आस्टसीलस्कप बैंडविड्थ, यह सब क्या है?


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यह प्रश्न कुछ समय पहले मेरे सामने आया। मैं माप रहा था कि 0 से 2.5 के स्तर के 50Mhz वर्ग तरंग होने का इरादा क्या है, हालांकि मैंने स्क्रीन पर जो देखा वह एक साइन लहर है जो लगभग 1.2V और 0.5 से 2.0V के स्तर पर केंद्रित था, आवृत्ति 4MHz थी।

मैंने अपने ऑसीलोस्कोप डेटाशीट की जाँच की और यह दिखाया कि बैंडविड्थ 50M / s के नमूने की दर के साथ 10MHz था।

मैं सोच रहा हूं कि ये आंकड़े क्या हैं।

  • क्या वे ऊपरी आवृत्ति सीमा का माप हैं जो एक आस्टसीलस्कप माप सकता है?
  • क्या यह आस्टसीलस्कप 50Mhz को मापने में सक्षम है?

क्या आप वर्ग तरंग के बजाय साइन तरंग पर माप कर सकते हैं? जिसे आप 50MHz वर्ग तरंग कहते हैं, वह वास्तव में उच्च आवृत्ति वाली साइन तरंगों का एक संयोजन है।
केविन वर्मेयर

अछा सुझाव! मेरे पास इतना उच्च आवृत्ति स्रोत नहीं है, जब तक कि निश्चित रूप से मैं एक का निर्माण नहीं करता?
केविन बोयड

ज़रूर, आप अपनी इच्छित आवृत्ति पर केंद्रित एक संकीर्ण बैंडपास फ़िल्टर (opamp और कुछ कैप्स / प्रतिरोधों) के साथ एक निर्माण कर सकते हैं, और इसे अपने वर्ग तरंग के साथ चला सकते हैं। National Semi पर एक लेख है, यहाँ एक साइन और कोसाइन जनरेटर है , और यहाँ उस जनरेटर का फालस्टैड सिमुलेशन है।
केविन वर्मेयर

जवाबों:


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सिस्टम बैंडविड्थ जांच बैंडविड्थ और आस्टसीलस्कप इनपुट बैंडविड्थ का एक संयोजन है। प्रत्येक को RC RC बाईपास सर्किट द्वारा अनुमानित किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि ज्यामितीय रूप से देरी जोड़ें:

t_system^2 = (t_probe^2 + t_scope^2)
f_system = 1/sqrt((1/f_probe)^2 + (1/f_scope)^2)

इसका मतलब है कि 60MHz जांच के साथ 10MHz का दायरा -3dB (100 * 10 ^ {- 3/20}%) क्षीणन के साथ आवृत्ति 9.86MHz के साइनसोइड को माप सकता है।

डिजिटल पल्स ट्रेनों को मापते समय यह इतनी आवधिकता नहीं है जो मायने रखती है, लेकिन वृद्धि और गिरावट के समय, क्योंकि उनमें उच्च-आवृत्ति की जानकारी होती है। वृद्धि के समय को आरसी वृद्धि या गॉसियन उदय द्वारा गणितीय रूप से अनुमानित किया जा सकता है, और संकेत के लिए कम वोल्टेज (तार्किक 0) और उच्च वोल्टेज (तार्किक 1) के बीच अंतर का 10% से 90% तक जाने के लिए समय के रूप में परिभाषित किया गया है। अंतर के। उदाहरण के लिए, 5V / 0V प्रणाली में, इसे समय से प्राप्त करने के रूप में परिभाषित किया गया 0.1*5V=0.5Vहै 0.9*5V=4.5V। इन बाधाओं और कुछ फैंसी गणित के साथ , कोई भी काम कर सकता है कि प्रत्येक प्रकार की विशेषता वृद्धि समय में बारे में आवृत्ति सामग्री होती है0.34/t_rise और उसके0.35/t_riseआरसी के लिए। (मैं 0.35/t_riseबिना किसी अच्छे कारण के उपयोग करता हूं और इस उत्तर के बाकी हिस्सों के लिए ऐसा करूंगा।)

यह जानकारी दूसरे तरीके से भी काम करती है: एक विशेष सिस्टम बैंडविड्थ केवल वृद्धि के समय को मापने में सक्षम है 0.35/f_system; आपके मामले में, 35 से 40 नैनोसेकंड। आप साइन लहर के समान कुछ देख रहे हैं, क्योंकि जो एनालॉग फ्रंट-एंड के माध्यम से दे रहा है।

अलियासिंग एक डिजिटल नमूना विरूपण साक्ष्य है, और आपके माप में भी प्रभावी है (आप भाग्यशाली नहीं हैं!)। यहाँ WP से उधार छवि है:

उदाहरण देना।

जैसा कि एनालॉग फ्रंट-एंड केवल 35 गुना से 40ns तक वृद्धि दे रहा है, एडीसी सैंपलिंग ब्रिज एक एटेन्यूएट 50MHz साइन वेव की तरह कुछ देखता है, लेकिन यह केवल 50MS / s पर नमूना है, इसलिए यह केवल 25MHz से नीचे साइनस पढ़ सकता है । इस बिंदु पर कई 'स्कोप्स में एंटीएलियासिंग फिल्टर (एलपीएफ) होता है, जो नमूना दर (शैनन-न्यूक्विस्ट नमूनाकरण मानदंड) से 0.5 गुना अधिक आवृत्तियों को आकर्षित करेगा। आपके क्षेत्र में यह फ़िल्टर नहीं लगता है, हालाँकि, पीक-टू-पीक वोल्टेज अभी भी काफी अधिक है। क्या मॉडल है?

सैंपलिंग ब्रिज के बाद डेटा कुछ डीएसपी प्रक्रियाओं में बदल जाता है, जिनमें से एक को डिसिमिनेशन और कार्डिनल स्पैन कहा जाता है , जो इसे बेहतर प्रदर्शन और विश्लेषण करने के लिए नमूना दर और बैंडवाइड को कम करता है (विशेष रूप से एफएफटी गणना के लिए सहायक)। डेटा को इस तरह आगे मालिश किया जाता है कि यह नमूना दर से ~ 0.4 गुना ऊपर आवृत्तियों को प्रदर्शित नहीं करता है, जिसे गार्ड बैंड कहा जाता है । मैंने आपसे एक ~ 20MHz साइनसॉइड देखने की उम्मीद की होगी - क्या आपके पास औसत (5-बिंदु) चालू है?


संपादित करें: मैं अपनी गर्दन को बाहर निकालूंगा और अनुमान लगाऊंगा कि आपके आस्टसीलस्कप में डिमैटेशन और कार्डिनल स्पैन का उपयोग करके डिजिटल एंटीलियासिंग है, जिसका मूल रूप से एक डिजिटल एलपीएफ है और फिर एक प्रक्षेपित पथ का पुनर्निर्माण है। DSP प्रोग्राम 20MHz सिग्नल देखता है, इसलिए यह इसे 10MHz से कम होने तक कम करता है। 4MHz और 10MHz के करीब क्यों नहीं? "कार्डिनल स्पैन" का मतलब बैंडविड्थ को रोकना है, और अक्सर दो के रूप में अच्छी तरह से विघटन होता है। 2 की कुछ पूर्णांक शक्ति या इसके एक साधारण अंश के परिणामस्वरूप ~ 20 मेगाहर्ट्ज के बजाय 4 मेगाहर्ट्ज साइनसॉइड बाहर हो गया। यही कारण है कि मैं कहता हूं कि प्रत्येक उत्साही को एक 'एनालॉग स्कोप की आवश्यकता होती है। :)


EDIT2: चूंकि यह बहुत सारे विचार प्राप्त कर रहा है, इसलिए मैं उपरोक्त शर्मनाक पतले निष्कर्ष को बेहतर बनाऊंगा।
EDIT2: जिस विशेष उपकरण को आप पसंद करते हैं, वह अंडरस्लैम्पिंग का उपयोग कर सकता है, जिसके लिए एंटीएलियासिंग के लिए एक विंडो एनालॉग बीपीएफ इनपुट की आवश्यकता होती है, जो इस उपकरण के लिए प्रतीत नहीं होता है, इसलिए इसमें केवल एलपीएफ होना चाहिए, इसे 25MHz से कम के साइनोइड्स तक सीमित करना चाहिए इक्वीव का उपयोग करते समय भीसमय नमूना है । हालांकि मुझे एनालॉग पक्ष की गुणवत्ता पर भी संदेह है, डिजिटल पक्ष संभावना डेटा को स्ट्रीम करने या एक कैप्चर को स्थानांतरित करने के बजाय, उपरोक्त डीएसपी एल्गोरिदम को नहीं करता है।एक पीसी पर जानवर बल संख्या crunching के लिए एक समय में। 50MS / s और 8-बिट शब्द की लंबाई का अर्थ है कि यह ~ 48MB / s कच्चे डेटा उत्पन्न कर रहा है - अभी तक USB पर अपनी सैद्धांतिक 60MB / s सीमा (व्यावहारिक सीमा 30MB / s-40MB / s) के बावजूद स्ट्रीम करने के लिए बहुत अधिक है, कभी नहीं पैकेट को ओवरहेड करना, इसलिए इसे कम करने के लिए बॉक्स के ठीक बाहर कुछ डिकिमेशन है। 35MB / s के साथ काम करना ~ 37MS / s नमूना दर देता है, 18MHz की सैद्धांतिक माप सीमा की ओर इशारा करते हुए, या स्ट्रीमिंग के समय 20ns उठने का समय, हालांकि यह संभवतः कम है क्योंकि 35MB / s आश्चर्यजनक है (लेकिन संभव है!)। यह दर्शाता है कि 50MB / s की आंतरिक 8k मेमोरी (खांसी) पर डेटा कैप्चर करने के लिए एक ब्लॉक मोड मौजूद है।पूर्ण है (160us), फिर इसे इत्मीनान से कंप्यूटर पर भेजें। मुझे लगता है यह होगा कि कठिनाइयों एक गुणवत्ता के अनुरूप इनपुट को डिजाइन करने में सामना करना पड़ा आंशिक रूप से पार कर रहे थे oversampling , 2X (अतिरिक्त आधा-बिट सटीकता) द्वारा 25ms / s, अधिकतम आवृत्ति 12.5MHz का एक प्रभावी नमूना दर, और एक 10% गार्ड बैंड दे रही है ( (0.5*25-10)/25), जिनमें से सभी हाथ-उपकरण में ही कम हो सकते हैं। अंत में, मुझे यकीन नहीं है कि आप 4MHz साइनसॉइड क्यों देख रहे हैं क्योंकि ऐसा होने के तरीके हैं, लेकिन ब्लॉक मोड में एक ही माप बनाना चाहते हैं, फिर तीसरे पक्ष के कार्यक्रम के साथ डेटा का विश्लेषण करें। मैं हमेशा पीसी-आधारित ऑसिलोस्कोप पर कठोर रहा हूं, लेकिन यह एक अच्छा इनपुट है ...


ध्यान दें कि कुछ डिजिटल सिस्टम (विशेष रूप से CMOS) 20% से 80% तक वृद्धि के समय को परिभाषित करते हैं।
टाइबलू

वोट दें !! काफी तकनीकी और somethings जो मुझे समझ नहीं आता है !! ;)
केविन बोयड

गुंजाइश यहाँ picotech.com/handheld-oscilloscope.html , मॉडल 2104
केविन बॉयड

100Mhz के लिए 2 चैनल गुंजाइश के लिए कोई सिफारिशें?
केविन बोयड

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@KevinBoyd, अभी Instek GDS-1062A 2M मेमोरी और 60MHz के साथ काफी अच्छा दिखता है। मेरे पास 1M मेमोरी के साथ एक Rigol DS1052E है, और यह 100MHz तक टकरा सकता है, लेकिन यह मेरे लिए शब्द मेमोरी जितना महत्वपूर्ण नहीं है। उच्च आवृत्तियों के लिए मुझे एक पुराना Tek 485: 4 चैनल, 200MHz मिला। मुझे लगता है कि हाल ही में हैक रोकने के लिए रिगोल ने अपना फर्मवेयर बदल दिया है। जानकारी: , बी
टाइबलू

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10 मेगाहर्ट्ज एनालॉग बैंडविड्थ का मतलब है कि 10 वी पर 10 मेगाहर्ट्ज का संकेत 5 वी की तरह दिखेगा, दूसरे शब्दों में आपका आयाम 10 मेगाहर्ट्ज पर आधा हो जाएगा।

10 मेगाहर्ट्ज बैंडविड्थ का मतलब है कि आपका 50 मेगाहर्ट्ज सिग्नल काफी कम हो जाएगा, लेकिन अनुमान लगाना कितना कठिन है।

50 MS / s का मतलब है कि यदि आप सिग्नल के सिंगल-शॉट कैप्चर करने की उम्मीद करते हैं, तो आप 5 मेगाहर्ट्ज से अधिक सिग्नल के साथ वास्तविक रूप से काम नहीं कर सकते हैं, जो वास्तव में पहली जगह में डीएसओ होने का एकमात्र कारण है।

एक मिनट के लिए बैंडविड्थ की समस्या को नजरअंदाज करते हुए, आप गुंजाइश को दोहराए जाने वाले नमूने मोड में डाल सकते हैं और दोहराए जाने वाले सिग्नल को कैप्चर कर सकते हैं, ठीक उसी तरह जैसे कि एक एनालॉग गुंजाइश होती है।

मुझे एक उचित डीएसओ मिलेगा (द रिगोल ds1052e 100 मेगाहर्ट्ज एनालॉग बैंडविड्थ को मेरी सिफारिशें प्राप्त होती हैं), यह मानते हुए कि उपयोग किए गए Tektronix एनालॉग गुंजाइश को जाने का एक अच्छा तरीका हो सकता है (मैं 2236, 2246 और 2247A मॉडल का समय-समय पर उपयोग करता हूं। और वे सभी ठीक एनालॉग स्कोप हैं)


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10 मेगाहर्ट्ज 3DB क्षीणन का बिंदु होगा, इसलिए 0.707x 0.5x नहीं।
थॉमस ओ

@ dren.dk: यह एक पीसी आधारित आस्टसीलस्कप है। 100Mhz तक डिजिटल संकेतों को मापने के लिए, आप किस गुंजाइश और जांच की सिफारिश करेंगे?
केविन बोयड

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@ केविन बॉयड youtube.com/watch?v=LnhXfVYWYXE
थॉमस ओ

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@ केविन: रिगोल को मॉडिफाई करने में कोई समस्या नहीं है क्योंकि आप अभी भी पुराने फर्मवेयर को डाउनग्रेड कर सकते हैं, मॉड कर सकते हैं, फिर लेटेस्ट और सबसे बड़े में अपग्रेड कर सकते हैं। मॉड से छुटकारा पाने के लिए उन्हें वास्तविक हार्डवेयर को बदलना होगा।
dren.dk

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@ dren.dk, आप सही हैं - मुझे यहां ठीक दिखाई दे रहा है । सॉफ़्टवेयर संस्करण 02.05 SP1 (00.02.05.01.00) में ट्रिगर बग है , इसलिए 2.04 SP1 पर रहें।
टाइबलू

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* Are they a measure of the upper frequency limit an oscilloscope can measure?

प्रत्यक्ष खसरे के लिए हाँ।

* Is this oscilloscope capable of measuring 50Mhz at all?

हां, कुछ ट्रिकी तरीकों का उपयोग करते हुए: 1) पीक डिटेक्शन (उपयोगी जब आपको एएम मॉड्यूलेटेड सिग्नल देखने की जरूरत होती है) 2) फ्रीक शिफ्ट (फिर, उपयोगी जब सिग्नल मॉड्यूलेट होता है) - अगर आप 49Mh साइन लहर के साथ 50Mhz सिग्नल मिलाते हैं, तो आपको मिलेगा आप चाहते हैं आवृत्ति के पास 1Mhz संकेत।


प्रत्यक्ष माप क्या है?
केविन बोयड

जब आप बस गुंजाइश को अपने सिग्नल से जोड़ते हैं और सब कुछ देखना चाहते हैं।
BarsMonster 10

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बैंडविड्थ और नमूना दर सामान्य रूप से अधिकतम 4 से 5 गुना होनी चाहिए जिसे आप अधिकतम मापना चाहते हैं। लेकिन इस बात से अवगत रहें कि यदि आपका इनपुट सिग्नल शुद्ध साइन वेव नहीं है, जैसा कि आपके मामले में स्क्वायर वेव है, तो इसमें बहुत अधिक फ्रिक्वेंसी वाले हार्मोनिक्स भी होते हैं। एक सटीक माप के लिए आपको कम से कम इन हार्मोनिक्स में से पहले को कवर करना होगा।

अधिकतम बैंडविड्थ (यहां 10 मेगाहर्ट्ज) की आवृत्ति पर इस आवृत्ति की एक साइन वेव गुंजाइश के अनुरूप दृश्य द्वारा 3dB द्वारा देखी जाती है। इसका मतलब यह है कि यह अपने वास्तविक मूल्य के केवल 70% पर मापा जाता है। नमूना दर निर्दिष्ट करती है कि प्रति सेकंड गुंजाइश द्वारा कितने माप किए जाते हैं अर्थात संकेत का रूप कितना सटीक है (50 एमएस / एस 10 मेगाहर्ट्ज सिग्नल पर 5 माप प्रति चक्र के बराबर है)।

अब इस बारे में सोचें कि इनपुट स्केन के साथ आपके स्कोप को क्या देखा जा रहा है (बहुत कम बैंडविथ के कारण) और प्रति चक्र नमूना दर के कारण केवल 5 नमूने के साथ।

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