Если вы занимаетесь электроникой, у вас, вероятно, есть осциллограф на вашем рабочем месте. Поскольку усложняется практически каждый день, рано или поздно вам понадобится новый осциллограф. Как выбрать подходящий для своих приложений?
Шаги
Шаг 1. Помните, что характеристика полосы пропускания осциллографа - это частота «точки -3 дБ» синусоидального сигнала определенной амплитуды, например
1 Впик. По мере увеличения частоты синусоиды (при сохранении постоянной амплитуды) измеренная амплитуда уменьшается. Частота, при которой эта амплитуда на -3 дБ ниже, является полосой пропускания прибора. Это означает, что осциллограф с частотой 100 МГц будет измерять синусоидальную волну 1 В (размах) на частоте 100 МГц всего при (приблизительно) 0,7 В (размах). Это ошибка около 30%! Для более точного измерения используйте следующее практическое правило: BW / 3 составляет ошибку около 5%; BW / 5 составляет ошибку около 3%. Другими словами: если самая высокая частота, которую вы хотите измерить, составляет 100 МГц, выберите осциллограф не менее 300 МГц, лучше будет 500 МГц. К сожалению, это больше всего влияет на цену…
Шаг 2. Поймите, что сегодняшние сигналы больше не являются чистыми синусоидальными волнами, а в большинстве случаев являются прямоугольными волнами
Они построены путем «сложения» вместе нечетных гармоник основной синусоидальной волны. Итак, прямоугольная волна 10 МГц «строится» путем добавления синусоидальной волны 10 МГц + синусоидальной волны 30 МГц + синусоидальной волны 50 МГц и так далее. Практическое правило: возьмите осциллограф с полосой пропускания не менее 9-й гармоники. Поэтому, если вы собираетесь использовать прямоугольные волны, лучше приобрести осциллограф с полосой пропускания, по крайней мере, в 10 раз превышающей частоту вашей прямоугольной волны. Для прямоугольных сигналов 100 МГц получите осциллограф на 1 ГГц… и больший бюджет…
Шаг 3. Учитывайте время подъема (спада)
У прямоугольных волн есть крутые времена подъема и спада. Есть простое эмпирическое правило, чтобы узнать, какая пропускная способность должна быть у вашего прицела, если это время важно для вас. Для осциллографов с полосой пропускания ниже 2,5 ГГц вычислите самое крутое время нарастания (спада), которое он может измерить, как 0,35 / BW. Таким образом, осциллограф с частотой 100 МГц может измерять время нарастания до 3,5 нс. Для осциллографов выше 2,5 ГГц до примерно 8 ГГц используйте 0,40 / полоса пропускания, а для осциллографов выше 8 ГГц используйте 0,42 / полоса пропускания. Ваше время подъема - отправная точка? Используйте обратное: если вам нужно измерить время нарастания 100 пс, вам понадобится осциллограф не менее 0,4 / 100 пс = 4 ГГц.
Шаг 4. Выберите скорость сэмплирования
Сегодняшние осциллографы почти все цифровые. Вышеупомянутые шаги касались аналоговой части прибора, прежде чем она попала в аналого-цифровой преобразователь для «оцифровки». Здесь вам может помочь расчет отношения полосы пропускания к времени нарастания: осциллограф с частотой нарастания 500 МГц имеет расчетное время нарастания 700 пс. Чтобы восстановить это, вам нужно по крайней мере 2 точки выборки на этом краю, так что по крайней мере выборка каждые 350ps, или 2,8 Гвыб / с (гигасэмплов в секунду). Осциллографы не входят в эту разновидность, поэтому выберите модель с более высокой скоростью выборки, например 5 Гвыб / с (что дает «временное разрешение» 200 пс).
Шаг 5. Определитесь с количеством каналов
Это просто: большинство прицелов имеют 2- или 4-канальную конфигурацию, поэтому вы можете выбрать то, что вам нужно. К счастью, цены не удваиваются с 2 до 4 каналов, но это оказывает большое влияние на цену инструмента. Осциллографы высокого класса (> = 1 ГГц) всегда имеют 4 канала.
Шаг 6. Посчитайте, сколько памяти вам понадобится
В зависимости от того, какую часть вашего сигнала вы хотите видеть при «однократном захвате», сделайте правильный расчет: при 5 Гвыб / с у вас будет выборка каждые 200 пс. Осциллограф с памятью на 10.000 точек выборки может хранить 2 мкс вашего сигнала. Прицел со 100 млн отсчетов (они есть!) Может хранить 20 секунд! Глядя на повторяющиеся сигналы или "глазковые диаграммы", память менее важна.
Шаг 7. Подумайте о частоте повторения
Цифровой осциллограф требует много времени на вычисления. Между моментом запуска (см. Следующий шаг), отображением захваченного сигнала на дисплее и фиксацией следующего инициированного события, большинство цифровых осциллографов «потребляют» несколько миллисекунд. Это приводит к получению только нескольких «фотографий» вашего сигнала каждую секунду (осциллограмм в секунду), обычно около 100-500. Один поставщик решил эту проблему с помощью так называемого «цифрового люминофора» (от примерно 4 000 осциллограмм в секунду до> 400 000 осциллограмм в секунду для топовых моделей), другие последовали с аналогичными технологиями (но не всегда устойчивыми / непрерывными, а скорее пачками).. Эта частота повторения важна, потому что эти редкие ошибки и сбои в вашем сигнале могут возникнуть именно тогда, когда осциллограф не выполняет захват, а занят вычислением последнего полученного захвата. Чем выше частота повторения (скорость wfms / s), тем выше ваши шансы запечатлеть это редкое событие.
Шаг 8. Проверьте, какие ошибки вы ожидаете найти
Все цифровые осциллографы имеют на борту своего рода интеллектуальные триггеры, что означает, что вы можете запускать не только по нарастающему или спадающему фронту вашего сигнала. Если ваша частота повторения достаточно высока, вы, вероятно, видели этот редкий сбой каждую вторую секунду. Тогда хорошо иметь триггер Glitch.
Шаг 9. Подумайте о разрешении и размере ЖК-дисплея
Видео - с помощью этой службы некоторая информация может быть передана YouTube
подсказки
- Запуск, частота повторения и память: как только вы нашли редкое событие с высокой частотой осциллограмм в секунду, наличие правильного триггера более важно, чем частота повторения, так как ваш осциллограф сработает только при (редком) событии, которое происходит… правильно: редко. Так что вам больше не нужна высокая репутация. Память может стать более важной, чтобы иметь возможность анализировать, что произошло до или после события.
- Помните: мусор на входе - это мусор на выходе, поэтому сначала решите проблему пропускной способности и времени нарастания!