Hiểu các thông số kỹ thuật chính trong máy hiện sóng kỹ thuật số: Tốc độ lấy mẫu, băng thông và độ phân giải

Giới thiệu
Khi nghiên cứu tín hiệu điện, máy hiện sóng kỹ thuật số là cần thiết. Bạn cần làm quen với các khía cạnh quan trọng nhất của máy hiện sóng kỹ thuật số nếu bạn muốn tận dụng tối đa việc sử dụng. Trong phần này, chúng ta sẽ xem xét sâu hơn về ba nguyên tắc cơ bản đó, đó là độ phân giải, băng thông và tốc độ lấy mẫu.

Những yếu tố này có tác động đáng kể đến khả năng hoạt động của máy hiện sóng cũng như mức độ chính xác của nó. Có được sự hiểu biết về các kết nối tồn tại giữa các yếu tố này có thể hỗ trợ bạn trong việc lựa chọn máy hiện sóng kỹ thuật số đó là phù hợp để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của công việc của bạn.

Sampling Rate
Tỷ lệ lấy mẫu của một máy hiện sóng kỹ thuật số là một trong những yếu tố quan trọng nhất quyết định mức độ chính xác và độ tin cậy của tín hiệu mà nó hiển thị. Đây là phép đo cho biết số lần đọc mà máy hiện sóng có thể ghi lại trong một khoảng thời gian nhất định.

Tốc độ lấy mẫu đề cập đến số lượng mẫu được thu thập trong một giây và thường được biểu thị bằng megasamples trên giây (MS/s) hoặc gigasamples trên giây (GS/s).

Cần phải tăng tốc độ lấy mẫu nếu người dùng muốn máy hiện sóng có thể thu và tái tạo tín hiệu với độ chính xác cao hơn. Theo định lý lấy mẫu Nyquist-Shannon, tốc độ lấy mẫu của bạn phải nhanh gấp đôi tần số tối đa của tín hiệu để bạn có thể tái tạo lại tín hiệu một cách chính xác. Đây là một nhu cầu để bạn có thể làm như vậy.

Bạn sẽ cần một máy hiện sóng có tốc độ mẫu đủ cao nếu bạn muốn có thể thu thập và kiểm tra tín hiệu ở tần số cao mà không gặp phải bất kỳ hiện tượng răng cưa hoặc biến dạng nào.

Bạn có thể thấy tốc độ lấy mẫu hiệu quả giảm nếu bạn đang sử dụng các công cụ phân tích phức tạp, chẳng hạn như các hàm toán học dạng sóng hoặc giải mã giao thức nối tiếp hoặc nếu bạn đang sử dụng nhiều kênh cùng một lúc.

Cả hai yếu tố này có thể góp phần làm giảm tốc độ lấy mẫu hiệu quả. Để các phép đo được chính xác, cần phải nhận thức được mối quan hệ giữa số lượng kênh hoạt động và tốc độ lấy mẫu.

Băng thông
“Băng thông” của nó đề cập đến dải tần mà nó có thể phát hiện và hiển thị một cách nhất quán và thuật ngữ này xuất phát từ từ “băng thông”. Nó đề cập đến dải tần mà đáp ứng biên độ của máy hiện sóng không đổi trong một dung sai nhất định, thường là -3 dB.

Một quan niệm sai lầm phổ biến là băng thông cung cấp chỉ báo về tần số cao nhất có thể nhìn thấy trên máy hiện sóng tại bất kỳ thời điểm nào. Mặt khác, băng thông là dải tần mà máy hiện sóng có thể thực hiện các phép đo biên độ chính xác xuyên suốt.

Để có các phép đo chính xác, nên sử dụng máy hiện sóng có băng thông lớn hơn ít nhất năm lần so với thành phần tần số cao nhất của tín hiệu cần quan tâm.

Khả năng tăng thời gian của máy hiện sóng là một trong những khía cạnh bị ảnh hưởng bởi nhu cầu băng thông. Khoảng thời gian cần thiết để biên độ của tín hiệu tăng từ 10% lên 90% giá trị cao nhất của nó được gọi là thời gian tăng.

Một máy hiện sóng có băng thông lớn hơn có thể ghi và hiển thị chính xác các tín hiệu thời gian tăng nhanh là lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng cần phân tích thời gian chính xác và các phép đo tần số cao. Các loại phép đo này thường được yêu cầu kết hợp với nhau.

Độ phân giải
Mức tăng điện áp nhỏ nhất mà máy hiện sóng có khả năng hiển thị chính xác được gọi là “độ phân giải” của thiết bị. Số bit chứa bên trong ADC được sử dụng để số hóa tín hiệu sẽ đóng vai trò là yếu tố quyết định. Máy hiện sóng thường có độ phân giải ngang là 8 bit, tuy nhiên con số này có thể lên tới 10 bit hoặc thậm chí cao hơn.

Độ phân giải dọc của máy hiện sóng được liên kết trực tiếp với khả năng phát hiện và hiển thị chính xác ngay cả những biến đổi điện áp nhỏ nhất.

Máy hiện sóng có độ phân giải cao hơn có khả năng đo các tín hiệu yếu và phát hiện các biến động nhỏ ở dạng sóng tốt hơn so với các máy có độ phân giải thấp hơn. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là việc tăng độ phân giải cũng có khả năng dẫn đến tăng mức nhiễu nền, điều này sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm.

Độ phân giải dọc của máy hiện sóng mà bạn chọn phải được xác định bởi các yêu cầu đo lường mà bạn có. Khi xử lý các tín hiệu có biên độ lớn, có vẻ như độ phân giải 8 bit là đủ.

Tuy nhiên, độ phân giải cao hơn từ 10 bit trở lên có thể cần thiết cho các ứng dụng cần đo điện áp chính xác hoặc bao gồm các tín hiệu có biên độ thấp. LISUN cũng cung cấp máy hiện sóng kỹ thuật số tốt nhất.

Điều hòa tín hiệu, nhiễu nền và các phương pháp xử lý được tích hợp trong máy hiện sóng đều có khả năng ảnh hưởng đến độ phân giải hiệu dụng. Do đó, rất cần thiết phải có hiểu biết vững chắc về độ phân giải hiệu quả của máy hiện sóng trong nhiều điều kiện hoạt động khác nhau và tính đến mọi hạn chế tiềm ẩn.

Tương tác giữa Tốc độ lấy mẫu, Băng thông và Độ phân giải
Tốc độ lấy mẫu, băng thông và độ phân giải của máy hiện sóng là tất cả các yếu tố góp phần vào hiệu suất tổng thể của thiết bị. Có một mối liên hệ chặt chẽ giữa ba khía cạnh này của nhạc cụ. Để kết quả của các phép đo là đáng tin cậy, sự tương tác của chúng phải được xem xét.

Tốc độ lấy mẫu phải đủ nhanh để thu được băng thông của tín hiệu. Theo định lý lấy mẫu Nyquist-Shannon, tốc độ lấy mẫu ít nhất phải lớn gấp đôi băng thông của tín hiệu để tránh hiện tượng răng cưa xảy ra. Do đó, điều cần thiết là chọn một máy hiện sóng có tốc độ lấy mẫu tương đương hoặc cao hơn băng thông sẽ được yêu cầu.

Các khía cạnh thiết yếu khác cần xem xét liên quan đến độ phân giải là phạm vi dọc và cài đặt độ nhạy của máy hiện sóng. Trong khi phạm vi dọc xác định phạm vi điện áp có thể được hiển thị, độ phân giải xác định mức tăng điện áp nhỏ nhất có thể được biểu thị một cách nhất quán. Điều này trái ngược với thực tế là phạm vi dọc mô tả phạm vi điện áp có thể được hiển thị.

Điều cần thiết là chọn độ phân giải dựa trên mức tín hiệu dự kiến ​​và mức độ chính xác của phép đo cần thiết để đảm bảo rằng máy hiện sóng sẽ hiển thị đúng tín hiệu mà không bị nhiễu lượng tử hóa quá mức hoặc mất thông tin.

Ngoài ra, độ chính xác mà máy hiện sóng có thể đo các thành phần tần số cao của tín hiệu có liên quan nghịch với tham số băng thông được sử dụng. Sử dụng máy hiện sóng có băng thông lớn hơn tần số tối đa được quan tâm để có được số đọc đáng tin cậy và tái tạo dạng sóng chính xác.

Điều quan trọng cần lưu ý là tốc độ lấy mẫu, băng thông và độ phân giải đã được chỉ định là những điều kiện cơ bản cần thiết cho máy hiện sóng để nó hoạt động bình thường.

Hiệu suất của máy hiện sóng trong cài đặt thực tế có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn như chất lượng tín hiệu, tham số đầu dò và mức độ tiếng ồn xung quanh.

Các đặc điểm của máy hiện sóng cần được xem xét cẩn thận dựa trên các phép đo được lên kế hoạch thực hiện với thiết bị cũng như môi trường mà thiết bị sẽ được sử dụng.

Kết luận
Biết tốc độ lấy mẫu, băng thông và độ phân giải của một máy hiện sóng kỹ thuật số là rất quan trọng để tận dụng tối đa nó. Băng thông của máy hiện sóng đảm bảo rằng nó sẽ đo chính xác các tín hiệu trong dải tần số đã chỉ định, trong khi tốc độ lấy mẫu xác định mức độ chính xác của chúng sẽ được thu.

Độ phân giải của máy hiện sóng ảnh hưởng đến khả năng phát hiện và hiển thị những thay đổi nhỏ trong tín hiệu bằng cách chỉ ra mức tăng điện áp nhỏ nhất có thể được hiển thị một cách trung thực. Có thể chọn một máy hiện sóng phù hợp với nhu cầu đo lường của bạn và đảm bảo phân tích tín hiệu chính xác và đáng tin cậy bằng cách xem xét sự tương tác giữa các tham số này và các yếu tố trong thế giới thực như tiếng ồn và chất lượng tín hiệu.

Lisun Instruments Limited được tìm thấy bởi LISUN GROUP 2003. LISUN hệ thống chất lượng đã được chứng nhận nghiêm ngặt bởi ISO9001:2015. Với tư cách là thành viên CIE, LISUN các sản phẩm được thiết kế dựa trên CIE, IEC và các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia khác. Tất cả các sản phẩm đều đạt chứng chỉ CE và được xác thực bởi phòng thí nghiệm của bên thứ ba.

Sản phẩm chính của chúng tôi là Máy đo huyết áp, Tích hợp hình cầu, Máy quang phổ, Surge Generator, Súng giả lập ESD, Bộ thu EMI, Thiết bị kiểm tra EMC, Kiểm tra an toàn điện, Phòng môi trường, Buồng nhiệt độ, Đài Khí tượng Thủy văn, Phòng nhiệt, Thử nghiệm phun muối, Phòng kiểm tra bụi, Kiểm tra không thấm nước, Kiểm tra RoHS (EDXRF), Kiểm tra dây phát sáng và Kiểm tra ngọn lửa kim.

Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần bất kỳ hỗ trợ.
Khoa công nghệ: Service@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8615317907381
Phòng kinh doanh Sales@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8618117273997

Tags:OSP-1102