Zalety i ograniczenia oscyloskopów cyfrowych

Wprowadzenie
Dzięki wyrafinowanym funkcjom i intuicyjnym interfejsom oscyloskopy cyfrowe całkowicie zmieniły świat pomiarów elektronicznych. Korzystanie z tych instrumentów ma wiele zalet w porównaniu z ich analogowymi poprzednikami, ale są też pewne wady, o których należy pamiętać.

Zalety i wady oscyloskopy cyfrowe zostaną omówione w tym artykule. Aby wybrać ww odpowiedni oscyloskop dla danego zastosowania i zagwarantowania dokładnej analizy sygnału, zrozumienie tych kryteriów jest niezbędne.

Zalety oscyloskopów cyfrowych:
Dokładność i precyzja pomiaru
W bezpośrednich pojedynkach między oscyloskopami cyfrowymi i analogowymi jest oczywiste, że oscyloskopy cyfrowe oferują pomiary, które są dokładniejsze i dokładniejsze. Zanim dane o kształcie fali zostaną dostarczone, procedura digitalizacji oczyszcza je z wszelkich niepożądanych szumów i zniekształceń, które mogły się tam pojawić.

Wysoka rozdzielczość przetwornika ADC umożliwia dokładne pomiary zarówno napięcia, jak i czasu, co z kolei umożliwia wykonanie prawidłowej analizy i charakterystyki przebiegu.

Przetwarzanie i analiza sygnałów
W porównaniu do oscyloskopów analogowych, oscyloskopy cyfrowe są zdolne do bardziej zaawansowanego przetwarzania i analizy sygnału. Wszystkie te operacje matematyczne, takie jak szybka transformata Fouriera (FFT), która jest używana do analizy w dziedzinie częstotliwości; funkcje matematyczne fal, które są używane do wykonywania operacji matematycznych na falach; zwiększone opcje wyzwalania, które służą do wychwytywania określonych zdarzeń; wszystko to są przykłady funkcji matematycznych, które te instrumenty są w stanie wykonać.

Wbudowane możliwości pomiarowe i analityczne oscyloskopów cyfrowych często obejmują pomiary, takie jak napięcie międzyszczytowe, częstotliwość, czas narastania i szerokość impulsu. Pomiary te ułatwiają obsługę nawet najtrudniejszych zadań analizy sygnału.

Przechowywanie i przywoływanie danych przebiegu
Jedną z najbardziej użytecznych cech oscyloskopów cyfrowych jest możliwość rejestrowania i odtwarzania przebiegów. Oscyloskopy cyfrowe często mają pamięć wewnętrzną lub opcję przechowywania zewnętrznego. Pozwala to użytkownikom na zapisywanie przebiegów do późniejszego odniesienia lub analizy. Podczas pracy z sygnałami, które są złożone lub przerywane, bardzo przydatną umiejętnością jest możliwość przechwytywania i analizowania przebiegów, które zostałyby pominięte przez samą obserwację w czasie rzeczywistym.

Elastyczny wyświetlacz i interfejs użytkownika
W oscyloskopach cyfrowych dostępnych jest wiele różnych opcji wyświetlania, a ponadto są one dość łatwe w obsłudze. Przebieg można łatwo przesuwać, przesuwać i powiększać, aby skoncentrować się na określonych aspektach danych.

Zdecydowana większość dzisiejszych oscyloskopy cyfrowe są wyposażone w przyjazne dla użytkownika ekrany dotykowe i interfejsy użytkownika oparte na menu, które ułatwiają wprowadzanie zmian w ustawieniach instrumentu. Uniwersalność i łatwość obsługi systemu przyczyniają się do poprawy wydajności oraz uproszczenia procesu pomiarowego.

Łączność i udostępnianie danych
USB, Ethernet i Wi-Fi to tylko kilka przykładów popularnych złączy, które można znaleźć w obecnych oscyloskopach cyfrowych. Połączenia te ułatwiają wysyłanie i odbieranie danych oraz umożliwiają zdalne sterowanie.

Informacje zawarte w przebiegu można wyeksportować do komputera, gdzie można je przestudiować lub udostępnić innym pracownikom lub klientom. Ze względu na możliwości integracji oprogramowania tego połączenia, procesy pomiarowe mogą być zautomatyzowane i dostosowane do różnych potrzeb.

Ograniczenia oscyloskopów cyfrowych:
Ograniczenie przepustowości
Szerokość pasma oscyloskopów cyfrowych nakłada ograniczenia na poziom precyzji, z jaką mogą mierzyć sygnały pracujące przy wysokich częstotliwościach. Szerokość pasma oscyloskopów cyfrowych jest ograniczona przez analogowy interfejs i częstotliwość próbkowania przyrządów.

Szerokość pasma oscyloskopu wpływa na to, jak dobrze może on rejestrować i wyświetlać różne interesujące sygnały. Ponadto istnieje możliwość, że efektywna szerokość pasma może się zmniejszyć, jeśli zostaną użyte dodatkowe kanały lub zastosowane zostaną bardziej złożone metody przetwarzania sygnału.

Aliasing i częstotliwość próbkowania
Aliasing pojawi się na wyświetlaczu sygnału generowanego przez oscyloskop cyfrowy, jeśli częstotliwość próbkowania jest ustawiona na zbyt niską. Aliasing występuje przy wyższych częstotliwościach. Zgodnie z twierdzeniem Nyquista-Shannona o próbkowaniu częstotliwość próbkowania musi być dwa razy większa niż najwyższa analizowana składowa częstotliwości.

W przypadku niespełnienia tego kryterium zrekonstruowany przebieg może być błędny, co skutkowałoby błędami pomiarów. Efektom aliasingu można zapobiec, zwracając szczególną uwagę na częstotliwość próbkowania.

Wierność sygnału i artefakty analogowe
Kiedy oscyloskopy cyfrowe digitalizacji sygnałów analogowych istnieje możliwość utraty części integralności sygnału. Podczas procesu digitalizacji powstają szumy kwantyzacji i ograniczenia możliwości wyświetlania ciągłych przebiegów analogowych. Te ograniczenia mogą być problematyczne.

Z tego powodu oscyloskopy cyfrowe mogą wykazywać artefakty, takie jak drgania, zniekształcenia krawędzi i ograniczona rozdzielczość pionowa. Podczas analizowania sygnałów o niskim poziomie lub szybkich sygnałów cyfrowych z szybkimi przejściami zboczy, zniekształcenia te mogą powodować pogorszenie dokładności i wierności mierzonych przebiegów, co powoduje, że ocena jest mniej wiarygodna.

Ograniczony zakres dynamiczny
W porównaniu do analogowych odpowiedników oscyloskopy cyfrowe mają węższy zakres dynamiczny. Zakres, w jakim amplituda sygnału może zostać przechwycona i odpowiednio pokazana, nazywany jest zakresem dynamicznym systemu.

Oscyloskopy cyfrowe mają tę zaletę, że mają doskonałą rozdzielczość pionową, ale możliwe, że nie będą w stanie obsłużyć sygnałów o dużej mocy. LISUN ma najlepsze oscyloskopy cyfrowe na rynku.

Jeśli zakres napięcia wejściowego oscyloskopu zostanie przekroczony, istnieje możliwość przesterowania lub zniekształcenia sygnału. Jeśli wybierzesz oscyloskop z odpowiednim zakresem wejściowym, możesz uniknąć błędów pomiarowych, które są spowodowane wyjściem poza zakres dynamiki.

Koszty:
Oscyloskopy cyfrowe, w porównaniu do swoich analogowych poprzedników, często mają dołączoną wyższą początkową cenę zakupu. Wyrafinowane interfejsy użytkownika, zaawansowane cyfrowe przetwarzanie sygnału i szybka cyfryzacja to czynniki, które składają się na wysoką cenę.

Ponadto cena oscyloskopów cyfrowych może się znacznie różnić w zależności od wymaganych specyfikacji i poziomów wydajności, zwłaszcza w miarę udostępniania postępów technologicznych i nowych funkcji. Wybierając między oscyloskopami cyfrowymi i analogowymi, oprócz ograniczeń budżetowych, należy wziąć pod uwagę specyficzne wymagania pomiarowe.

Krzywa uczenia się
Oscyloskopy cyfrowe, w porównaniu do swoich analogowych poprzedników, mogą mieć krzywą uczenia się, która jest trudniejsza w nawigacji. Oscyloskopy cyfrowe mają przytłaczającą liczbę możliwości, ustawień i opcji pomiarowych, co może utrudniać ich zrozumienie początkującym użytkownikom.

Nauka korzystania z rozległych możliwości analizy sygnału, poruszania się po menu i konfigurowania złożonych opcji wyzwalania może wymagać więcej czasu i wysiłku, niż początkowo przewidywano. Oscyloskopy cyfrowe są wyposażone w złożone możliwości; jednak tylko ci, którzy mają wcześniejszą wiedzę, mogą z nich korzystać poprawnie.

Wnioski
Precyzja pomiaru, przetwarzanie sygnału, pojemność pamięci i łatwość obsługi to tylko niektóre z wielu zalet oscyloskopy cyfrowe. Narzędzia te zapewniają dokładną analizę kształtu fali, zaawansowane przetwarzanie sygnału i możliwości udostępniania danych. Nie należy jednak zapominać o wadach oscyloskopów cyfrowych.

Obejmują one ograniczoną przepustowość urządzeń, efekty aliasingu, jakość sygnału, zakres dynamiczny, cenę i krzywą uczenia się ich bardziej złożonych możliwości. Rozważając te za i przeciw, użytkownicy mogą dokonać świadomego wyboru oscyloskopu, który zapewni najbardziej przydatne pomiary i najbardziej wiarygodną analizę sygnałów.

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