Koja je brzina uzorkovanja potrebna za mjerenje različitih tipova signala osciloskopom?
Unosimo signal u osciloskop kroz sondu. Nakon što izmjereni signal prođe kroz krugove za pojačavanje, slabljenje i druge kondicioniranje signala na prednjem kraju osciloskopa, brzi ADC analogno-digitalni pretvarač vrši uzorkovanje signala i digitalnu kvantizaciju. Brzina uzorkovanja osciloskopa je analogno-digitalna konverzija ulaznog signala. Frekvencija sata uzorkovanja tokom konverzije je, laički rečeno, interval uzorkovanja. U svakom intervalu uzorkovanja prikuplja se jedna tačka uzorkovanja. Na primjer, brzina uzorkovanja od 1GSa/s znači da osciloskop ima sposobnost da prikupi 1 milijardu tačaka uzorkovanja u sekundi. U ovom trenutku, njegov interval uzorkovanja je 1 nanosekunda.
Za osciloskope u realnom vremenu trenutno se uobičajeno koristi metoda uzorkovanja u realnom vremenu. Takozvano uzorkovanje u realnom vremenu je izvođenje kontinuiranog uzorkovanja velike brzine u jednakim intervalima na izmjerenom signalu valnog oblika, a zatim rekonstruiranje ili vraćanje valnog oblika na osnovu ovih kontinuirano uzorkovanih tačaka uzorka. U procesu uzorkovanja u realnom vremenu, vrlo je važno osigurati da brzina uzorkovanja osciloskopa bude mnogo brža od promjene signala koji se mjeri.
Pa koliko je brže? Nyquist zakon u digitalnoj obradi signala kaže da ako je propusni opseg signala koji se mjeri ograničen, onda se prilikom uzorkovanja i kvantizacije signala, ako je brzina uzorkovanja više od dvostruke širine opsega signala koji se mjeri, može u potpunosti rekonstruirati ili povratiti informacije koje se prenose u signalu bez aliasa.
Zatim ćemo smanjiti vremenski ton, tako da će brzina uzorkovanja postati veća. Podešavat ćemo brzinu uzorkovanja sve dok stopa uzorkovanja ne bude 2 puta i 10 puta veća od frekvencije signala da bismo promatrali promjene signala, odnosno 2MSa/s i 10MSa/s. Signal na lijevoj strani na donjoj slici ima brzinu uzorkovanja od 2MSa/s. Možete vidjeti da se frekvencija signala vratila na 1MHz, što je ispravna vrijednost frekvencije signala. Ali originalni sinusni val je postao trokutni val, a oblik valova je izobličen. Kada se brzina uzorkovanja promijeni na 10MSa/s, što je signal na desnoj strani donje slike, možete vidjeti da se signal sve više približava sinusnom valu, ali i dalje nije baš lijep.
