Kokio atrankos dažnio reikia norint išmatuoti įvairių tipų signalus osciloskopu?
Per zondą į osciloskopą įvedame signalą. Po to, kai išmatuotas signalas praeina per stiprinimo, slopinimo ir kitas signalo kondicionavimo grandines osciloskopo priekinėje dalyje, didelės spartos ADC analoginis-skaitmeninis keitiklis atlieka signalo atranką ir skaitmeninį kvantavimą. Osciloskopo diskretizavimo dažnis yra įvesties signalo konvertavimas iš analoginio į skaitmeninį. Atrankos laikrodžio dažnis konvertavimo metu, neprofesionaliu požiūriu, yra atrankos intervalas. Kiekviename mėginių ėmimo intervale imamas vienas mėginių ėmimo taškas. Pavyzdžiui, 1GSa/s atrankos dažnis reiškia, kad osciloskopas turi galimybę surinkti 1 milijardą mėginių ėmimo taškų per sekundę. Šiuo metu jo atrankos intervalas yra 1 nanosekundė.
Realaus laiko osciloskopams šiuo metu dažniausiai naudojamas realaus laiko atrankos metodas. Vadinamasis realaus laiko mėginių ėmimas yra nuolatinis didelės spartos atranka vienodais intervalais išmatuotame bangos formos signale, o tada rekonstruoti arba atkurti bangos formą remiantis šiais nuolat imami mėginių taškais. Realaus laiko atrankos procese labai svarbu užtikrinti, kad osciloskopo diskretizavimo dažnis būtų daug greitesnis nei matuojamo signalo pokytis.
Taigi, kiek tai greičiau? Nyquist dėsnis skaitmeniniame signalų apdorojime sako, kad jei matuojamo signalo dažnių juostos plotis yra ribotas, tai atimant ir kvantuojant signalą, jei diskretizavimo dažnis yra daugiau nei du kartus didesnis už matuojamo signalo pralaidumą, jis gali būti visiškai rekonstruotas arba atkurti signale perneštą informaciją be slapyvardžio.
Tada sumažinsime laiko toną, kad atrankos dažnis padidėtų. Mes reguliuosime diskretizavimo dažnį tol, kol diskretizavimo dažnis bus 2 kartus ir 10 kartų didesnis už signalo dažnį, kad būtų galima stebėti signalo pokyčius, tai yra 2MSa/s ir 10MSa/s. Žemiau esančiame paveikslėlyje kairėje esančio signalo atrankos dažnis yra 2 MSa/s. Matote, kad signalo dažnis pasikeitė atgal į 1MHz, tai yra teisinga signalo dažnio reikšmė. Tačiau pradinė sinusinė banga tapo trikampe banga, o bangos forma buvo iškreipta. Kai diskretizavimo dažnis pasikeičia į 10MSa/s, kuris yra signalas dešinėje paveikslėlio apačioje, matosi, kad signalas vis labiau artėja prie sinusinės bangos, tačiau jis vis tiek nėra labai gražus.
