Koja je brzina uzorkovanja potrebna za mjerenje različitih vrsta signala osciloskopom?
Preko sonde unosimo signal u osciloskop. Nakon što izmjereni signal prođe kroz pojačanje, prigušenje i druge krugove za kondicioniranje signala na prednjem kraju osciloskopa, ADC analogno-digitalni pretvarač velike brzine izvodi uzorkovanje signala i digitalnu kvantizaciju. Brzina uzorkovanja osciloskopa je analogno-digitalna pretvorba ulaznog signala. Frekvencija takta uzorkovanja tijekom pretvorbe je, laički rečeno, interval uzorkovanja. U svakom intervalu uzorkovanja prikuplja se jedno mjesto uzorkovanja. Na primjer, brzina uzorkovanja od 1GSa/s znači da osciloskop ima sposobnost prikupljanja 1 milijarde točaka uzorkovanja u sekundi. U ovom trenutku njegov interval uzorkovanja je 1 nanosekunda.
Za osciloskope u stvarnom vremenu trenutno se često koristi metoda uzorkovanja u stvarnom vremenu. Takozvano uzorkovanje u stvarnom vremenu provodi kontinuirano brzo uzorkovanje u jednakim intervalima na izmjerenom signalu valnog oblika, a zatim rekonstruira ili vraća valni oblik na temelju tih kontinuirano uzorkovanih točaka uzorkovanja. U procesu uzorkovanja u stvarnom vremenu, vrlo je važno osigurati da brzina uzorkovanja osciloskopa bude mnogo brža od promjene signala koji se mjeri.
Dakle, koliko je brži? Nyquistov zakon u digitalnoj obradi signala kaže da ako je širina pojasa signala koji se mjeri ograničena, tada se prilikom uzorkovanja i kvantiziranja signala, ako je brzina uzorkovanja više od dva puta veća od širine pojasa signala koji se mjeri, može potpuno rekonstruirati ili oporaviti informacije koje se prenose u signalu bez aliasinga.
Zatim ćemo smanjiti vremenski ton, tako da će stopa uzorkovanja postati veća. Podešavat ćemo brzinu uzorkovanja sve dok stopa uzorkovanja ne bude 2 puta i 10 puta veća od frekvencije signala kako bismo promatrali promjene signala, to jest 2MSa/s i 10MSa/s. Signal s lijeve strane na donjoj slici ima brzinu uzorkovanja od 2MSa/s. Možete vidjeti da se frekvencija signala promijenila natrag na 1MHz, što je ispravna vrijednost frekvencije signala. Ali izvorni sinusni val je postao trokutasti val, a valni oblik je iskrivljen. Kada se brzina uzorkovanja promijeni na 10MSa/s, što je signal na desnoj strani donje slike, možete vidjeti da je signal sve bliži i bliži sinusnom valu, ali još uvijek nije baš lijep.
