Aide avec oscilloscope

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Je suis un peu confus. Aidez-moi s'il vous plaît à tout clarifier. Je veux acheter un oscilloscope et j'ai trouvé deux modèles qui me conviennent.

  1. Rigol DS1102E
  2. Rigol DS1102CA

Mais je ne comprends pas la différence entre eux. J'ai lu que le DS1102E a un taux d'échantillonnage de 1 GSa / s et le DS1102CA a 2 GSa / s. D'ACCORD. Mais que donne-t-il dans la pratique? Les deux oscilloscopes ont une bande passante de 100 MHz, donc je ne trouverai pas de différence dans l'image des signaux à l'écran. Ai-je raison? Pourriez-vous m'expliquer quelle est la signification de «taux d'échantillonnage» et de «bande passante» pour les oscilloscopes modernes? Et quelle est la différence entre ces choses?

George Gaál
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Réponses:

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La même bande passante signifie qu'ils auront tous deux la même atténuation pour les signaux. Cela signifie essentiellement que 100 MHz est la fréquence de coupure pour les deux portées.

Les échantillons par seconde est la résolution de l'oscilloscope. Si vous zoomez sur un signal, les points de données non interpolés seront distants de 0,5 ns pour l'oscilloscope 2GSa / s et de 1 ns pour le 1GSa / s. La règle générale est que vous pouvez mesurer assez précisément un signal de 100 MHz avec la portée 1GSa / s et un signal de 200 MHz avec le 2GSa / s (~ 10 échantillons / Hz)

Évidemment, plus il y a d'échantillons, meilleure est la représentation de votre signal d'origine. Vous n'aurez qu'à peser cela avec la différence de coût.

Samuel
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Bien que les autres réponses fournissent une bonne explication de ce qui se passe réellement, je pense qu'elles manquent toutes les deux d'avoir 2 GSa / s sur une portée de 100 MHz.

Le principal point d'intérêt est la façon dont les oscilloscopes effectuent généralement l'échantillonnage. Ils ont souvent un certain nombre de convertisseurs analogique-numérique qui peuvent être connectés à différents canaux. Le processus qu'ils utilisent souvent pour échantillonner les signaux est appelé entrelacement. Fondamentalement, les convertisseurs sont configurés de sorte que le premier convertisseur prenne un échantillon de signal sur un canal et commence à le traiter, puis le convertisseur suivant prend un échantillon du signal et commence à le traiter, puis le troisième et ainsi de suite jusqu'à ce que tous les convertisseurs aient pris un échantillon. Après cela, le premier convertisseur prend à nouveau un échantillon et le second et ainsi de suite. Donc, fondamentalement, le cycle se répète. Cela permet d'utiliser des convertisseurs analogique-numérique plus lents et moins chers, mais a un effet négatif sur la précision, car les échantillons ne seront pas parfaitement équidistants.

Alors, que se passe-t-il lorsque vous avez une portée à deux canaux et utilisez un seul canal? Eh bien, tous les convertisseurs ne fonctionnent qu'avec ce seul canal et fourniront la meilleure représentation possible du signal. Mais si vous activez également le deuxième canal, la moitié des convertisseurs basculera sur le deuxième canal et la moitié continuera de fonctionner avec le premier canal.

Comme il est déjà écrit, la règle de base est d'avoir 1 GSa / s pour 100 MHz de bande passante. Donc, si vous prenez la portée de 100 MHz qui a un taux d'échantillonnage de 1 GSa / s, vous ne pouvez effectivement utiliser qu'un seul canal à pleine bande passante! Si vous souhaitez utiliser les deux canaux, vous ne pouvez pas les utiliser avec des fréquences supérieures à 50 MHz, ou vous obtiendrez des artefacts d'échantillonnage.

D'un autre côté, si vous avez une portée à deux canaux de 2 GSa / s 100 MHz, vous pouvez obtenir une meilleure vue d'un signal de 100 MHz ou vous pouvez obtenir une bonne vue de deux canaux de 100 MHz, ce qui serait problématique avec seulement 1 GSa / s portée.

Alors, comment cela s'applique-t-il à vous: Eh bien, jetons un coup d'œil aux sites Web de produits. Pour Rigol DS1102CA , il est indiqué dans les spécifications Real-time Sample Rate 2 GSa/s(each channel),1 GSa/s(dual channels), ce qui signifie que la situation que j'ai expliquée s'applique ici. Sur le site pour Rigol DS1102E , il est dit dans les spécifications: Real-time Sample Rate 1 GSa/s(each channel),500 MSa/s(dual channels).

Donc, au final, le DS1102E peut fonctionner comme une portée 100 MHz à un canal ou une portée 50 MHz à deux canaux, tandis que Rigol DS1102CA est une véritable portée 100 MHz à deux canaux.

Quelques informations supplémentaires: comme je l'ai déjà dit, il est mauvais pour la portée d'utiliser plusieurs convertisseurs analogique-numérique pour un seul canal, car la distance dans le temps entre les échantillons ne sera pas exactement la même. Ce problème est initialement résolu en prenant un soin extrême à acheminer les signaux d'horloge pour les convertisseurs afin que l'horloge atteigne tous les convertisseurs en même temps. Une autre solution (parfois meilleure) consiste à utiliser des convertisseurs multicanaux. Habituellement, il est plus facile d'acheminer le signal d'horloge afin qu'il atteigne tous les canaux sur une seule puce en même temps que pour acheminer le signal d'horloge afin qu'il atteigne toutes les puces physiquement séparées en même temps. Certains convertisseurs utilisent également d'autres astuces. Par exemple, un canal peut être déclenché à la pente positive de l'horloge tandis que le second peut être déclenché à la pente négative de l'horloge.

AndrejaKo
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C'est la meilleure réponse ici!
Léo Léopold Hertz 준영
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Le taux d'échantillonnage est le taux auquel les oscilloscopes a / d échantillonneront le signal et le convertiront en pixels sur votre écran afin que vous puissiez le voir. Votre oscilloscope échantillonne essentiellement le signal et trace des points à la fréquence d'échantillonnage, puis trace des lignes ou des courbes entre chaque point. Plus vous avez de points d'échantillonnage, plus le signal sera précis ou fidèle à la réalité.

La bande passante est la bande passante d'entrée de -3 dB pour l'oscilloscope, elle vous indique donc la fréquence maximale qu'elle peut voir. L'ancienne règle d'or consiste à obtenir une bande passante deux fois supérieure à votre fréquence, bien que parfois 3 fois ou plus puissent être utiles en fonction de ce sur quoi vous travaillez et de ce que vous devez voir.

Voici un article de référence sur les fonctionnalités de l'oscilloscope.

Some Hardware Guy
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Le théorème d'échantillonnage nous dit que vous devez échantillonner à un taux (plus de) deux fois plus élevé. composante du signal pour PERSERVER toutes les informations contenues dans le signal, cela ne s'applique certainement pas aux signaux VIEWING dans le domaine temporel. Une onde sinusoïdale de 22 kHz ne ressemblerait en rien à une onde sinusoïdale si elle était échantillonnée à 44,1 kHz. L'article que vous liez indique que la «règle générale» est que la fréquence d'échantillonnage doit être de 3 à 4 fois la bande passante, mais j'ai l'impression que toutes les portées Tektronix avec lesquelles j'ai travaillé ont une fréquence d'échantillonnage de 10 fois leur bande passante.
GummiV
Oui, mon tek 100Mhz que j'ai à la maison a un taux de 1GS / s, mais mon Lecroy 13Ghz a un taux de 40GS / s par canal. Cela dépend donc de l'équipement dont vous disposez, de la vitesse à laquelle vous allez et du montant que vous pouvez payer :)
Some Hardware Guy
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En règle générale, la bande passante et la fréquence d'échantillonnage doivent être de 4 à 5 fois la fréquence maximale que vous souhaitez mesurer. Vous devez également savoir que si votre signal d'entrée n'est pas une onde sinusoïdale pure, il contient également des harmoniques avec des fréquences beaucoup plus élevées. Pour une acquisition précise, vous devez couvrir au moins certaines de ces harmoniques.

A la fréquence de la bande passante maximale (ici 100 MHz), une onde sinusoïdale de cette fréquence est atténuée de 3 dB par le frontend analogique de l'oscilloscope. Cela signifie qu'il est mesuré à seulement 70% de sa valeur réelle (c'est-à-dire 30% d'erreur). La fréquence d'échantillonnage spécifie le nombre de mesures effectuées par l'oscilloscope par seconde, c'est-à-dire la précision de l'acquisition de la forme du signal (1 GS / s équivaut à 10 mesures sur un signal à 100 MHz).

AaT
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