डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप सर्किट अनुप्रयोग और डिजाइन समाधान
इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप प्रयोगशालाओं, कारखानों और साइट पर इंजीनियरों द्वारा व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले उपकरण हैं। वास्तव में, इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप सबसे बड़ी बिक्री मात्रा वाले उत्पाद भी हैं और इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण और माप उपकरणों में सबसे अधिक बिक्री मात्रा है। 1930 के दशक के अंत से 1940 के दशक के प्रारंभ तक, टेलीविजन प्रसारण और रडार रेंजिंग के तेजी से विकसित हो रहे बाजारों के चलते, एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप को मूल रूप से अंतिम रूप दिया गया और चार भागों में विभाजित किया गया: ऊर्ध्वाधर प्रवर्धन, क्षैतिज स्कैनिंग, ट्रिगर सिंक्रोनाइज़ेशन और ऑसिलोस्कोप ट्यूब (CRT) डिस्प्ले। । एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप की वास्तविक समय बैंडविड्थ 1970 के दशक में 1000MHz के शिखर पर पहुंच गई सूचना प्रौद्योगिकी और डिजिटल संचार बाजारों के विस्फोटक विकास के साथ, 1990 के दशक में डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप की वास्तविक समय बैंडविड्थ 1GHz से अधिक हो गई। 21वीं सदी के 2010 के दशक में, डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप ने भी छलांग लगाई है, जिसमें वास्तविक समय बैंडविड्थ 10GHz से अधिक और समकक्ष नमूना बैंडविड्थ 100GHz तक पहुंच गया है।
डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप की सर्किट संरचना एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप की तुलना में सरल है। इसमें मुख्य रूप से चार भाग होते हैं: एनालॉग/डिजिटल कनवर्टर (ADC), वेवफॉर्म स्टोरेज/प्रोसेसर, डिजिटल/एनालॉग कनवर्टर (DAC) और लिक्विड क्रिस्टल (LCD) वेवफॉर्म डिस्प्ले। एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप को सिग्नल इनपुट फ्रंट एंड से वेवफॉर्म डिस्प्ले बैक एंड तक ब्रॉडबैंड रिस्पॉन्स की आवश्यकता होती है। हालाँकि, डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप को केवल फ्रंट-एंड एनालॉग/डिजिटल कनवर्टर की आवश्यकता होती है, जिसमें इनपुट सिग्नल के समान ब्रॉडबैंड रिस्पॉन्स हो, और फिर विभिन्न सर्किट की आवृत्ति प्रतिक्रिया उसी के अनुसार कम हो जाती है। नमूनाकरण सिद्धांत के अनुसार, इष्टतम स्थितियों के तहत, नमूना आवृत्ति इनपुट एनालॉग सिग्नल की उच्चतम आवृत्ति के 2 गुना के बराबर होती है। ADC आउटपुट डिजिटल जानकारी को DAC द्वारा फ़िल्टर और संसाधित करने के बाद, इनपुट सिग्नल के तरंग को पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है। जाहिर है, DAC क्लॉक आवृत्ति ADC नमूना आवृत्ति से बहुत कम हो सकती है। इसके अतिरिक्त, सिग्नल फ़िल्टरिंग और प्रसंस्करण के कारण होने वाले एलियासिंग सिग्नल को कम करने के लिए, डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप के ADC द्वारा उपयोग की जाने वाली वास्तविक नमूना आवृत्ति एनालॉग इनपुट सिग्नल की उच्चतम आवृत्ति के 2 गुना के बजाय 4 गुना होती है।
वर्तमान में, उच्चतम स्तर ADC नमूना आवृत्ति 20GHz तक पहुँचती है और रिज़ॉल्यूशन 8 बिट्स है। यदि 20GHz की नमूना आवृत्ति वाले दो ADC का उपयोग किया जाता है और समय अक्ष पर आरोपित किया जाता है, तो 8 बिट्स के रिज़ॉल्यूशन और 40GHz की नमूना आवृत्ति के साथ एक समतुल्य ADC फ़ंक्शन प्राप्त किया जाएगा। दूसरे शब्दों में, 20GHz की नमूना आवृत्ति वाले ADC के साथ, 10GHz की कार्यान्वयन बैंडविड्थ प्राप्त की जा सकती है, लेकिन रिज़ॉल्यूशन केवल 8 बिट्स है। यदि ADC की नमूना दर को कम करने की अनुमति दी जाती है, तो ADC के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाना मुश्किल नहीं है। उदाहरण के लिए, 1MHz नमूना दर वाला ADC 28-बिट रिज़ॉल्यूशन प्राप्त कर सकता है। 100MHz से अधिक की वास्तविक समय बैंडविड्थ वाले डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप पूरी तरह से 8-बिट रिज़ॉल्यूशन को अपनाते हैं। 100 मेगाहर्ट्ज से कम वास्तविक समय बैंडविड्थ वाले डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप 8-बिट, 10-बिट और 16-बिट या अधिक रिज़ॉल्यूशन वाले उत्पाद प्रदान कर सकते हैं।
