بحث مختصری در مورد تفاوت های بین اسیلوسکوپ های آنالوگ و اسیلوسکوپ های دیجیتال
برای افزایش پهنای باند اسیلوسکوپ های آنالوگ، لوله های اسیلوسکوپ، تقویت عمودی و اسکن افقی باید به طور کامل ارتقا یابد. برای بهبود پهنای باند یک اسیلوسکوپ دیجیتال، فقط باید عملکرد مبدل A/D جلویی را بهبود بخشید و هیچ الزام خاصی برای لوله اسیلوسکوپ و مدار اسکن وجود ندارد. اسیلوسکوپهای دیجیتال به علاوه میتوانند از حافظه، ذخیرهسازی و پردازش و همچنین قابلیتهای راهاندازی و پیشروی به طور کامل استفاده کنند. در دهه 1980، اسیلوسکوپ های دیجیتال به طور ناگهانی ظهور کردند و به نتایج متعددی دست یافتند. آنها پتانسیل جایگزینی کامل اسیلوسکوپ های آنالوگ را دارند. اسیلوسکوپ های آنالوگ در واقع از میز جلو به پس زمینه عقب نشینی کرده اند.
با این حال، برخی از ویژگیهای اسیلوسکوپهای آنالوگ در اسیلوسکوپهای دیجیتال موجود نیستند: عملکرد ساده - همه عملیات روی پانل هستند و پاسخ شکل موج به موقع است. اسیلوسکوپ های دیجیتال اغلب به زمان پردازش طولانی تری نیاز دارند. وضوح عمودی بالا - پیوسته و بی نهایت. وضوح اسیلوسکوپ های دیجیتال به طور کلی تنها 8 تا 10 بیت است. داده ها به سرعت به روز می شوند - صدها هزار شکل موج در ثانیه گرفته می شود و اسیلوسکوپ های دیجیتال ده ها شکل موج در ثانیه را می گیرند. پهنای باند بلادرنگ و نمایش بلادرنگ - پهنای باند شکل موج های پیوسته مانند شکل موج های تک است. پهنای باند اسیلوسکوپ های دیجیتال ارتباط نزدیکی با نرخ نمونه برداری دارد. هنگامی که نرخ نمونه برداری زیاد نباشد، محاسبه درون یابی مورد نیاز است که ممکن است به راحتی منجر به شکل موج های گیج کننده شود.
به طور خلاصه، اسیلوسکوپهای آنالوگ شکل موجهایی را در اختیار مهندسان قرار میدهند که میتوانند ببینند و باور کنند و به آنها اجازه میدهد با اطمینان در پهنای باند مشخص آزمایش کنند. در میان ویژگی های صورت انسان، بینایی چشم بسیار حساس است. شکل موج صفحه نمایش فوراً برای قضاوت به مغز منعکس می شود و حتی تغییرات ظریف را می توان درک کرد. بنابراین اسیلوسکوپ های آنالوگ در بین کاربران بسیار محبوب هستند.
اسیلوسکوپ های دیجیتال ابتدا نرخ نمونه برداری را از نرخ نمونه برداری اولیه برابر با دو برابر پهنای باند به پنج یا حتی ده برابر افزایش می دهند و اعوجاج وارد شده به نمونه برداری موج سینوسی نیز از 100٪ به 3٪ یا حتی 1٪ کاهش می یابد. نرخ نمونه برداری از پهنای باند 1 گیگاهرتز 5 گیگاهرتز یا حتی 10 گیگاهرتز است. ثانیا، سرعت به روز رسانی اسیلوسکوپ های دیجیتال را به همان سطح اسیلوسکوپ های آنالوگ، تا 400،{7}} شکل موج در ثانیه افزایش دهید، که برای مشاهده سیگنال های گاه به گاه و گرفتن پالس های اشکال بسیار راحت تر خواهد بود.
ثالثاً، از چند پردازنده برای سرعت بخشیدن به قابلیت های پردازش سیگنال استفاده می شود و تنظیم پارامترهای اندازه گیری دست و پا گیر از چندین منو به تنظیم ساده دستگیره یا حتی اندازه گیری کاملاً خودکار بهبود یافته است و به اندازه یک اسیلوسکوپ آنالوگ برای استفاده راحت است. در نهایت اسیلوسکوپ دیجیتال مانند اسیلوسکوپ آنالوگ دارای نمایشگر حالت ماندگاری صفحه است که به شکل موج حالتی سه بعدی می دهد، یعنی دامنه، زمان و توزیع دامنه را در زمان سیگنال نمایش می دهد. اسیلوسکوپ های دیجیتال با این عملکرد را اسیلوسکوپ های فسفر دیجیتال یا اسیلوسکوپ های پایدار دیجیتال می نامند.
اسیلوسکوپ های آنالوگ از اسیلوسکوپ های پرتو کاتدی برای نمایش شکل موج استفاده می کنند. پهنای باند اسیلوسکوپ همانند اسیلوسکوپ آنالوگ است، یعنی سرعت حرکت الکترون در اسیلوسکوپ با فرکانس سیگنال متناسب است. هرچه فرکانس سیگنال بیشتر باشد، سرعت الکترون بیشتر است. صفحه نمایش اسیلوسکوپ روشنایی با سرعت پرتو الکترونی نسبت معکوس دارد. شکل موج فرکانس پایین دارای ارتفاع زیاد و شکل موج فرکانس بالا دارای ارتفاع کم است. به راحتی می توان با استفاده از روشنایی یا مقیاس خاکستری صفحه فلورسنت، اطلاعات بعد سوم سیگنال را به دست آورد. اگر از محور عمودی صفحه برای نشان دادن دامنه و محور افقی زمان استفاده شود، روشنایی صفحه می تواند نشان دهنده تغییر در توزیع دامنه سیگنال در طول زمان باشد. این اثر پسدرخشش فلورسانس وابسته به زمان (مقیاسگذاری در مقیاس خاکستری) برای مشاهده شکلهای موج مختلط و پراکنده مفید است. اسیلوسکوپ ذخیره سازی آنالوگ محصولی نماینده این نوع اسیلوسکوپ اختصاصی است. بالاترین عملکرد به پهنای باند 800 مگاهرتز می رسد و می تواند رویدادهای گذرا سریع در حدود 1 ثانیه را ضبط کند.
اسیلوسکوپ دیجیتال فاقد عملکرد نمایش پایدار است زیرا پردازش دیجیتالی است و تنها دو حالت دارد، بالا یا پایین. در اصل، شکل موج "بله" و "خیر" را نیز نمایش می دهد. برای دستیابی به تغییرات روشنایی چند سطحی مانند یک اسیلوسکوپ آنالوگ، باید از یک تراشه پردازش تصویر اختصاصی استفاده شود. به عنوان مثال، TEK از یک تراشه پردازشگر DPX استفاده می کند که عملکردهای متعددی مانند جمع آوری داده، پردازش تصویر و ذخیره سازی دارد. تراشه DPX از 1.3 میلیون ترانزیستور تشکیل شده است. این فرآیند 0.65um CMOS، ساختار خط لوله موازی، و نرخ نمونه برداری 2GS/s را اتخاذ می کند.
این هم یک تراشه جمعآوری داده و هم یک اسکنر شطرنجی است که ویژگیهای لومینسانس فسفر صفحه اسیلوسکوپ را شبیهسازی میکند و از 16 سطح روشنایی برای ذخیره شکل موج روی یک نمایشگر LCD تک رنگ یا رنگی 5{3}}0*200 پیکسل هر 0.33 ثانیه استفاده میکند. یکبار آپدیت کنید از آنجایی که اسیلوسکوپ های ذخیره سازی آنالوگ فقط می توانند برای ثبت شکل موج به فیلم های عکاسی تکیه کنند، برای ذخیره سازی داده ها چندان راحت نیستند. به عنوان مثال، قرمز نشان دهنده شکل موج با بیشترین احتمال وقوع و آبی نشان دهنده شکل موج با کمترین احتمال وقوع است، به طوری که در یک نگاه واضح است. از آنجایی که اسیلوسکوپ های دیجیتال به سطح پهنای باند 1 گیگاهرتز رسیده اند و با ویژگی های نمایشگر فلورسنت ترکیب شده اند، عملکرد کلی آنها بهتر از اسیلوسکوپ های ذخیره سازی آنالوگ است.
