En la búsqueda de un analizador lógico / de alcance de PC no tan costoso, he encontrado un pequeño dispositivo agradable que se ve muy bien hecho y sé que hará el trabajo.
Sin embargo, mirando las especificaciones , me encontré con esto:
Ancho de banda vs frecuencia de muestreo
Para registrar con precisión una señal, la frecuencia de muestreo debe ser lo suficientemente alta para preservar la información en la señal, como se detalla en el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon. Las señales digitales deben muestrearse al menos cuatro veces más rápido que el componente de frecuencia más alta en la señal. Las señales analógicas deben muestrearse diez veces más rápido que el componente de frecuencia más rápido en la señal.
Y, en consecuencia, tiene una frecuencia de muestreo de 500MSP pero un ancho de banda (filtro) de 100MHz, por lo que una relación 1: 5 para señales digitales y una frecuencia de muestreo de 50MSP y un ancho de banda (filtro) de 5MHz, por lo que una relación 1:10 para señales analógicas
Según tengo entendido, Niquist-Shannon solo habla sobre el muestreo al doble de la frecuencia máxima (en teoría), por supuesto, es bueno no superar los límites y no hay filtros perfectos. ¡Pero incluso un simple UART muestrea una señal digital a la misma velocidad que la velocidad de transmisión!
Entonces, ¿es esta una regla general para el muestreo? o es algo que alguien de las ventas puede haber escrito? Me deja de alguna manera despistado, nunca he oído hablar de esto.
Respuestas:
"incluso un UART simple muestrea una señal digital a la misma velocidad ..." el UART no necesita reconstruir la señal de onda cuadrada analógica que transporta la información digital, por lo que no tiene en cuenta el teorema.
El teorema de Shannon-Nyquist en realidad habla de la representación perfecta de una señal analógica . Una representación perfecta aquí significa que conociendo solo las muestras de la señal, usted podría reconstruir perfectamente la señal analógica en el dominio del tiempo que se muestreó.
Por supuesto, esto solo es posible en teoría. De hecho, la fórmula de reconstrucción implica una serie de funciones "sinc" ( ), que no tienen un límite de tiempo (se extienden de-∞a+∞), por lo que no son realmente implementables perfectamente en hardware. Los alcances de gama alta utilizan una forma truncada de esa función sinc para lograr una mayor capacidad de ancho de banda con velocidades de muestreo más bajas, es decir, más MHz con menos muestras, porque no simplemente "unen los puntos", por lo que no necesitan mucho sobremuestreo.s i n c (x)= sin( πx )πX - ∞ + ∞
Pero aún así necesitan algo de sobremuestreo, porque la velocidad de muestreo debe ser mayor que 2B, donde B es el ancho de banda, y el hecho de que usen una función sinc truncada en la reconstrucción no permite acercarse demasiado a esa figura 2B.
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Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon ... a menudo mal utilizado ...
Es muy conciso y contiene dos advertencias muy importantes.
El punto # 1 es el problema principal aquí, ya que en la práctica no puede obtener una señal que esté perfectamente limitada en la banda. Como no podemos lograr una señal perfectamente limitada en banda, debemos tratar con las características de una señal real limitada en banda. Más cerca de la frecuencia de nyquist creará un cambio de fase adicional. Más cerca creará distorsión, incapacidad para reconstruir la señal de interés.
¿Regla de oro? Tomaría muestras a 10 veces la frecuencia máxima que me interesa.
Un muy buen artículo sobre el mal uso de Nyquist-Shannon http://www.wescottdesign.com/articles/Sampling/sampling.pdf
¿Por qué "At 2x" está mal?
Tome esto como ejemplo: queremos muestrear una onda sinusoidal con frecuencia f. si tomamos muestras a ciegas en 2f ... podríamos terminar capturando una línea recta.
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Hay una diferencia entre analizar una señal para obtener información y mostrarla en una pantalla de alcance. Una pantalla de alcance es básicamente una conexión de los puntos, por lo que si tuviera una onda sinusoidal de 100 MHz muestreada a 200 MHz (cada 5 nseg) Y tuviera el componente imaginario muestreado, también podría reconstruir la señal. Dado que solo tiene la parte real disponible, 4 puntos es prácticamente el mínimo requerido, e incluso entonces hay situaciones patológicas, como el muestreo a 45, 135, 225 y 315 grados, que se vería como una onda cuadrada de menor amplitud. Sin embargo, su alcance solo mostraría 4 puntos conectados por líneas rectas. Después de todo, el alcance no tiene forma de saber cuál es la forma real, para hacerlo necesitaría armónicos más altos. Para hacer una aproximación razonablemente agradable al seno de 100 MHz, necesitaría alrededor de 10 muestras por período; cuanto más, mejor, pero 10 es una regla general aproximada. Ciertamente, 100 muestras serían excesivas para una visualización de alcance, y las reglas de ingeniería tienden a funcionar en potencias de 10.
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