prestaties beter dan analoge opslagoscilloscopen.
