Composants de l'oscilloscope virtuel
Caractéristiques de l'oscilloscope virtuel
L'interface USB actuellement largement utilisée est utilisée pour rendre l'interface entre les instruments virtuels et les ordinateurs plus pratique et la vitesse de communication est plus élevée ; une puce de conversion analogique-numérique (ADC) à grande vitesse est utilisée pour l'échantillonnage à grande vitesse ; un microcontrôleur haute performance est utilisé pour le contrôle, et une mémoire haute vitesse de grande capacité (RAM) enregistre les données d'échantillonnage en temps réel, améliorant ainsi les performances de l'instrument ; utiliser le langage Labview pour concevoir une application informatique hôte, capable de réaliser l'affichage de formes d'onde, ainsi que l'analyse et le traitement des données.
Composants d'un oscilloscope virtuel
(1) Acquisition et contrôle du signal. Il s'agit d'une plate-forme matérielle composée d'ordinateurs et de matériel d'instruments pour réaliser la collecte, la mesure, la conversion et le contrôle des signaux.
(2) Analyse et traitement des données. L'oscilloscope virtuel utilise pleinement les fonctions de stockage et de calcul de l'ordinateur, analyse et traite les signaux de données d'entrée via un logiciel. Le traitement du contenu comprend le filtrage numérique, les statistiques de données, l'analyse numérique, etc. Du point de vue de l'analyse des données, les oscilloscopes virtuels disposent de capacités d'analyse de données plus puissantes que les instruments traditionnels.
(3) Affichage des résultats de mesure. L'oscilloscope virtuel exploite pleinement les ressources informatiques, telles que les écrans, les mémoires, etc., pour exprimer et produire les résultats de mesure de diverses manières. Ses formes de sortie incluent la transmission de données longue distance via le réseau de bus, la sortie de copie via des disques optiques et des disques et la sortie sur le disque dur. Méthode de stockage de données et de sortie via une interface graphique telle qu'un écran d'ordinateur.
Paramètres techniques de l'oscilloscope virtuel
Problèmes auxquels il convient de prêter attention lors de l'utilisation d'un oscilloscope virtuel
Distinguer la bande passante analogique et la bande passante numérique en temps réel
La bande passante est l'une des spécifications les plus importantes d'un oscilloscope. La bande passante est une valeur fixe, tandis que la bande passante de l'oscilloscope virtuel est de deux types : la bande passante analogique et la bande passante numérique en temps réel. La bande passante la plus élevée qu'un oscilloscope virtuel peut atteindre en utilisant la technologie d'échantillonnage séquentiel ou d'échantillonnage aléatoire pour les signaux répétitifs est la bande passante numérique en temps réel de l'oscilloscope. La bande passante numérique en temps réel est liée à la fréquence de numérisation la plus élevée et le facteur technologique de reconstruction de forme d'onde K (bande passante numérique en temps réel=taux de numérisation le plus élevé/K) n'est généralement pas donné directement à titre d'indicateur. Il ressort des définitions des deux bandes passantes que la bande passante analogique ne convient qu'à la mesure de signaux périodiques répétitifs, tandis que la bande passante numérique en temps réel convient à la mesure à la fois de signaux répétitifs et de signaux uniques. Le fabricant affirme que la bande passante de l'oscilloscope peut atteindre plusieurs mégaoctets, mais il s'agit en réalité de la bande passante analogique. La bande passante numérique en temps réel est inférieure à cette valeur. Par exemple, la bande passante du TES520B de TEK est de 500 MHz, ce qui signifie en fait que sa bande passante analogique est de 500 MHz, alors que la bande passante numérique en temps réel la plus élevée ne peut atteindre que 400 MHz, ce qui est bien inférieur à la bande passante analogique. Par conséquent, lors de la mesure d'un seul signal, vous devez vous référer à la bande passante numérique en temps réel de l'oscilloscope virtuel, sinon cela entraînera des erreurs inattendues dans la mesure.
À propos du taux d'échantillonnage : Le taux d'échantillonnage est également appelé taux de numérisation, qui fait référence au nombre d'échantillons du signal d'entrée analogique par unité de temps, souvent exprimé en MS/s. Le taux d'échantillonnage est une spécification importante d'un oscilloscope virtuel. Si le taux d'échantillonnage n'est pas suffisant, un alias peut facilement se produire
Si le signal d'entrée de l'oscilloscope est un signal sinusoïdal de 100 KHz, mais que la fréquence du signal affichée par l'oscilloscope est de 50 KHz, c'est parce que la fréquence d'échantillonnage de l'oscilloscope est trop lente, ce qui entraîne un crénelage. L'aliasing se produit lorsque la fréquence de la forme d'onde affichée à l'écran est inférieure à la fréquence réelle du signal, ou lorsque la forme d'onde affichée est instable même si le déclencheur de l'oscilloscope est allumé. La génération du crénelage est illustrée à la figure 1. Ensuite, pour une forme d'onde de fréquence inconnue, vous pouvez juger si la forme d'onde affichée a un crénelage comme ceci : modifiez lentement la vitesse de balayage t/div vers un fichier de base de temps plus rapide et voyez si le les paramètres de fréquence de la forme d’onde changent brusquement. Si c'est le cas, cela signifie qu'un alias de forme d'onde s'est produit ; ou la forme d'onde de secousse s'est stabilisée sur une base de temps plus rapide, ce qui signifie également qu'un alias de forme d'onde s'est produit. Selon le théorème de Nyquist, le taux d'échantillonnage doit être au moins deux fois supérieur à la composante haute fréquence du signal pour éviter le repliement. Par exemple, un signal à 500 MHz nécessite un taux d'échantillonnage d'au moins 1 GS/s. Il existe plusieurs façons d'empêcher simplement l'alias de se produire :
?Utiliser les paramètres automatiques
?Ajuster la vitesse de numérisation ;
?Essayez de basculer le mode de collecte en mode enveloppe ou en mode de détection de pic, car le mode enveloppe consiste à trouver des valeurs extrêmes dans plusieurs enregistrements de collecte, tandis que le mode de détection de pic consiste à trouver les valeurs maximales et minimales dans un seul enregistrement de collecte. Les deux méthodes peuvent détecter des changements de signal plus rapides.
