ऑसिलोस्कोप नमूना दर और भंडारण गहराई की व्याख्या

ऑसिलोस्कोप नमूना दर और भंडारण गहराई की व्याख्या

नमूनाकरण, नमूनाकरण दर
हम जानते हैं कि कंप्यूटर केवल असतत डिजिटल संकेतों को ही संभाल सकते हैं। ऑसिलोस्कोप में एनालॉग वोल्टेज सिग्नल में पहली समस्या निरंतर सिग्नल डिजिटलीकरण (एनालॉग / डिजिटल रूपांतरण) समस्या का सामना करना पड़ रहा है। आम तौर पर निरंतर सिग्नल से असतत सिग्नल प्रक्रिया को नमूनाकरण (सैंपलिंग) कहा जाता है। कंप्यूटर द्वारा संसाधित किए जाने के लिए निरंतर सिग्नल का नमूनाकरण और मात्रा निर्धारित किया जाना चाहिए, इसलिए, नमूनाकरण तरंग संचालन और विश्लेषण के लिए डिजिटल ऑसिलोस्कोप का आधार है। समान समय अंतराल पर तरंग के वोल्टेज आयाम को मापने के द्वारा, और वोल्टेज को डिजिटल जानकारी का प्रतिनिधित्व करने के लिए आठ बाइनरी कोड में परिवर्तित किया जाता है, जो डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप नमूनाकरण है। नमूना वोल्टेज के बीच का समय अंतराल जितना छोटा होगा, पुनर्निर्मित तरंग मूल सिग्नल के उतना ही करीब होगा। नमूना दर (सैंपलिंग दर) नमूना अंतराल है। उदाहरण के लिए, यदि ऑसिलोस्कोप की नमूना दर 10G बार प्रति सेकंड (10GSa/s) है, तो इसका मतलब है कि नमूने हर 100ps पर लिए जाते हैं।

नाइक्विस्ट सैंपलिंग प्रमेय के अनुसार, जब f की अधिकतम आवृत्ति वाले बैंड-सीमित सिग्नल का नमूना लिया जाता है, तो नमूना आवृत्ति SF को f से दोगुने से अधिक होना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि मूल सिग्नल को सैंपल किए गए मान से पूरी तरह से पुनर्निर्मित किया गया है। यहाँ, f को नाइक्विस्ट आवृत्ति कहा जाता है और 2 f नाइक्विस्ट सैंपलिंग दर है। साइन वेव के लिए, प्रति चक्र कम से कम दो नमूनों की आवश्यकता होती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि डिजिटाइज्ड पल्स ट्रेन को मूल तरंग से अधिक सटीक रूप से पुनर्निर्मित किया जा सके। यदि नमूना दर नाइक्विस्ट नमूना दर से कम है, तो यह एलियासिंग की घटना को जन्म देगा।

नमूनाकरण मोड
जब संकेत DSO में प्रवेश करता है, तो सभी इनपुट संकेतों को A/D रूपान्तरित करने से पहले नमूने की आवश्यकता होती है, नमूनाकरण तकनीक को आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: वास्तविक समय मोड और समतुल्य समय मोड।

वास्तविक समय नमूनाकरण (रीयल-टाइम सैंपलिंग) मोड का उपयोग गैर-दोहराव या वन-शॉट सिग्नल को पकड़ने के लिए किया जाता है, जिसमें सैंपलिंग के लिए निश्चित समय अंतराल का उपयोग किया जाता है। एक बार ट्रिगर करने के बाद, ऑसिलोस्कोप वोल्टेज को लगातार सैंपल करता है और फिर सैंपलिंग पॉइंट के आधार पर सिग्नल वेवफॉर्म को फिर से बनाता है।

समतुल्य-समय नमूनाकरण (समतुल्य-समय नमूनाकरण), विभिन्न चक्रों में आवधिक तरंग का नमूना लेना है, और फिर नमूना बिंदुओं को तरंग के पुनर्निर्माण के लिए एक साथ जोड़ा जाता है, (https://www.dgzj.com/Electrician's Home) पर्याप्त नमूना बिंदु प्राप्त करने के लिए, कई ट्रिगर्स की आवश्यकता होती है। समतुल्य समय नमूनाकरण में अनुक्रमिक नमूनाकरण और यादृच्छिक दोहराव वाला नमूनाकरण भी शामिल है। समतुल्य समय नमूनाकरण मोड के उपयोग के लिए दो पूर्वापेक्षाएँ पूरी होनी चाहिए: 1. तरंग को दोहराया जाना चाहिए; 2. इसे स्थिर रूप से ट्रिगर करने में सक्षम होना चाहिए।

वास्तविक समय नमूनाकरण मोड में ऑसिलोस्कोप की बैंडविड्थ A/D कनवर्टर की अधिकतम नमूनाकरण दर और उपयोग किए गए इंटरपोलेशन एल्गोरिदम पर निर्भर करती है। यानी, ऑसिलोस्कोप की वास्तविक समय बैंडविड्थ DSO द्वारा उपयोग किए जाने वाले A/D और इंटरपोलेशन एल्गोरिदम से संबंधित है।

यहाँ वास्तविक समय बैंडविड्थ की अवधारणा का एक और संदर्भ है, वास्तविक समय बैंडविड्थ को प्रभावी भंडारण बैंडविड्थ के रूप में भी जाना जाता है, यह बैंडविड्थ होने पर वास्तविक समय नमूनाकरण विधि का उपयोग करके एक डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप है। इतनी सारी बैंडविड्थ अवधारणाएँ आपको पागल कर सकती हैं, यहाँ संक्षेप में: DSO बैंडविड्थ को एनालॉग बैंडविड्थ और स्टोरेज बैंडविड्थ में विभाजित किया गया है। आमतौर पर हम अक्सर कहते हैं कि बैंडविड्थ ऑसिलोस्कोप के एनालॉग बैंडविड्थ को संदर्भित करता है, अर्थात, ऑसिलोस्कोप पैनल की बैंडविड्थ को आम तौर पर लेबल किया जाता है। स्टोरेज बैंडविड्थ Nyquist के प्रमेय के अनुसार गणना की गई सैद्धांतिक डिजिटल बैंडविड्थ है, जो केवल एक सैद्धांतिक मूल्य है।