Berapa laju pengambilan sampel yang diperlukan untuk mengukur berbagai jenis sinyal dengan osiloskop?
Kami memasukkan sinyal ke osiloskop melalui probe. Setelah sinyal yang diukur melewati amplifikasi, redaman, dan rangkaian pengkondisian sinyal lainnya di ujung depan osiloskop, konverter analog-ke-digital ADC berkecepatan tinggi melakukan pengambilan sampel sinyal dan kuantisasi digital. Tingkat pengambilan sampel osiloskop adalah konversi sinyal input analog-ke-digital. Frekuensi jam pengambilan sampel selama konversi, dalam istilah awam, adalah interval pengambilan sampel. Satu titik pengambilan sampel dikumpulkan pada setiap interval pengambilan sampel. Misalnya, laju pengambilan sampel 1GSa/s berarti osiloskop memiliki kemampuan mengumpulkan 1 miliar titik pengambilan sampel per detik. Saat ini, interval pengambilan sampelnya adalah 1 nanodetik.
Untuk osiloskop waktu nyata, metode pengambilan sampel waktu nyata saat ini umum digunakan. Yang disebut pengambilan sampel waktu nyata adalah melakukan pengambilan sampel berkecepatan tinggi secara terus menerus pada interval yang sama pada sinyal bentuk gelombang yang diukur, dan kemudian merekonstruksi atau memulihkan bentuk gelombang berdasarkan titik sampel sampel yang terus menerus ini. Dalam proses pengambilan sampel waktu nyata, sangat penting untuk memastikan bahwa laju pengambilan sampel osiloskop jauh lebih cepat daripada perubahan sinyal yang diukur.
Jadi seberapa cepatnya? Hukum Nyquist dalam pemrosesan sinyal digital mengatakan bahwa jika bandwidth sinyal yang diukur terbatas, maka ketika pengambilan sampel dan kuantisasi sinyal, jika laju pengambilan sampel lebih dari dua kali bandwidth sinyal yang diukur, maka dapat direkonstruksi sepenuhnya atau memulihkan informasi yang dibawa dalam sinyal tanpa aliasing.
Selanjutnya, kita akan memperkecil time tone, sehingga sampling rate menjadi lebih besar. Kita akan mengatur sampling rate hingga sampling rate 2 kali dan 10 kali frekuensi sinyal untuk mengamati perubahan sinyal, yaitu 2MSa/s dan 10MSa/s. Sinyal di sebelah kiri pada gambar di bawah berada pada laju sampling 2MSa/s. Anda dapat melihat bahwa frekuensi sinyal telah berubah kembali menjadi 1MHz, yang merupakan nilai frekuensi sinyal yang benar. Namun gelombang sinus asli telah menjadi gelombang segitiga, dan bentuk gelombangnya telah terdistorsi. Ketika laju pengambilan sampel berubah menjadi 10MSa/s, yang merupakan sinyal di sisi kanan gambar di bawah, Anda dapat melihat bahwa sinyal semakin mendekati gelombang sinus, namun masih kurang indah.
