डिजिटल ऑसिलोस्कोप और एनालॉग ऑसिलोस्कोप की तुलना

डिजिटल ऑसिलोस्कोप और एनालॉग ऑसिलोस्कोप की तुलना

एनालॉग ऑसिलोस्कोप की आवृत्ति विशेषताएँ ऊर्ध्वाधर एम्पलीफायर और कैथोड ऑसिलोस्कोप ट्यूब द्वारा निर्धारित की जाती हैं। 1980 के दशक में, डिजिटल प्रोसेसिंग और माइक्रोप्रोसेसर को ऑसिलोस्कोप में पेश किया गया, और डिजिटल ऑसिलोस्कोप दिखाई दिए। आजकल, एनालॉग ऑसिलोस्कोप को एनालॉग रियल-टाइम ऑसिलोस्कोप (ART) कहा जाता है, और डिजिटल ऑसिलोस्कोप को डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप (DSO) कहा जाता है।

एआरटी को एम्पलीफायरों और कैथोड रे ऑसिलोस्कोप ट्यूबों की आवश्यकता होती है जो बैंडविड्थ के अनुकूल हों। जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, कैथोड रे ऑसिलोस्कोप ट्यूबों के लिए प्रक्रिया की आवश्यकताएं सख्त होती हैं, लागत बढ़ती है, और अड़चनें होती हैं। DSO को केवल एक उच्च गति वाले A/D कनवर्टर की आवश्यकता होती है जो बैंडविड्थ के लिए उपयुक्त हो। अन्य मॉड्यूलेशन के लिए, त्रि-आयामी ग्राफिक्स नहीं देखे जा सकते हैं; तरंग भंडारण क्षमता पर्याप्त नहीं है, और तरंग को संसाधित नहीं किया जा सकता है, आदि।

वर्तमान में, DSO की कमियों को मूल रूप से दूर कर दिया गया है, लेकिन सभी अच्छे प्रदर्शन एक ही ऑसिलोस्कोप में परिलक्षित नहीं होते हैं। यही है, प्रत्येक DSO में कुछ विशेषताएं और कुछ कमियां होंगी। मॉडल चुनते समय आपको तुलना पर ध्यान देना चाहिए। DSO के कुछ मॉडलों में ART के समान तरंग अद्यतन दर होती है, लेकिन DSO के कुछ मॉडल नहीं होते हैं। एक प्रकार के DSO में ART की 3D ग्राफिक्स डिस्प्ले क्षमता होती है, लेकिन अधिकांश DSO में यह क्षमता नहीं होती है। अधिकांश DSO की वास्तविक समय बैंडविड्थ सिंगल-शॉट बैंडविड्थ के समान है, लेकिन ऐसे DSO भी हैं जो केवल वास्तविक समय बैंडविड्थ की गारंटी देते हैं।

उपर्युक्त सभी DSO में A/D कन्वर्टर और माइक्रोप्रोसेसर होते हैं। इस तरह, PC में प्लग-इन कार्ड जोड़ने से भी DSO बन सकता है, लेकिन आम तौर पर सैंपलिंग दर कम होती है, फ़ंक्शन कम होते हैं और कीमत सस्ती होती है। VXI बस और रैक-माउंटेड DSO प्लग-इन का उपयोग करने वाले DSO मॉड्यूल भी हैं।

डीएसओ की मेमोरी ए/डी कनवर्टर के बाद ऑसिलोस्कोप का दूसरा सबसे महत्वपूर्ण घटक है। यह तरंगरूप को पुनर्स्थापित करने के लिए बाद के डी/ए कन्वर्टर्स के लिए मापे गए सिग्नल के नमूनों को संग्रहीत करता है। वर्तमान भंडारण क्षमता 1M से अधिक तक पहुँच सकती है।

साधारण DSO में 8-बिट वर्टिकल रेजोल्यूशन होता है, यानी हर स्कैन में 256 सैंपल होते हैं, जिसके लिए 256 पॉइंट स्टोरेज की ज़रूरत होती है, जो 256 बाइट्स के बराबर होता है। अगर रेजोल्यूशन बढ़ाया जाए और क्षैतिज अक्ष को 10 गुना बढ़ाया जाए, तो यह 20K बाइट्स के बराबर होता है; ऊर्ध्वाधर अक्ष को भी 10 गुना बढ़ाया जाए, जो 40K बाइट्स के बराबर होता है। यह देखा जा सकता है कि DSO कम से कम 2K बाइट्स का होना चाहिए, और एक मध्यम DSO 40K बाइट्स से ज़्यादा का होना चाहिए। अगर आप ऊपर दिए गए वेवफ़ॉर्म का 10 गुना रिकॉर्ड करना चाहते हैं, तो इसके लिए कम से कम 400K बाइट्स की ज़रूरत होगी। इसलिए, स्टोरेज क्षमता महत्वपूर्ण है।

बदले में, भंडारण क्षमता भी स्कैनिंग गति को प्रभावित करती है। उदाहरण के लिए, यदि प्रति स्कैन केवल 50K पॉइंट वाली मेमोरी 100μs डेटा रिकॉर्ड करती है, तो नमूना अंतराल 2ns है। इस समय, नमूना दर 500MS/s के बराबर है। बैंडविड्थ के 4 गुना के बराबर नमूना दर के आधार पर गणना की गई, वास्तविक समय बैंडविड्थ 125MHz के बराबर है। जाहिर है, अगर नमूना दर को 1000MS/s तक बढ़ाने की जरूरत है, तो 100μs डेटा रिकॉर्ड करने के लिए 100K पॉइंट मेमोरी की जरूरत होती है।

एक संपूर्ण ग्राफ़ को संग्रहीत करने के लिए, यह मानते हुए कि पिक्सेल का आकार 1024×512=0.5M बिट्स है, चार ग्राफ़ को 2M बिट्स स्टोरेज की आवश्यकता होती है। तुलना के लिए नए वेवफ़ॉर्म के घटकों की तुलना संदर्भ वेवफ़ॉर्म या संग्रहीत वेवफ़ॉर्म से करने के लिए FFT विश्लेषण में अतिरिक्त स्टोरेज की भी आवश्यकता होती है। वेवफ़ॉर्म स्टोरेज की सुविधा के लिए, कुछ DSO डेटा रिकॉर्डिंग के लिए फ़्लॉपी डिस्क या हार्ड डिस्क भी प्रदान करते हैं।