Penggunaan osiloskop digital harus memperhatikan permasalahannya
1. Perkenalan
Penggunaan osiloskop digital menjadi semakin populer karena kelebihan uniknya seperti pemicuan gelombang, penyimpanan, tampilan, pengukuran, analisis dan pemrosesan data bentuk gelombang. Karena perbedaan kinerja yang besar antara osiloskop digital dan osiloskop analog, jika tidak digunakan dengan benar, akan menghasilkan kesalahan pengukuran yang besar, sehingga mempengaruhi tugas pengujian.
2, bedakan antara bandwidth analog dan bandwidth real-time digital
Bandwidth adalah salah satu indikator osiloskop yang paling penting. Bandwidth osiloskop analog adalah nilai tetap, sedangkan bandwidth osiloskop digital memiliki dua jenis bandwidth analog dan bandwidth digital real-time. Bandwidth tertinggi yang dapat dicapai oleh osiloskop digital menggunakan teknik pengambilan sampel sekuensial atau acak untuk sinyal berulang adalah bandwidth digital real-time dari osiloskop. Bandwidth real-time digital terkait dengan frekuensi digitalisasi tertinggi dan faktor teknik rekonstruksi bentuk gelombang K (bandwidth real-time digital=laju digitalisasi tertinggi / K), yang umumnya tidak diberikan secara langsung sebagai indikator.
Dari definisi kedua bandwidth tersebut terlihat bahwa bandwidth analog hanya cocok untuk pengukuran sinyal periodik berulang, sedangkan bandwidth real-time digital cocok untuk sinyal berulang dan sinyal single-shot. Produsen mengklaim bahwa bandwidth osiloskop dapat mencapai berapa megabyte, pada kenyataannya, mengacu pada bandwidth analog, bandwidth digital real-time lebih rendah dari nilai ini. Misalnya, bandwidth TES520B TEK adalah 500MHz, yang sebenarnya mengacu pada bandwidth analognya sebesar 500MHz, sedangkan bandwidth real-time digital maksimum hanya dapat mencapai 400MHz, jauh di bawah bandwidth analog. Oleh karena itu, saat mengukur satu sinyal, pastikan untuk mengacu pada bandwidth digital real-time dari osiloskop digital, jika tidak maka akan menyebabkan kesalahan pengukuran yang tidak terduga.
3, tentang tingkat pengambilan sampel
Laju pengambilan sampel, juga dikenal sebagai laju digitalisasi, mengacu pada satuan waktu, jumlah sampel sinyal masukan analog, sering kali dinyatakan dalam MS/s. Kecepatan pengambilan sampel merupakan indikator penting osiloskop digital.
(1) Jika laju pengambilan sampel tidak mencukupi, fenomena pencampuran mudah terjadi.
Jika sinyal masukan osiloskop berupa sinyal sinusoidal 100KHz, maka osiloskop menampilkan frekuensi sinyal 50KHz, bagaimana caranya? Hal ini disebabkan karena laju pengambilan sampel osiloskop terlalu lambat sehingga menimbulkan fenomena aliasing. Campuran adalah frekuensi bentuk gelombang yang ditampilkan di layar lebih rendah dari frekuensi sinyal sebenarnya, atau meskipun osiloskop pada indikator pemicu telah menyala, dan tampilan bentuk gelombang masih belum stabil. Generasi pencampuran ditunjukkan pada Gambar 1.
Jadi, untuk bentuk gelombang yang frekuensinya tidak diketahui, bagaimana cara menentukan apakah bentuk gelombang yang ditampilkan telah menghasilkan pencampuran? Hal ini dapat dilakukan dengan mengubah kecepatan sapuan t/div secara perlahan ke basis waktu yang lebih cepat, untuk melihat apakah parameter frekuensi bentuk gelombang berubah tajam, jika ya berarti telah terjadi pencampuran bentuk gelombang; atau bentuk gelombang yang bergoyang menjadi stabil pada basis waktu yang lebih cepat, yang juga berarti bahwa pencampuran bentuk gelombang telah terjadi. Menurut teorema Nyquist, laju pengambilan sampel harus setidaknya 2 kali lebih tinggi dari komponen sinyal frekuensi tinggi untuk menghindari pencampuran, misalnya, sinyal 500MHz memerlukan setidaknya laju pengambilan sampel 1GS/s. Ada beberapa cara untuk mencegah terjadinya pencampuran dengan cara yang sederhana:
A. Sesuaikan tingkat sapuan;
B. Gunakan Set Otomatis;
C. Coba alihkan metode pengumpulan ke Envelope atau Peak Detection, karena Envelope mencari nilai ekstrim dalam beberapa rekaman koleksi dan Peak Detection mencari nilai maksimum dan minimum dalam satu rekaman koleksi, keduanya dapat mendeteksi perubahan sinyal yang lebih cepat.
Jika osiloskop memiliki metode pengumpulan InstaVu, maka dapat digunakan karena metode ini mengumpulkan bentuk gelombang dengan cepat, dan bentuk gelombang yang ditampilkan dengan metode ini serupa dengan yang ditampilkan pada osiloskop analog.
(2) Hubungan antara sampling rate dan t/div
Tingkat pengambilan sampel maksimum setiap osiloskop digital adalah nilai tetap. Namun, pada satu waktu pemindaian t/div, laju pengambilan sampel fs diberikan dengan rumus berikut: fs=N/(t/div) N adalah titik pengambilan sampel per frame.
Bila jumlah titik pengambilan sampel N bernilai tertentu, fs berbanding terbalik dengan t/div, semakin besar kecepatan sapuan maka semakin rendah laju pengambilan sampel.
Singkatnya, saat menggunakan osiloskop digital, untuk menghindari pencampuran, yang terbaik adalah menempatkan gigi kecepatan sapuan pada posisi yang lebih cepat. Jika Anda ingin menangkap gerinda sekilas, kecepatan sapuan paling baik ditempatkan pada posisi lebih lambat dari kecepatan sapuan utama.
