Вплив різних частот дискретизації на форми сигналів, що відображаються осцилографами. Тести у реальних умовах. Теорія та практика. Частина 2

Продовження

На наступних малюнках показані осцилограми, виміряні при частотах дискретизації 15 МГц, 60 МГц та 150 МГц для прямокутного сигналу частотою 1,5 МГц:

Видно, що вимоги до частоти дискретизації при вимірі прямокутного сигналу з частотою 1,5 МГц значно вищі, ніж при вимірі синусоїдального сигналу з тією самою частотою. При 20-кратній частоті дискретизації вимірювання синусоїдального сигналу з частотою 1,5 МГц дозволяє наблизитися до істинного сигналу, у той час як у випадку прямокутного сигналу при 40-кратній частоті дискретизації навіть фронт сигналу з частотою 1,5 МГц буде досить нерівним. Основна причина полягає в тому, що прямокутний сигнал із частотою 1,5 МГц має тільки основну частоту 1,5 МГц і містить високочастотні гармоніки. Тому для прямокутних сигналів недостатньо просто відповідати основній частоті із заданою частотою дискретизації.

　　На малюнку вище показано вимірювання синусоїдального сигналу частотою 1,5 МГц із частотою дискретизації 30 Мвиб/с.

3. Хвиля трикутника

Далі перевіримо трикутну хвилю частотою 150 кГц і напругою 10 В:

Вимірювання трикутної хвилі частотою 150 кГц із частотою дискретизації 150 кГц, як показано на малюнку нижче:

При вимірюванні трикутної хвилі частотою 150 кГц та частотою дискретизації 15 кГц/с частота змінилася з 150 кГц до 923,1 мГц (зверніть увагу, що це m, а не M, 1000 мГц = 1 Гц), як показано на малюнку нижче:

При вимірюванні трикутного сигналу частотою 150 кГц і частотою дискретизації 1,5 Мвиб/с частота відображалася нормально, але форма сигналу була некоректною, і спостерігалася різниця напруги, як показано на малюнку нижче:

При вимірюванні трикутного сигналу частотою 150 кГц і частотою дискретизації 15 Мвиб/с частота відображалася нормально, форма сигналу також була коректною, але все ж таки спостерігалася деяка різниця в напрузі

　4. Пилоподібна хвиля

Нарешті, розглянемо пилкоподібну хвилю частотою 150 кГц:

Вимірювання пилкоподібної хвилі частотою 150 кГц із частотою дискретизації 150 кГц, як показано на малюнку нижче:

При вимірюванні пилкоподібного сигналу частотою 150 кГц та частотою дискретизації 15 кГц/с частота змінювалася від 150 кГц до 924 мГц, як показано на малюнку нижче:

При вимірюванні пилкоподібного сигналу частотою 150 кГц і частотою дискретизації 300 кГц частота відображалася нормально, але форма сигналу була некоректною, і спостерігалася різниця напруги, як показано на малюнку нижче:

　При вимірюванні пилкоподібного сигналу частотою 150 кГц і частотою дискретизації 3 Мвиб/с частота відображалася нормально, форма сигналу була коректною, але спостерігалася різниця напруги, як показано на малюнку нижче:

При вимірюванні трикутного сигналу частотою 150 кГц і частотою дискретизації 150 Мвиб/с частота відображалася нормально, форма сигналу також була коректною, а напруга - в нормі, як показано на малюнку нижче:

Висновки

Завдяки проведеним вище практичним тестам кожен повинен краще розуміти необхідну частоту дискретизації сигналу, що вимірюється. Іноді, коли виміряна форма сигналу дуже відрізняється від очікуваної, частоту дискретизації також можна як причину цього. 

Про компанію MICSIG

Shenzhen Micsig Technology Co., Ltd. є провідною технологічною компанією в галузі досліджень, розробок, виробництва та надання рішень у сфері обладнання для тестування та вимірювання сигналів. Це національне високотехнологічне підприємство, спеціалізоване та інноваційне. Micsig прагне до досліджень та розробки передових технологій у галузі тестування та вимірювання сигналів, особливо в області осцилографів та осцилографічних щупів, де ми завжди знаходимося на передньому краї інновацій. Ми є піонерами в розробці плоских осцилографів та лідерами в області оптично ізольованих щупів.

Ми дотримуємося нашої місії та бачення, починаючи з професійного підходу, постійно долаючи технічні бар'єри та допомагаючи кожному фахівцю в галузі електроніки та його організаціям підвищувати ефективність та якість роботи.

Кожна інновація спрямована на подолання технічних обмежень продукції та відкриття нових можливостей для розвитку галузі.

Основна продукція компанії включає серію осцилографів: осцилографи високої роздільної здатності, плоскі осцилографи, автомобільні діагностичні осцилографи, осцилографи з роздільним кріпленням, а також серію осцилографічних щупів: оптично ізольовані щупи, високовольтні диференціальні щупи, гин щупи змінного/постійного струму та низькочастотні щупи змінного/постійного струму тощо.

Закінчення

Магазин Gtest® - авторизований постачальник осцилографів в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/ostcillografy

Постачання зі складу та на замовлення:

GW Instek, RIGOL, SIGLENT, OWON, Tektronix, Iwatsu, LeCroy, HANTEK, MICSIG