Ayuda con osciloscopio

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Estoy un poco confundido Ayúdame por favor a aclarar todo. Quiero comprar un osciloscopio y encontré dos modelos adecuados para mí.

  1. Rigol DS1102E
  2. Rigol DS1102CA

Pero no entiendo la diferencia entre ellos. Leí que DS1102E tiene una velocidad de muestreo de 1 GSa / s y DS1102CA tiene 2 GSa / s. OKAY. Pero, ¿qué da en la práctica? Ambos osciloscopios tienen un ancho de banda de 100MHz, por lo que no encontraré una diferencia en la imagen de las señales en la pantalla. Estoy en lo cierto? Entonces, ¿podría explicarme cuál es el significado de 'frecuencia de muestreo' y 'ancho de banda' para los osciloscopios modernos? ¿Y cuál es la diferencia entre estas cosas?

George Gaál
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Respuestas:

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El mismo ancho de banda significa que ambos tendrán la misma atenuación para las señales. Básicamente significa que 100MHz es la frecuencia de corte para ambos ámbitos.

Las muestras por segundo es la resolución del alcance. Si amplía una señal, los puntos de datos no interpolados estarán separados 0.5 ns para el alcance de 2GSa / s y 1 ns para el 1GSa / s. La regla general es que puede medir con bastante precisión una señal de 100MHz con el alcance de 1GSa / sy una señal de 200MHz con 2GSa / s (~ 10 muestras / Hz)

Obviamente, cuantas más muestras, mejor representación de su señal original. Solo tendrá que sopesar eso con la diferencia de costos.

Samuel
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Mientras que las otras respuestas proporcionan una buena explicación de lo que realmente está sucediendo, creo que ambas pierden el punto de tener 2 GSa / s en un alcance de 100 MHz.

El principal punto de interés es la forma en que los ámbitos generalmente hacen el muestreo. A menudo tienen una serie de convertidores analógicos a digitales que se pueden conectar a diferentes canales. El proceso que suelen utilizar para muestrear las señales se denomina intercalado. Básicamente, los convertidores están configurados de modo que primero un convertidor toma una muestra de señal en un canal y comienza a procesarlo, luego el siguiente convertidor toma una muestra de la señal y comienza a procesarla, luego el tercero y así sucesivamente hasta que todos los convertidores tomaron una muestra. Después de eso, el primer convertidor toma una muestra nuevamente y el segundo y así sucesivamente. Entonces, básicamente, el ciclo se repite. Esto permite el uso de convertidores analógicos a digitales más lentos y baratos, pero tiene un efecto negativo en la precisión, ya que las muestras no serán perfectamente equidistantes.

Entonces, ¿qué sucede cuando tienes un alcance de dos canales y usas solo un canal? Bueno, todos los convertidores funcionan solo con ese canal y proporcionarán la mejor representación de señal que puedan. Pero si también activa el segundo canal, la mitad de los convertidores cambiará al segundo canal y la otra mitad seguirá trabajando con el primer canal.

Como ya está escrito, la regla general es tener 1 GSa / s por 100 MHz de ancho de banda. Entonces, si toma el alcance de 100 MHz que tiene una velocidad de muestreo de 1 GSa / s, ¡entonces puede usar efectivamente solo un canal con ancho de banda completo! Si desea usar ambos canales, no puede usarlos con frecuencias superiores a 50 MHz, o obtendrá artefactos de muestreo.

Por otro lado, si tiene un alcance de dos canales de 2 GSa / s a ​​100 MHz, puede obtener una mejor vista de una señal de 100 MHz o puede obtener una buena vista de dos canales de 100 MHz, lo que sería problemático con solo 1 GSa / s alcance.

Entonces, ¿cómo se aplica esto a usted? Bueno, echemos un vistazo a los sitios web de productos. Para Rigol DS1102CA , dice bajo especificaciones Real-time Sample Rate 2 GSa/s(each channel),1 GSa/s(dual channels), lo que significa que la situación que expliqué se aplica aquí. Del sitio para Rigol DS1102E , se dice bajo especificaciones: Real-time Sample Rate 1 GSa/s(each channel),500 MSa/s(dual channels).

Entonces, al final DS1102E puede funcionar como un alcance de un canal de 100 MHz o un alcance de dos canales de 50 MHz, mientras que Rigol DS1102CA es un alcance real de dos canales de 100 MHz.

Un poco de información adicional: como dije anteriormente, es malo para el alcance utilizar múltiples convertidores analógicos a digitales para un solo canal, porque la distancia en el tiempo entre las muestras no será exactamente la misma. Este problema se resuelve inicialmente teniendo mucho cuidado al enrutar las señales de reloj para los convertidores de modo que el reloj llegue a todos los convertidores al mismo tiempo. Otra solución (a veces mejor) es utilizar convertidores multicanal. Por lo general, es más fácil enrutar la señal de reloj para que llegue a todos los canales en un solo chip al mismo tiempo que enrutar la señal de reloj para que llegue a todos los chips físicamente separados al mismo tiempo. Algunos convertidores también usan otros trucos. Por ejemplo, un canal puede activarse en la pendiente positiva del reloj, mientras que el segundo puede activarse en la pendiente negativa del reloj.

AndrejaKo
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¡Esta es la mejor respuesta aquí!
Léo Léopold Hertz 준영
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La frecuencia de muestreo es la frecuencia a la que los ámbitos a / d muestrearán la señal y la convertirán a píxeles en su pantalla para que pueda verla. Su alcance esencialmente muestrea la señal y traza puntos a la frecuencia de muestreo y luego dibuja líneas o curvas entre cada punto. Cuantos más puntos de muestra tenga, más precisa o fiel a la vida será la señal que verá.

El ancho de banda es el ancho de banda de entrada de -3dB para el alcance, por lo que le indica la frecuencia máxima que puede ver. La regla general es obtener un ancho de banda que sea el doble de su frecuencia, aunque a veces 3 o más veces pueden ser útiles dependiendo de lo que esté trabajando y de lo que necesite ver.

Aquí hay un artículo de referencia sobre las funciones del osciloscopio.

Some Hardware Guy
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Aunque el teorema de muestreo nos dice que necesita muestrear a una velocidad (más de) dos veces la frecuencia más alta. componente de la señal para CONSERVAR toda la información en la señal, seguramente eso no se aplica a las señales de VISTA en el dominio del tiempo. Una onda sinusoidal de 22 kHz no se parecería en nada a una onda sinusoidal si se muestrea a 44,1 kHz. El artículo que vincula establece que la "regla general" es que la frecuencia de muestreo debe ser de 3 a 4 veces el ancho de banda, pero creo que todos los ámbitos de Tektronix con los que he trabajado tienen una frecuencia de muestreo de 10 veces su ancho de banda.
GummiV
Sí, mi tek de 100Mhz que tengo en casa tiene una velocidad de 1GS / s, sin embargo, mi Lecroy de 13Ghz tiene una velocidad de 40GS / s por canal. Por lo tanto, depende del equipo que tenga, qué tan rápido vaya y cuánto puede pagar :)
Some Hardware Guy
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Como regla general, el ancho de banda y la frecuencia de muestreo deben ser de 4 a 5 veces la frecuencia máxima que desea medir. También debe tener en cuenta que si su señal de entrada no es una onda sinusoidal pura, también contiene armónicos con frecuencias mucho más altas. Para una adquisición precisa, debe cubrir al menos algunos de estos armónicos.

A la frecuencia del ancho de banda máximo (aquí 100 MHz) una onda sinusoidal de esta frecuencia es atenuada por 3dB por la interfaz analógica del osciloscopio. Esto significa que se mide solo al 70% de su valor real (es decir, 30% de error). La frecuencia de muestreo especifica cuántas mediciones realiza el alcance por segundo, es decir, qué tan precisa se adquiere la forma de la señal (1 GS / s equivale a 10 mediciones en una señal de 100 MHz).

AaT
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