오실로스코프 샘플링 속도 및 저장 깊이 설명
샘플링, 샘플링 속도
우리는 컴퓨터가 개별 디지털 신호만 처리할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 오실로스코프에 입력되는 아날로그 전압 신호에서 첫 번째 문제는 연속적인 신호 디지털화(아날로그/디지털 변환) 문제입니다. 일반적으로 연속적인 신호에서 샘플링(sampling)이라고 불리는 이산적인 신호 과정까지. 컴퓨터에서 처리하려면 연속 신호를 샘플링하고 정량화해야 하므로 샘플링은 파형 작업 및 분석을 위한 디지털 오실로스코프의 기초입니다. 동일한 시간 간격으로 파형의 전압 진폭을 측정하고 전압을 8개의 이진 코드로 변환하여 디지털 정보를 표시하며 이는 디지털 저장 오실로스코프 샘플링입니다. 샘플링된 전압 간의 시간 간격이 작을수록 재구성된 파형이 원래 신호에 더 가까워집니다. 샘플링 속도(샘플링 속도)는 샘플링 간격입니다. 예를 들어, 오실로스코프의 샘플링 속도가 초당 10G 횟수(10GSa/s)라면 이는 100ps마다 샘플이 수집된다는 의미입니다.
나이퀴스트 샘플링 정리(Nyquist Sampling Theorem)에 따르면, 최대 주파수 f로 대역이 제한된 신호를 샘플링할 때 샘플링 주파수 SF는 원래 신호가 샘플링된 값에서 완전히 재구성되도록 하기 위해 f보다 두 배 이상 커야 합니다. 여기서 f는 Nyquist 주파수라고 하고 2f는 Nyquist 샘플링 속도입니다. 사인파의 경우 디지털화된 펄스열을 원래 파형에서 보다 정확하게 재구성하려면 사이클당 최소 2개의 샘플이 필요합니다. 샘플링 레이트가 나이퀴스트 샘플링 레이트보다 낮으면 앨리어싱 현상이 발생합니다.
샘플링 모드
신호가 DSO에 입력되면 샘플링이 필요하기 전에 모든 입력 신호가 A/D 변환되며 샘플링 기술은 일반적으로 실시간 모드와 등가 시간 모드의 두 가지 범주로 나뉩니다.
실시간 샘플링(실시간 샘플링) 모드는 샘플링에 고정된 시간 간격을 사용하여 비반복 또는 일회성 신호를 캡처하는 데 사용됩니다. 한 번 트리거한 후 오실로스코프는 전압을 연속적으로 샘플링한 다음 샘플링 지점을 기반으로 신호 파형을 재구성합니다.
등가 시간 샘플링(Equivalent-time sampling)은 주기적인 파형을 서로 다른 주기로 샘플링한 다음 샘플링 지점을 서로 연결하여 파형을 순서대로 재구성하는 것입니다(https://www.dgzj.com/Electrician's Home). 충분한 샘플링 포인트를 얻으려면 여러 트리거가 필요합니다. 등가 시간 샘플링에는 순차 샘플링과 무작위 반복 샘플링도 포함됩니다. 등가 시간 샘플링 모드를 사용하려면 두 가지 전제 조건을 충족해야 합니다. 1. 파형이 반복되어야 합니다. 2. 안정적으로 발동될 수 있어야 한다.
실시간 샘플링 모드에서 오실로스코프의 대역폭은 A/D 변환기의 최대 샘플링 속도와 사용된 보간 알고리즘에 따라 달라집니다. 즉, 오실로스코프의 실시간 대역폭은 DSO에서 사용하는 A/D 및 보간 알고리즘과 관련이 있습니다.
여기서 실시간 대역폭의 개념에 대한 또 다른 참조는 실시간 대역폭이라고도 하며 유효 저장 대역폭이라고도 하며, 대역폭이 있을 때 실시간 샘플링 방법을 사용하는 디지털 저장 오실로스코프입니다. 너무 많은 대역폭 개념이 여러분을 미치게 만들 수도 있습니다. 요약하자면, DSO 대역폭은 아날로그 대역폭과 스토리지 대역폭으로 구분됩니다. 일반적으로 대역폭은 오실로스코프의 아날로그 대역폭을 나타냅니다. 즉, 오실로스코프 패널의 대역폭은 일반적으로 표시됩니다. 저장대역폭은 Nyquist의 정리에 따라 계산된 이론적 디지털 대역폭으로, 이는 단지 이론적인 값일 뿐입니다.
