Trois points clés d'un oscilloscope : bande passante, taux d'échantillonnage et profondeur de stockage
La bande passante, la fréquence d'échantillonnage et la profondeur de stockage sont les trois indicateurs clés des oscilloscopes numériques. Par rapport à la familiarité des ingénieurs avec la bande passante des oscilloscopes et à l'importance qu'ils accordent à la bande passante des oscilloscopes, la fréquence d'échantillonnage et la profondeur de stockage sont souvent négligées lors de la sélection, de l'évaluation et des tests des oscilloscopes. Le but de cet article est d'aider les ingénieurs à mieux comprendre les caractéristiques importantes des deux indicateurs de taux d'échantillonnage et de profondeur de stockage et leur impact sur les tests réels en présentant brièvement les théories pertinentes du taux d'échantillonnage et de la profondeur de stockage combinées avec des applications courantes. Cela nous aide également à comprendre les compromis lors du choix d'un oscilloscope et à établir le concept correct d'utilisation d'un oscilloscope.
Avant de commencer à comprendre les concepts liés à l'échantillonnage et au stockage, examinons le fonctionnement d'un oscilloscope à stockage numérique.
Le signal de tension d'entrée est envoyé à l'amplificateur frontal via le circuit de couplage, et l'amplificateur frontal amplifie le signal pour améliorer la sensibilité et la plage dynamique de l'oscilloscope. Le signal émis par l'amplificateur est échantillonné par le circuit échantillonneur/bloqueur et numérisé par le convertisseur A/D. Après la conversion A/D, le signal devient une forme numérique et est stocké dans la mémoire. Le microprocesseur traite la forme d'onde du signal numérisé dans la mémoire. Le traitement correspondant est effectué et affiché sur l'écran. C'est ainsi que fonctionne un oscilloscope à stockage numérique.
Échantillonnage, taux d'échantillonnage
Nous savons que les ordinateurs ne peuvent traiter que des signaux numériques discrets. Le principal problème rencontré une fois que le signal de tension analogique entre dans l’oscilloscope est la numérisation (conversion analogique/numérique) du signal continu. Généralement, le processus passant des signaux continus aux signaux discrets est appelé échantillonnage. Les signaux continus doivent être échantillonnés et quantifiés avant de pouvoir être traités par des ordinateurs. Par conséquent, l’échantillonnage constitue la base du calcul et de l’analyse des formes d’onde par les oscilloscopes numériques. En mesurant l'amplitude de tension d'une forme d'onde à intervalles de temps égaux et en convertissant la tension en informations numériques représentées par un code binaire de huit bits, il s'agit de l'échantillonnage d'un oscilloscope à stockage numérique. Plus l'intervalle de temps entre les tensions d'échantillonnage est petit, plus la forme d'onde reconstruite est proche du signal d'origine. Le taux d'échantillonnage est l'intervalle de temps d'échantillonnage. Par exemple, si le taux d'échantillonnage de l'oscilloscope est de 10G fois par seconde (10GSa/s), cela signifie qu'un échantillon est prélevé toutes les 100ps.
