オシロスコープのヘルプ


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私は少し混乱しています。すべてを明確にするために私を助けてください。オシロスコープを購入したいのですが、自分に適したモデルが2つ見つかりました。

  1. リゴールDS1102E
  2. リゴールDS1102CA

しかし、私はそれらの違いを理解していません。DS1102Eのサンプリングレートは1 GSa / sで、DS1102CAのサンプリングレートは2 GSa / sであることを読みました。OK。しかし、それは実際には何を与えますか?どちらのオシロスコープも帯域幅が100MHzなので、画面上の信号の画像に違いはありません。私は正しいですか?では、最新のオシロスコープの「サンプリングレート」と「帯域幅」の意味を教えてください。そして、これらの違いは何ですか?

回答:


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同じ帯域幅は、両方の信号に対して同じ減衰があることを意味します。それは基本的に100MHzが両方のスコープのカットオフ周波数であることを意味します。

1秒あたりのサンプル数は、スコープの解像度です。信号を拡大すると、非補間データポイントは2GSa / sスコープでは0.5 ns離れ、1GSa / sでは1 ns離れます。経験則では、1GSa / sスコープで100MHz信号を、2GSa / sで200MHz信号をかなり正確に測定できます(〜10サンプル/ Hz)。

明らかに、サンプル数が多いほど、元の信号の表現が良くなります。コストの違いでそれを比較検討する必要があります。


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他の回答は実際に何が起こっているかについての適切な説明を提供しますが、どちらも100 MHzスコープで2 GSa / sを使用するというポイントを逃していると思います。

主な関心事は、スコープが一般的にサンプリングを行う方法です。多くの場合、さまざまなチャネルに接続できる多数のアナログ-デジタルコンバーターがあります。彼らが信号をサンプリングするためにしばしば使用するプロセスは、インターリービングと呼ばれます。基本的にコンバーターは、最初の1つのコンバーターがチャネル上の信号のサンプルを取得して処理を開始するように設定され、次のコンバーターが信号のサンプルを取得して処理を開始し、3番目のコンバーターがすべてのコンバーターがサンプルを取得するまで続きます。その後、最初のコンバーターが再度サンプルを取得し、2番目のコンバーターが同様にサンプルを取得します。つまり、基本的にサイクルが繰り返されます。これにより、低速で安価なA / Dコンバーターを使用できますが、サンプルが完全に等距離ではないため、精度に悪影響を及ぼします。

では、2つのチャネルスコープがあり、1つのチャネルのみを使用するとどうなりますか?さて、すべてのコンバーターはその1つのチャネルでのみ動作し、可能な限り最高の信号表現を提供します。ただし、2番目のチャネルもアクティブにすると、コンバーターの半分が2番目のチャネルに切り替わり、半分が最初のチャネルで動作し続けます。

既に記述されているように、経験則では、100 MHzの帯域幅あたり1 GSa / sです。したがって、サンプリングレートが1 GSa / sの100 MHzスコープを使用すると、全帯域幅で1つのチャネルのみを効果的に使用できます。両方のチャネルを使用したい場合、50 MHzより高い周波数では使用できません。そうしないと、サンプリングアーティファクトが発生します。

一方、2 GSa / sの100 MHz 2チャネルスコープを使用している場合、1つの100 MHz信号をよりよく表示するか、2つの100 MHzチャネルを適切に表示できます。これは、1 GSaだけでは問題になります。 / sスコープ。

では、これはどのように当てはまりますか。製品のWebサイトを見てみましょう。Rigol DS1102CA、それは仕様書の下で言うReal-time Sample Rate 2 GSa/s(each channel),1 GSa/s(dual channels)私は説明した状況が、ここで適用されることを意味し、。Rigol DS1102Eのサイトのうち、仕様書に記載されていますReal-time Sample Rate 1 GSa/s(each channel),500 MSa/s(dual channels)

つまり、DS1102Eは100 MHzの1チャネルスコープまたは50 MHzの2チャネルスコープとして機能し、Rigol DS1102CAは実際の100 MHzの2チャネルスコープとして機能します。

少し余分な情報:前に言ったように、サンプル間の時間の距離が正確に同じではないため、単一のチャネルに複数のアナログ/デジタルコンバーターを使用することはスコープにとって悪いことです。この問題は、クロックがすべてのコンバーターに同時に到達するように、コンバーターのクロック信号をルーティングする際に細心の注意を払うことで最初に解決されます。別の(時にはより良い)解決策は、マルチチャネルコンバーターを使用することです。通常、単一のチップ上のすべてのチャネルに同時に到達するようにクロック信号をルーティングする方が、物理的に離れたすべてのチップに同時に到達するようにクロック信号をルーティングするよりも簡単です。一部のコンバーターは他のトリックも使用します。たとえば、1つのチャネルはクロックの正の勾配でトリガーされ、2番目のチャネルはクロックの負の勾配でトリガーされます。


これがここでの最良の答えです!
レオ・レオポルド・ヘルツ준 영

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サンプリングレートとは、スコープa / dが信号をサンプリングし、画面上でピクセルに変換して表示できるレートです。スコープは基本的に信号をサンプリングし、サンプルレートでポイントをプロットしてから、各ポイント間に線または曲線を描画します。サンプルポイントが多いほど、見ている信号の寿命がより正確または真になります。

帯域幅は、スコープの-3dB入力帯域幅であるため、表示できる最大周波数を示しています。古い経験則では、周波数の2倍の帯域幅を取得します。ただし、作業している内容や確認する必要がある内容によっては、3倍以上が役立つ場合もあります。

オシロスコープの機能に関するリファレンス記事を以下に示します。


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サンプリング定理は、最高周波数の2倍以上のレートでサンプリングする必要があることを示しています。信号のすべての情報をPERSERVEする信号のコンポーネント。これは、時間領域のVIEWING信号には適用されません。22 kHzの正弦波は、44.1 kHzでサンプリングした場合、正弦波のようには見えません。あなたがリンクした記事は、「経験則」によると、サンプリングレートは帯域幅の3〜4倍である必要があると述べていますが、私が使用したすべてのTektronixスコープのサンプリングレートは、帯域幅の10倍だと感じています。
GummiV

ええ、私が家に持っている100Mhzテクは1GS / sのレートですが、私の13Ghz Lecroyはチャンネルあたり40GS / sのレートです。したがって、それはあなたが持っている機器、どれだけ速く行くか、そしてあなたがどれだけ支払うことができるかによって異なります:)
一部のハードウェアガイ

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経験則として、帯域幅とサンプルレートは、測定する最大周波数の4〜5倍にする必要があります。また、入力信号が純粋な正弦波でない場合は、はるかに高い周波数の高調波も含まれていることに注意してください。正確に取得するには、これらの高調波の少なくとも一部をカバーする必要があります。

最大帯域幅の周波数(ここでは100 MHz)で、この周波数の正弦波は、スコープのアナログフロントエンドによって3dB減衰されます。これは、実際の値の70%(つまり、30%の誤差)で測定されることを意味します。サンプルレートは、スコープによって1秒あたりに実行される測定数を指定します。つまり、信号の形式がどの程度正確に取得されるかを指定します(1 GS / sは、100 MHz信号の10測定に相当します)。

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