About / Advertise
Digital realtidssampling innebär att oscilloskopet samplar signalerna tillräckligt tätt vid varje triggtillfälle för att kunna ge en korrekt bild av signalen, se figuren. Därför fungerar realtidssampling lika bra på repetitiva förlopp som enkelförlopp (single shot).
Metoden är transparent för användaren. Användargränssnittet liknar det hos ett analogt oscilloskop, men med analys- och dokumenteringsmöjligheter.
En begränsning hos många digitala oscilloskop är annars att det inte går att spela in icke repeterbara signaler och enkelförlopp med samma frekvens och stigtid som oscilloskopets bandbredd utlovar. Man kan säga att ett digitalt oscilloskop har två olika bandbredder, en analog och en realtidsbandbredd för enkelförlopp och icke repeterbara kurvformer.
Den analoga bandbredden representerar den högsta frekvensen på signalen som oscilloskopet kan acceptera utan distorsion. Den bestäms av ingångskretsarna på oscilloskopet.
Realtidsbandbredden är den maximala frekvens som kan spelas in vid ett och samma triggtillfälle. Avgörande här är hur många samplingar per period som behövs för att korrekt återge signalen. I teorin ska två räcka, men i praktiken är det vanligt med 2,5-10, beroende på hur kurvformen beräknas och ritas ut.
Tidsekvivalent sampling
Konventionella digitala oscilloskop använder tidsekvivalent sampling. Med relativt låg samplingshastighet samlas erforderligt antal sampel in vid upprepade triggtillfällen. Därför måste signalen vara fullständigt repeterbar. Å andra sidan kan man för repetitiva förlopp få en högre bandbredd än oscilloskopets analoga bandbredd.
I början användes sekventiell tidsekvivalent sampling, vilket innebär att kurvformen byggs upp genom att triggerpunkten förskjuts för varje triggtillfälle.
När minnena blev billigare började man använda slumpmässig tidsekvivalent sampling. Det innebär att man vid varje triggtillfälle skickar ut en skur av samplingar utan hänsyn till triggpunkten. Därmed bygger man upp minnet snabbare, och har också möjlighet att se händelser som inträffar både före och efter triggtillfället.
Båda dessa metoder ger dock en långsam uppdatering av skärmen eftersom signalerna byggs upp vid upprepade triggtillfällen under en längre tid. Dessutom går de inte att använda vid enkelförlopp eller om signalen är modulerad eller ändras mellan triggtillfällena.
Uppdatering av skärmen
En nackdel med konventionella digitala oscilloskop är att de endast tillbringar en liten del av tiden med att bevaka och sampla signalerna. Även de allra snabbaste digitala oscilloskop spelar in mindre än 0,5 procent av signalerna som de mäter på. Således missar de sällan förekommande förlopp som störningar och spikar.
Detta beror på att när inspelningsminnet har fyllts, måste oscilloskopet vänta tills kurvformen ritats upp på skärmen innan samplingen kan fortsätta. Inte ens de snabbaste digitala oscilloskopen kan uppdatera skärmen oftare än 500 kurvformer per sekund.
Funktionen Insta Vu från Tektronix bröt denna flaskhals. Med hjälp av en speciell demultiplexer flyttas data från inspelningssystemet till skärmen med en hastighet som motsvarar över 400 000 kurvformer per sekund. Därmed går det att lokalisera fel som överhörning, jitter och brus, som man tidigare inte visste fanns.
Ronny Skiöld
Författaren arbetar på Tektronix
