অসিলোস্কোপ ব্যান্ডউইথ, এ কি সব?


17

এই প্রশ্নটি আমার কাছে কয়েক মুহূর্ত আগে পপ আপ হয়েছিল। আমি পরিমাপ করছিলাম যা 0 থেকে 2.5 স্তরের 50 মেগাহার্জ বর্গ তরঙ্গ হিসাবে চিহ্নিত করা যায়, তবে আমি স্ক্রিনে যা দেখলাম তা একটি সাইন ওয়েভ যা 1.2V এবং 0.5 থেকে 2.0V এর স্তরের কেন্দ্রিক ছিল, ফ্রিকোয়েন্সিটি 4MHz ছিল।

আমি আমার অসিলোস্কোপগুলি ডেটাশিটটি যাচাই করেছি এবং এটি দেখায় যে ব্যান্ডউইথটি 50 এমএস / স্যাম্পল করার হারের সাথে 10 মেগাহার্টজ ছিল।

আমি ভাবছি এই পরিসংখ্যানগুলি সম্পর্কে কি?

  • তারা কি কোনও ওসিলোস্কোপ পরিমাপ করতে পারে এমন উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি সীমাটির একটি পরিমাপ?
  • এই অসিলোস্কোপ কি আদৌ 50 মেগাহার্জ পরিমাপ করতে সক্ষম?

বর্গাকার তরঙ্গের চেয়ে আপনি কী সাইন ওয়েভের উপর একটি পরিমাপ করতে পারেন? আপনি যাকে 50MHz বর্গ তরঙ্গ বলছেন তা হ'ল উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সাইন ওয়েভের সংমিশ্রণ।
কেভিন ভার্মির

ভাল যুক্তি! আমার কাছে যদিও এত উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি উত্স নেই, যদি না আমি অবশ্যই একটি তৈরি করি?
কেভিন বয়েড

অবশ্যই, আপনি আপনার কাঙ্ক্ষিত ফ্রিকোয়েন্সিটি কেন্দ্র করে একটি সরু ব্যান্ডপাস ফিল্টার (ওপ্যাম্প এবং কিছু ক্যাপ / প্রতিরোধক) দিয়ে একটি তৈরি করতে এবং আপনার বর্গাকার তরঙ্গ দিয়ে এটিকে চালনা করতে পারেন। ন্যাশনাল সেমির উপর একটি নিবন্ধ রয়েছে, এখানে একটি সাইন এবং কোসাইন জেনারেটর রয়েছে এবং এখানে সেই জেনারেটরের ফ্যালস্ট্যাড সিমুলেশন রয়েছে।
কেভিন ভার্মির

উত্তর:


28

সিস্টেম ব্যান্ডউইথ হ'ল প্রোব ব্যান্ডউইথ এবং অসিলোস্কোপ ইনপুট ব্যান্ডউইথের সংমিশ্রণ। প্রত্যেককে একটি আরসি লোপাস সার্কিট দ্বারা আনুমানিক করা যেতে পারে, যার অর্থ বিলম্বগুলি জ্যামিতিকভাবে যুক্ত:

t_system^2 = (t_probe^2 + t_scope^2)
f_system = 1/sqrt((1/f_probe)^2 + (1/f_scope)^2)

এর অর্থ হ'ল 60MHz প্রোব সহ একটি 10MHz স্কোপ -3 ডিবি (100 * 10 ^ 3 - 3/20}%) ক্ষুদ্রায়নের সাথে 9.86MHz ফ্রিকোয়েন্সি সাইনোসয়েডগুলি পরিমাপ করতে পারে।

ডিজিটাল পালস ট্রেনগুলি পরিমাপ করার সময় এটি এত বেশি পর্যায়ক্রমিক বিষয় নয় যেগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি তথ্য ধারণ করে , কারণ উত্থান এবং পতনের সময়গুলি । উত্থানের সময়গুলি আর সি বৃদ্ধি বা গাউসীয় উত্থানের মাধ্যমে গাণিতিকভাবে প্রায় অনুমান করা যায়, এবং কম ভোল্টেজ (লজিকাল 0) এবং উচ্চ ভোল্টেজ (যৌক্তিক 1) এর মধ্যে 10% থেকে 90% পর্যন্ত যাওয়ার সিগন্যালের সময় হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় are পার্থক্য। উদাহরণস্বরূপ, 5V / 0V সিস্টেমে এটি থেকে যাওয়ার সময় হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা 0.1*5V=0.5Vহয় 0.9*5V=4.5V। এই প্রতিবন্ধকতা এবং কিছু অভিনব গণিতের সাহায্যে কেউ কাজ করতে পারেন যে প্রতিটি ধরণের চারিত্রিক উত্থানের 0.34/t_riseসময়টিতে গাউসীয় এবং প্রায় ফ্রিকোয়েন্সি সামগ্রী রয়েছে0.35/t_riseআরসির জন্য। (আমি 0.35/t_riseকোনও উপযুক্ত কারণ ছাড়াই ব্যবহার করি এবং এই উত্তরটির বাকী অংশে এটি করব))

এই তথ্যটি অন্যভাবেও কাজ করে: একটি নির্দিষ্ট সিস্টেম ব্যান্ডউইথ কেবলমাত্র উত্থানের সময় পরিমাপ করতে সক্ষম 0.35/f_system; আপনার ক্ষেত্রে, 35 থেকে 40 ন্যানোসেকেন্ডে। আপনি একটি সাইন ওয়েভের অনুরূপ কিছু দেখছেন কারণ এটি অ্যানালগ ফ্রন্ট-এন্ডটি দিয়ে যাচ্ছে।

এলিয়াসিং একটি ডিজিটাল নমুনা নিদর্শন, এবং এটি আপনার পরিমাপে কার্যকর হয় (আপনি ভাগ্যবান না!) এখানে ডাব্লুপি থেকে ধার করা চিত্র :

এলিয়াস উদাহরণ।

অ্যানালগ ফ্রন্ট-এন্ড কেবলমাত্র 35ns থেকে 40ns এর মধ্যে বৃদ্ধি বার দিচ্ছে, এডিসি স্যাম্পলিং ব্রিজটি 50 মিলিয়ন মেগাহার্জ সাইন ওয়েভের মতো কিছু দেখেছে , তবে এটি কেবল 50 এমএস / স্যাম্পলিংয়ের নমুনা, সুতরাং এটি কেবল 25MHz এর নীচে সাইনোসয়েডগুলি পড়তে পারে । অনেকের স্কোপের এই স্থানে একটি অ্যান্টিএলজিং ফিল্টার (এলপিএফ) থাকে, যা নমুনা হারের (শ্যানন-নাইকুইস্ট স্যাম্পলিংয়ের মানদণ্ড) 0.5 গুণ বেশি ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে কমিয়ে দেয়। আপনার স্কোপটিতে এই ফিল্টারটি মনে হয় না, যদিও পিক-টু-পিক ভোল্টেজ এখনও যথেষ্ট বেশি। এটি কোন মডেল?

স্যাম্পলিং ব্রিজের পরে ডেটা কয়েকটি ডিএসপি প্রক্রিয়াতে রূপান্তরিত হয় যার মধ্যে একটিকে ডেসিমেশন এবং কার্ডিনাল স্প্যানস বলা হয় , এটি আরও ভালভাবে প্রদর্শন এবং বিশ্লেষণের জন্য নমুনা হার এবং ব্যান্ডউইথগুলিকে আরও হ্রাস করে (বিশেষত এফএফটি গণনার জন্য সহায়ক)। ডেটাটি আরও এমনভাবে ম্যাসাজ করা হয় যে এটি নমুনার হারের চেয়ে 0.4 গুণ বেশিের ফ্রিকোয়েন্সি প্রদর্শন করে না, এটি গার্ড ব্যান্ড বলে । আমি আপনাকে 20MHz সাইনোসয়েড দেখতে আশা করতাম - আপনার কি গড় (5-পয়েন্ট) চালু আছে?


সম্পাদনা: আমি আমার ঘাড়ে আটকে থাকব এবং অনুমান করব যে আপনার অ্যাসিলোস্কোপে ডেসিমেশন এবং কার্ডিনাল স্প্যানগুলি ব্যবহার করে ডিজিটাল অ্যান্টিয়েলিজিং রয়েছে, যার অর্থ মূলত ডিজিটাল এলপিএফ এর পরে ইন্টারপোল্টেড পথটির পুনর্নির্মাণের অর্থ। ডিএসপি প্রোগ্রামটি একটি 20MHz সংকেত দেখে তাই এটি 10MHz এর নীচে না হওয়া পর্যন্ত এটি ডেসিমেট করে। 4MHz কেন এবং 10MHz এর কাছাকাছি নয়? "কার্ডিনাল স্প্যান" এর অর্থ ব্যান্ডউইদথকে অর্ধেক করা এবং ডেসিমেশনটি প্রায়শই দু'জনের দ্বারাও হয়। 2 এর কিছু পূর্ণসংখ্যার শক্তি বা এর একটি সাধারণ ভগ্নাংশের ফলে 4MHz সাইনোসয়েড ~ 20MHz এর পরিবর্তে স্পট আউট হয়ে যায়। এ কারণেই আমি বলি প্রত্যেক উত্সাহী ব্যক্তির একটি এনালগের সুযোগ প্রয়োজন। :)


সম্পাদনা 2: যেহেতু এটি অনেক বেশি ভিউ পাচ্ছে তাই আমি উপরের বিব্রতকরভাবে পাতলা উপসংহারটি আরও ভাল করে সংশোধন করব।
এডিআইটি 2: আপনি যে বিশেষ সরঞ্জামটি পছন্দ করতে পছন্দ করেছেন আন্ডার স্যাম্পলিং ব্যবহার করতে পারেন, যার জন্য উইন্ডোলিং অ্যানালগ বিপিএফ ইনপুটটি এন্টিয়ালাইজিংয়ের জন্য প্রয়োজন, যা এই সরঞ্জামটির কাছে মনে হয় না, সুতরাং এটি কেবলমাত্র একটি এলপিএফ থাকা আবশ্যক, এটি 25MHz এর চেয়ে কম সাইনোসয়েডগুলিতে সীমাবদ্ধ করে রাখতে পারে সমতা ব্যবহার করার সময়ওসময় নমুনা । যদিও আমি অ্যানালগ পাশের গুণমানটিও সন্দেহ করি, ডিজিটাল সাইড সম্ভবত উপরিউক্ত ডিএসপি অ্যালগরিদমগুলি না করে, পরিবর্তে ডেটা স্ট্রিমিং করে বা একটি ক্যাপচার স্থানান্তর করেএক সময় পিসিতে ক্রুঞ্চ নরপশু বলের জন্য। 50MS / s এবং 8-বিট শব্দের দৈর্ঘ্যের অর্থ এই raw 48MB / s কাঁচা ডেটা তৈরি হচ্ছে - তাত্ত্বিক 60MB / s সীমা (ব্যবহারিক সীমা 30MB / s-40MB / s) থাকা সত্ত্বেও ইউএসবিতে প্রবাহিত হওয়া অনেক বেশি, কিছুই নয় প্যাকেটিজিং ওভারহেড, সুতরাং এটি হ্রাস করার জন্য বাক্সের ঠিক বাইরে কিছু ডেসিমেশন রয়েছে। 35MB / s এর সাথে কাজ করা streaming 37MS / s নমুনা হার দেয়, 18MHz এর তাত্ত্বিক পরিমাপের সীমা বা 20 ম দৈর্ঘ্যের বৃদ্ধির সময়কে নির্দেশ করে, যদিও এটি 35MB / s হিসাবে কম হয় তবে আশ্চর্যজনক (তবে সম্ভব!)। ম্যানুয়ালটি নির্দেশ করে যে 50MB / s এর অভ্যন্তরীণ 8 কে মেমরির (কাশি) টিল অবধি ডেটা ক্যাপচারের জন্য একটি ব্লক মোড বিদ্যমানপূর্ণ (160us), তারপর এটি একটি অবসর গতি কম্পিউটারে প্রেরণ। আমি অনুমান যে অসুবিধা একটি মান এনালগ ইনপুট নকশা সম্মুখীন আংশিকভাবে দ্বারা পরাজিত হয় oversampling , 2x (অতিরিক্ত অর্ধেক-বিট সঠিকতা) দ্বারা 25MS / সেকেন্ড, সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি 12.5MHz একটি কার্যকর নমুনা হার, এবং একটি 10% পাহারা ব্যান্ড দান ( (0.5*25-10)/25), যা হ্যান্ড-টুল নিজেই কমে যেতে পারে। উপসংহারে, আমি নিশ্চিত নই যে আপনি কেন 4MHz সাইনোসয়েড দেখছেন কারণ এটি হওয়ার উপায় রয়েছে তবে ব্লক মোডে একই পরিমাপ করতে চাইলে তৃতীয় পক্ষের প্রোগ্রামের সাথে ডেটা বিশ্লেষণ করতে চাই। আমি সর্বদা পিসি-ভিত্তিক অসিলোস্কোপগুলিতে কঠোর ছিলাম, তবে মনে হয় এটির ভাল ইনপুট রয়েছে ...


মনে রাখবেন যে কিছু ডিজিটাল সিস্টেম (বিশেষত সিএমওএস) 20% থেকে 80% পর্যন্ত বৃদ্ধির সময়কে সংজ্ঞায়িত করে।
tyblu

ভোট দিন !! বেশ প্রযুক্তিগত এবং কিছু কিছু যা আমি বুঝতে পারি না !! ;)
কেভিন বয়ড


100Mhz জন্য 2 চ্যানেলের সুযোগের জন্য কোনও প্রস্তাবনা রয়েছে?
কেভিন বয়েড

1
কেভিনবয়েড, এখনই ইনস্টেক জিডিএস -1062 এ 2 এম মেমরি এবং 60 মেগাহার্টজ সহ বেশ সুন্দর দেখাচ্ছে। আমার 1 জি মেমরি সহ একটি রিগল ডিএস 1052 ই রয়েছে এবং এটি 100MHz পর্যন্ত গড়িয়ে যেতে পারে তবে এটি মেমরি শব্দটির মতো আমার পক্ষে ততটা গুরুত্বপূর্ণ নয়। উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য আমি একটি পুরানো টেক 485: 4 চ্যানেল, 200MHz পেয়েছি। আমি মনে করি হ্যাক বন্ধ করতে রিগল সম্প্রতি তাদের ফার্মওয়্যার পরিবর্তন করেছে। তথ্য: , বি
tyblu

3

10 মেগাহার্টজ অ্যানালগ ব্যান্ডউইথ মানে 10 ভিসিতে 10 মেগাহার্টজ সিগন্যাল 5 ভি এর মতো দেখবে, অন্য কথায় আপনার প্রশস্ততা 10 মেগাহার্জ অর্ধেক হয়ে যাবে।

10 মেগাহার্জ ব্যান্ডউইথের অর্থ হ'ল আপনার 50 মেগাহার্জ সিগন্যালটি বেশ খানিকটা স্যাঁতসেঁতে হবে তবে অনুমান করা কতটা কঠিন।

50 এমএস / গুলি এর অর্থ হল যে আপনি সিগন্যালটির একক শট ক্যাপচার করার আশা রাখে আপনি 5 মেগাহার্টজ-এরও বেশি সংকেত নিয়ে বাস্তবসম্মতভাবে কাজ করতে পারবেন না, যা সত্যই প্রথম স্থানে ডিএসও হওয়ার একমাত্র কারণ।

এক মিনিটের জন্য ব্যান্ডউইথ সমস্যা উপেক্ষা করে আপনি এনালগ স্কোপ যেমন ঠিক তেমনভাবে পুনরাবৃত্তিশীল স্যাম্পলিং মোডে রেখে সুযোগটি পুনরাবৃত্তি করতে পারবেন be

আমি একটি সঠিক ডিএসও পেয়েছি (রিগল ds1052e 100 মেগাহার্টজ অ্যানালগ ব্যান্ডউইদথে আমার প্রস্তাবিতাগুলি পেয়েছে), ব্যর্থ হয়েছে যে ব্যবহৃত টেকট্রনিক্স অ্যানালগ স্কোপটি যেতে ভাল উপায় হতে পারে (আমি সময়ে সময়ে 2236, 2246 এবং 2247A মডেল ব্যবহার করি) এবং এগুলি সমস্ত সূক্ষ্ম এনালগ স্কোপগুলি)


5
10 মেগাহার্টজ 3 ডিবি অ্যাটেনুয়েশনের পয়েন্ট হবে, সুতরাং 0.x7x 0.5x নয়।
টমাস হে

@ dren.dk: এটি একটি পিসি ভিত্তিক অসিলোস্কোপ। ১০০ মেগাহার্টজ অবধি ডিজিটাল সিগন্যালগুলি পরিমাপ করার জন্য আপনি কী সুযোগ এবং প্রোবগুলি সুপারিশ করবেন?
কেভিন বয়ড

1
@ কেভিন বয়ড youtube.com/watch?v=LnhXfVYWYXE
টমাস হে

1
@ কেভিন: রিগলকে মোড করার কোনও সমস্যা নেই কারণ আপনি এখনও পুরানো ফার্মওয়্যারটিতে ডাউনগ্রেড করতে পারেন, মোডটি করতে পারেন, তারপরে সর্বশেষতম এবং সর্বশ্রেষ্ঠতে আপগ্রেড করতে পারেন। মোড থেকে মুক্তি পেতে তাদের প্রকৃত হার্ডওয়্যারটি পরিবর্তন করতে হবে।
dren.dk

1
@ dren.dk, আপনি সঠিক - আমি এখানে ঠিক দেখছি । সফ্টওয়্যার সংস্করণ 02.05 এসপি 1 (00.02.05.01.00) মনে হচ্ছে একটি ট্রিগার বাগ রয়েছে , তাই 2.04 এসপি 1 এ থাকুন।
tyblu

1
* Are they a measure of the upper frequency limit an oscilloscope can measure?

হ্যাঁ সরাসরি মাপার জন্য।

* Is this oscilloscope capable of measuring 50Mhz at all?

হ্যাঁ, কিছু জটিল উপায়ে ব্যবহার করে: 1) শিখর সনাক্তকরণ (যখন আপনাকে এএম মডুলেটেড সিগন্যালটি দেখতে হবে তখন দরকারী) 2) ফ্রিক শিফট (আবার, সিগন্যালটি মডুলেটেড করার সময় দরকারী) - যদি আপনি 49 মেগাহার্টজ সাইন ওয়েভের সাথে 50 মেগাহার্টজ সিগন্যাল মিশ্রিত করেন তবে আপনি পাবেন আপনি যে ফ্রিকোয়েন্সি চান তার কাছে 1 মেগাহার্টজ সিগন্যাল।


প্রত্যক্ষ পরিমাপ কি?
কেভিন বয়ড

যখন আপনি কেবলমাত্র আপনার সিগন্যালের সাথে সুযোগটি সংযুক্ত করবেন এবং সবকিছু দেখতে চান।
বারসনস্টার

1

ব্যান্ডউইথ এবং স্যাম্পল রেটটি আপনি সাধারণত যে পরিমাণ ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপ করতে চান তা 4 থেকে 5 গুণ হওয়া উচিত। তবে সচেতন থাকুন যে আপনার ইনপুট সিগন্যালটি যদি খাঁটি সাইন ওয়েভ না হয়, যেমন আপনার ক্ষেত্রে বর্গাকার তরঙ্গ, এটিতে অনেক বেশি ফ্রিকোয়েন্সি সহ সুরেলাও রয়েছে। একটি সঠিক পরিমাপের জন্য আপনাকে কমপক্ষে এই সুরগুলির প্রথমটি আবরণ করতে হবে।

সর্বাধিক ব্যান্ডউইদথের ফ্রিকোয়েন্সি (এখানে 10 মেগাহার্টজ) এর ফ্রিকোয়েন্সিটির একটি সাইন ওয়েভ 3dB দ্বারা স্কোপটির অ্যানালগ ফ্রন্ট্যান্ড দ্বারা আঁকানো হয়। এর অর্থ এটি এর আসল মূল্যের মাত্র 70% পরিমাপ করা হয়। নমুনা হার নির্দিষ্ট করে দেয় যে প্রতি সেকেন্ডে কত পরিমাপ করা হয় অর্থাৎ সংকেতের ফর্মটি কতটা সঠিকভাবে অর্জিত হয় (50 এমএস / এস 10 মেগাহার্টজ সিগন্যালে প্রতিটি চক্রের 5 পরিমাপের সমান)।

এখন আপনার সুযোগটি ইনপুট সিগন্যাল ভারী attenuated (খুব কম ব্যান্ডউইথের কারণে) এবং চক্র প্রতি মাত্র 5 টি নমুনা (নমুনা হারের কারণে) দিয়ে কী দেখছে তা ভেবে দেখুন।

আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.