Techniki analizy sygnału za pomocą oscyloskopów cyfrowych

Wprowadzenie
Oscyloskopy cyfrowe znacznie ułatwiają inżynierom analizę i interpretację informacji zawartych w sygnałach elektrycznych. Inżynierowie-projektanci mają potencjał do poprawy funkcjonowania obwodów, dowiadując się więcej o sygnałach, identyfikując problemy i stosując zaawansowane metodologie analiza sygnału.

W tym artykule przyjrzymy się licznym sposobom wykorzystania oscyloskopów cyfrowych do badania sygnałów. Oprócz badania dziedzin częstotliwości, oprócz badania dziedzin częstotliwości, zbadane zostanie badanie impulsów i synchronizacji. Jeśli inżynierowie zapoznają się z tymi metodologiami, będą lepiej przygotowani do oceny sygnałów, naprawy problemów i podejmowania decyzji projektowych.

Analiza domeny częstotliwości
Do uzyskania informacji o zawartości częstotliwości w sygnale można zastosować podstawowe podejście do analizy sygnału, zwane analizą w dziedzinie częstotliwości. Korzystając z oscyloskopów cyfrowych wyposażonych w funkcję szybkiej transformaty Fouriera (FFT), inżynierowie są w stanie przeprowadzić analizę w dziedzinie częstotliwości zarejestrowanych przebiegów.

Kiedy inżynierowie pobierają przebieg z dziedziny czasu i przekładają go na dziedzinę częstotliwości, są w stanie określić obecność harmonicznych, szumu i innych składowych częstotliwości. Badania te mogą być pomocne w identyfikacji zniekształceń sygnału, określeniu widm sygnału i zwiększeniu efektywności systemu.

Możliwe jest obliczenie amplitudy i fazy składowych częstotliwości, co umożliwia inżynierom analizę jakości sygnału i zagwarantowanie, że częstotliwość sygnału mieści się w dopuszczalnych granicach.

Analiza w dziedzinie czasu
Analiza w dziedzinie czasu jest niezbędnym narzędziem, którego należy używać w celu zbadania atrybutów sygnału i uchwycenia zachowania sygnału na przestrzeni czasu. Za pomocą oscyloskopu cyfrowego inżynierowie są w stanie odczytać kilka aspektów sygnału, w tym czas jego narastania i opadania, szerokość impulsu, cykl pracy i synchronizację.

Obserwacje te dostarczają istotnych informacji o natężeniu sygnału, jego zasięgu i synchronizacji. Niektóre z problemów, jakie mogą napotkać inżynierowie, obejmują zniekształcenie sygnału, dzwonienie, przeregulowanie i niedoregulowanie.

Podczas oceny danych cyfrowych analiza w dziedzinie czasu jest ważna ze względu na sprawdzenie płynności przejść sygnału, a także poszukiwanie wartości odstających, takich jak zakłócenia i jitter. Obydwa są przykładami nieprawidłowości.

Analiza impulsów i czasu
Analiza impulsów i taktowania koncentruje się przede wszystkim na badaniu aspektów sygnałów cyfrowych, a także czasowych powiązań między tymi aspektami. Oscyloskopy cyfrowe oferują specyficzne możliwości pomiarowe i analityczne, które umożliwiają użytkownikom przeprowadzanie wiarygodnych analiz impulsów i taktowania. Czas w obwodach cyfrowych można monitorować za pomocą elementów pomiarowych, takich jak szerokość impulsu, okres, czasy narastania/opadania oraz okresy konfiguracji/wstrzymywania, które inżynierowie mogą wykorzystać do udoskonalenia swoich projektów.

Inne czynniki pomiarowe obejmują czasy narastania/opadania oraz czas trwania konfiguracji/utrzymania. Testy te gwarantują, że sygnały są zsynchronizowane z oczekiwaniami pod względem czasu. Jest to ważne, aby uniknąć utraty danych lub wadliwych obwodów, dlatego przeprowadza się te testy.

Dokładność pomiarów impulsów i taktowania, możliwa dzięki oscyloskopom cyfrowym o dużej częstotliwości próbkowania, w znaczący sposób przyczynia się do sukcesu szybkich systemów cyfrowych.

Analiza diagramu oka
Analiza diagramów oka to potężna technika, którą można zastosować w szybkich systemach komunikacyjnych do oceny jakości sygnału, a także jego niezawodności. Aby wygenerować diagram oka na oscyloskopie cyfrowym, można nałożyć na siebie kilka akwizycji przebiegów.

Powstała forma „oka” jest reprezentacją zmian amplitudy i fazy, które wystąpiły w sygnale w określonym przedziale czasu. Inżynierowie mogą wykorzystywać diagramy oka w celu oceny jakości sygnału, określenia parametrów ilościowych, takich jak marginesy jittera i szumu, oraz zlokalizowania nieprawidłowości lub zniekształceń taktowania.

Wykorzystanie analizy diagramów oka pozwala ocenić wydajność szybkich interfejsów cyfrowych, ulepszyć techniki korekcji i zapewnić niezawodny transfer danych.

Analiza mocy
Podstawowym celem analizy mocy jest zbadanie przebiegów mocy elektrycznej przepływającej przez obwody i systemy. Oscyloskopy cyfrowe które umożliwiają analizę mocy, umożliwiają pomiar kilku aspektów mocy, w tym strat mocy, współczynnika mocy, zawartości harmonicznych i zużycia energii.

Dzięki tym badaniom można określić, czy systemy energoelektroniki są wydajne, czy są energooszczędne oraz czy odpowiadają przepisom dotyczącym jakości energii.

Inżynierowie mogą analizować wpływ zmian obciążenia na przebiegi mocy, podobnie jak wykrywanie zapadów i przepięć napięcia, a także identyfikację anomalii mocy.

Wnioski
Stosując techniki analizy sygnałów w połączeniu z oscyloskopami cyfrowymi, inżynierowie mogą uzyskać znaczną wiedzę na temat właściwości sygnałów, czasowych korelacji między sygnałami i różnych cech widma.

Inżynierowie elektronicy mają dostęp do szerokiego zakresu badań, z których niektóre opierają się na dziedzinach częstotliwości i czasu, pulsie i taktowaniu, diagramach oka i mocy, które mogą wykorzystać do oceny i poprawy działania obwodu. Oscyloskopy cyfrowe wyposażone w rozbudowane możliwości pomiarowe i narzędzia analityczne pozwalają na bardzo dokładne pomiary częstotliwości, amplitudy, czasów narastania i opadania sygnału, szerokości impulsu oraz charakterystyki mocy. Pomiary te można wykonać z niesamowitą dokładnością.

Kiedy inżynierowie dobrze rozumieją sygnały, są w stanie lepiej diagnozować problemy, określać, czy zostały spełnione określone kryteria czasowe i zapewnić niezawodne działanie systemów elektrycznych.

Podsumowując, oscyloskopy cyfrowe zapewniają inżynierom dostęp do mnóstwa możliwości analizy sygnałów, co umożliwia im prowadzenie precyzyjnych badań przebiegów elektrycznych i wyciąganie z nich znaczących wniosków. Naukowcy i profesjonaliści mogą dowiedzieć się więcej na temat harmonicznych, szumu i składowych częstotliwości sygnału, przeprowadzając analizę w dziedzinie częstotliwości.

Analiza w dziedzinie czasu pomaga w identyfikacji anomalii i zniekształceń, umożliwiając przeprowadzenie dokładnych testów synchronizacji i integralności sygnału. Ten rodzaj analizy umożliwia również ilościowe określenie integralności sygnału. Inżynierowie mogą sprawdzić błędną transmisję danych, wykorzystując analizę impulsów i taktowania w celu oceny synchronizacji sygnałów cyfrowych. Można to zrobić, aby sprawdzić błędy przesyłania danych.

Analiza diagramów oka to metoda, którą można zastosować do analizy efektywności szybkich sieci komunikacyjnych. Metoda ta opiera się na graficznej reprezentacji jakości sygnału. Inżynierowie stosują metodę zwaną analizą mocy, aby zoptymalizować wykorzystanie energii, określić jakość energii i przeanalizować przebiegi mocy.

Stosując różne techniki analizy sygnałów, inżynierowie będą mogli lepiej zrozumieć charakterystykę i charakterystykę sygnałów obecnych w obwodach elektrycznych. Informacje te są niezbędne do budowania systemów, na których można polegać, lokalizowania i korygowania usterek oraz osiągania najwyższego możliwego poziomu wydajności obwodów.

Wszechstronne możliwości analityczne i przyjazne dla użytkownika interfejsy prądu oscyloskopy cyfrowe znacznie ułatwiają inżynierom przeprowadzanie analiz i uzyskiwanie praktycznych wniosków z zarejestrowanych przebiegów.

Dotyczy to zwłaszcza tego pierwszego. Wraz z rozwojem technologii oscyloskopy cyfrowe nadal będą niezbędnym narzędziem do analizy sygnałów. Daje to inżynierom możliwość projektowania systemów elektrycznych, które są bardziej wyrafinowane i niezawodne.

Lisun Firma Instruments Limited została znaleziona przez LISUN GROUP w 2003 roku. LISUN system jakości został ściśle certyfikowany przez ISO9001: 2015. Jako członek CIE, LISUN produkty są projektowane w oparciu o normy CIE, IEC i inne normy międzynarodowe lub krajowe. Wszystkie produkty przeszły certyfikat CE i zostały uwierzytelnione przez zewnętrzne laboratorium.

Naszymi głównymi produktami są Goniofotometr, Integracja Kuli, Spektroradiometr, Generator przepięć, Pistolety do symulatorów ESD, Odbiornik EMI, Sprzęt testowy EMC, Tester bezpieczeństwa elektrycznego, izba środowiska, izba Temperatura, Komora klimatyczna, Komora termiczna, Test w komorze solnej, Komora do badania pyłu, Wodoodporny test, Test RoHS (EDXRF), Test świecącego drutu i Test płomienia igłowego.

Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz wsparcia.
Dział techniczny: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dział sprzedaży: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagi:OSP-1102