ऑसिलोस्कोप की बैंडविड्थ डिजिटल अनुप्रयोग
अनुभव हमें बताता है कि ऑसिलोस्कोप की बैंडविड्थ परीक्षण के तहत सिस्टम की सबसे तेज़ डिजिटल क्लॉक दर से कम से कम पाँच गुना अधिक होनी चाहिए। यदि हम एक ऑसिलोस्कोप चुनते हैं जो इस मानदंड को पूरा करता है, तो ऑसिलोस्कोप न्यूनतम सिग्नल क्षीणन के साथ परीक्षण के तहत सिग्नल के 5वें हार्मोनिक को पकड़ने में सक्षम होगा। डिजिटल सिग्नल के समग्र आकार को निर्धारित करने में सिग्नल का 5वां हार्मोनिक महत्वपूर्ण है। हालाँकि, यह सरल सूत्र तेज़ गति वाले किनारों के सटीक माप की आवश्यकता होने पर तेज़ बढ़ते और गिरते किनारों में निहित वास्तविक उच्च-आवृत्ति घटकों को ध्यान में नहीं रखता है।
सूत्र: fBW 5xfclk से बड़ा या बराबर
ऑसिलोस्कोप की बैंडविड्थ निर्धारित करने का अधिक सटीक तरीका डिजिटल सिग्नल में मौजूद उच्चतम आवृत्ति पर आधारित है, न कि अधिकतम क्लॉक दर पर। डिजिटल सिग्नल की उच्चतम आवृत्ति इस बात पर निर्भर करती है कि डिज़ाइन में सबसे तेज़ एज स्पीड क्या है। इसलिए, हमें सबसे पहले डिज़ाइन में सबसे तेज़ सिग्नल के उठने और गिरने के समय को निर्धारित करने की आवश्यकता है। यह जानकारी आमतौर पर डिज़ाइन में उपयोग किए गए उपकरणों के प्रकाशित विनिर्देशों से प्राप्त की जा सकती है।
सिग्नल के अधिकतम "वास्तविक" आवृत्ति घटक की गणना एक सरल सूत्र का उपयोग करके की जाती है, और डॉ. हॉवर्ड डब्ल्यू. जॉनसन ने इस विषय पर एक पुस्तक लिखी है, हाई स्पीड डिजिटल डिज़ाइन। इस पुस्तक में, वह इस आवृत्ति घटक को "fknee" आवृत्ति के रूप में संदर्भित करता है। सभी तेज़ किनारों के स्पेक्ट्रम में अनंत संख्या में आवृत्ति घटक होते हैं, लेकिन एक विभक्ति बिंदु (या "घुटना") होता है जिसके ऊपर आवृत्ति घटक सिग्नल के आकार को निर्धारित करने में अप्रासंगिक होते हैं। चरण 2: fknee की गणना करें
fknee=0.5/RT(10%-90%) fknee=0.4/RT(20%-80%)
10% से 90% सीमा द्वारा परिभाषित उदय समय विशेषताओं वाले संकेतों के लिए, विभक्ति आवृत्ति fknee संकेत के उदय समय से 0.5 विभाजित के बराबर है। 20% से 80% सीमा (जो आज के उपकरण विनिर्देशों में सामान्य परिभाषा है) के अनुसार परिभाषित उदय समय विशेषताओं वाले संकेतों के लिए, fknee संकेत के उदय समय से 0.4 विभाजित के बराबर है। लेकिन सावधान रहें कि यहां संकेत उदय समय को ऑसिलोस्कोप के उदय समय विनिर्देश के साथ भ्रमित न करें; हम यहां वास्तविक संकेत किनारे की गति के बारे में बात कर रहे हैं। तीसरा चरण उदय और गिरावट के समय को मापने के लिए आवश्यक सटीकता के स्तर के आधार पर संकेत को मापने के लिए आवश्यक ऑसिलोस्कोप बैंडविड्थ निर्धारित करना है। हालांकि, यह याद रखना चाहिए कि 1 गीगाहर्ट्ज और उससे कम बैंडविड्थ विनिर्देशों वाले अधिकांश ऑसिलोस्कोप आमतौर पर गॉसियन होते हैं, जबकि 1 गीगाहर्ट्ज से अधिक बैंडविड्थ वाले ऑसिलोस्कोप आमतौर पर अधिकतम फ्लैट आवृत्ति प्रतिक्रिया प्रकार के होते हैं। तालिका 1: ऑसिलोस्कोप की आवश्यक सटीकता और आवृत्ति प्रतिक्रिया के प्रकार के आधार पर ऑसिलोस्कोप की आवश्यक बैंडविड्थ की गणना के लिए गुणांक चरण 3: ऑसिलोस्कोप बैंडविड्थ की गणना करें
आइये एक सरल उदाहरण देखें:
एक ऑसिलोस्कोप के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ का निर्धारण करें जिसमें 500ps वृद्धि समय (10-90%) को मापते समय एक सही गाऊसी आवृत्ति प्रतिक्रिया हो; यदि सिग्नल का वृद्धि/गिरावट समय लगभग 500ps (10% से 90% मानदंड द्वारा परिभाषित) है, तो सिग्नल का अधिकतम वास्तविक आवृत्ति घटक, fknee=(0.5/500ps)=1GHz
यदि वृद्धि समय और गिरावट समय मापदंडों का मापन करते समय 20% की समय त्रुटि की अनुमति है, तो 1GHz की बैंडविड्थ वाला ऑसिलोस्कोप इस डिजिटल मापन अनुप्रयोग के लिए पर्याप्त होगा। हालाँकि, यदि समय सटीकता 3% के भीतर होनी चाहिए, तो 2GHz की बैंडविड्थ वाला ऑसिलोस्कोप बेहतर होगा।
20% समय सटीकता: ऑसिलोस्कोप बैंडविड्थ=1.0x1GHz=1.0GHz
3% समय सटीकता: ऑसिलोस्कोप बैंडविड्थ=1.9x1GHz=1.9GHz
