ऑसिलोस्कोप से विभिन्न प्रकार के संकेतों को मापने के लिए किस नमूना दर की आवश्यकता होती है?
हम जांच के माध्यम से ऑसिलोस्कोप में एक संकेत इनपुट करते हैं। मापा गया संकेत ऑसिलोस्कोप के सामने के छोर पर प्रवर्धन, क्षीणन और अन्य सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट से गुजरने के बाद, उच्च गति वाला ADC एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर सिग्नल सैंपलिंग और डिजिटल क्वांटिज़ेशन करता है। ऑसिलोस्कोप की सैंपलिंग दर इनपुट सिग्नल का एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण है। रूपांतरण के दौरान सैंपलिंग क्लॉक की आवृत्ति, आम भाषा में, सैंपलिंग अंतराल है। प्रत्येक सैंपलिंग अंतराल पर एक सैंपलिंग पॉइंट एकत्र किया जाता है। उदाहरण के लिए, 1GSa/s की सैंपलिंग दर का मतलब है कि ऑसिलोस्कोप में प्रति सेकंड 1 बिलियन सैंपलिंग पॉइंट एकत्र करने की क्षमता है। इस समय, इसका सैंपलिंग अंतराल 1 नैनोसेकंड है।
वास्तविक समय ऑसिलोस्कोप के लिए, वर्तमान में वास्तविक समय नमूनाकरण विधि का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। तथाकथित वास्तविक समय नमूनाकरण मापा तरंग संकेत पर समान अंतराल पर निरंतर उच्च गति नमूनाकरण करना है, और फिर इन निरंतर नमूना किए गए नमूना बिंदुओं के आधार पर तरंग को फिर से बनाना या पुनर्स्थापित करना है। वास्तविक समय नमूनाकरण प्रक्रिया में, यह सुनिश्चित करना बहुत महत्वपूर्ण है कि ऑसिलोस्कोप की नमूना दर मापे जा रहे संकेत के परिवर्तन की तुलना में बहुत तेज़ है।
तो यह कितना तेज़ है? डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग में नाइक्विस्ट कानून कहता है कि यदि मापे जा रहे सिग्नल की बैंडविड्थ सीमित है, तो सिग्नल का नमूनाकरण और परिमाणीकरण करते समय, यदि नमूना दर मापे जा रहे सिग्नल की बैंडविड्थ से दोगुनी से अधिक है, तो सिग्नल में मौजूद जानकारी को बिना एलियासिंग के पूरी तरह से पुनर्निर्माण या पुनर्प्राप्त किया जा सकता है।
इसके बाद, हम समय टोन को छोटा कर देंगे, ताकि नमूना दर बड़ी हो जाए। हम नमूना दर को तब तक समायोजित करेंगे जब तक कि नमूना दर सिग्नल आवृत्ति का 2 गुना और 10 गुना न हो जाए, ताकि सिग्नल में होने वाले बदलावों को देखा जा सके, यानी 2MSa/s और 10MSa/s। नीचे दिए गए चित्र में बाईं ओर का संकेत 2MSa/s की नमूना दर पर है। आप देख सकते हैं कि सिग्नल की आवृत्ति वापस 1MHz में बदल गई है, जो सिग्नल का सही आवृत्ति मान है। लेकिन मूल साइन वेव एक त्रिभुज तरंग बन गई है, और तरंग विकृत हो गई है। जब नमूना दर 10MSa/s में बदल जाती है, जो नीचे दिए गए चित्र के दाईं ओर का संकेत है, तो आप देख सकते हैं कि संकेत साइन वेव के करीब और करीब हो रहा है, लेकिन यह अभी भी बहुत सुंदर नहीं है।
