Digital elektronisk oscilloskop kretsapplikasjon og designløsninger
Elektroniske oscilloskoper er instrumenter som er mye brukt av ingeniører i laboratorier, fabrikker og på stedet. Faktisk er elektroniske oscilloskop også produktene med størst salgsvolum og høyest salgsvolum blant elektroniske test- og måleinstrumenter. Fra slutten av 1930-tallet til begynnelsen av 1940-tallet, drevet av de raskt utviklende markedene for TV-kringkasting og radarrangering, ble det analoge elektroniske oscilloskopet i utgangspunktet ferdigstilt og delt inn i fire deler: vertikal forsterkning, horisontal skanning, triggersynkronisering og oscilloskoprør (CRT) visning . . Sanntidsbåndbredden til analoge elektroniske oscilloskoper nådde en topp på 1000MHz på 1970-tallet. Med fremveksten av digital teknologi og integrerte kretser ble analoge elektroniske oscilloskop dominert av vakuumrør og bredbåndsforsterkerkretser gradvis erstattet av digitale elektroniske oscilloskoper fra og med 1980-tallet. Med den eksplosive utviklingen av informasjonsteknologi og digitale kommunikasjonsmarkeder, oversteg sanntidsbåndbredden til digitale elektroniske oscilloskop 1 GHz på 1990-tallet. På 2010-tallet av det 21. århundre har digitale elektroniske oscilloskoper også tatt et sprang fremover, med sanntidsbåndbredde som overstiger 10GHz og tilsvarende samplingsbåndbredde når 100GHz.
Kretsstrukturen til et digitalt elektronisk oscilloskop er enklere enn for et analogt elektronisk oscilloskop. Den består hovedsakelig av fire deler: analog/digital omformer (ADC), bølgeformlagring/prosessor, digital/analog omformer (DAC) og flytende krystall (LCD) bølgeformvisning. Analoge elektroniske oscilloskoper må ha en bredbåndsrespons fra signalinngangsfronten til bølgeformvisningsbakenden. Digitale elektroniske oscilloskoper trenger imidlertid bare at front-end analog/digital-omformeren har samme bredbåndsrespons som inngangssignalet, og da reduseres frekvensresponsen til ulike kretser tilsvarende. I henhold til samplingsprinsippet, under optimale forhold, er samplingsfrekvensen lik 2 ganger den høyeste frekvensen til det analoge inngangssignalet. Etter at den digitale ADC-utgangsinformasjonen er filtrert og behandlet av DAC, kan bølgeformen til inngangssignalet reproduseres. Åpenbart kan DAC-klokkefrekvensen være mye lavere enn ADC-samplingsfrekvensen. I tillegg, for å redusere aliasing-signaler forårsaket av signalfiltrering og -behandling, er den faktiske samplingsfrekvensen som brukes av ADC-en til det digitale elektroniske oscilloskopet 4 ganger i stedet for 2 ganger den høyeste frekvensen til det analoge inngangssignalet.
For øyeblikket når den høyeste ADC-samplingsfrekvensen 20GHz og oppløsningen er 8 bits. Hvis to ADC-er med en samplingsfrekvens på 20GHz brukes og overlagres på tidsaksen, oppnås en ekvivalent ADC-funksjon med en oppløsning på 8 biter og en samplingsfrekvens på 40GHz. Med andre ord, med en ADC med en samplingsfrekvens på 20GHz, kan en implementeringsbåndbredde på 10GHz oppnås, men oppløsningen er bare 8 bits. Hvis samplingshastigheten til ADC-en tillates redusert, er det ikke vanskelig å øke oppløsningen til ADC. For eksempel kan en ADC med en samplingsfrekvens på 1MHz oppnå 28-bitoppløsning. Digitale elektroniske oscilloskoper med en sanntidsbåndbredde på mer enn 100 MHz tar fullt ut 8-bitoppløsning. For å forbedre oppløsningen kan det beregnes gjennomsnitt av flere samplinger, men måletiden øker også tilsvarende. Digitale elektroniske oscilloskoper med en sanntidsbåndbredde på mindre enn 100 MHz kan gi produkter med oppløsninger på 8-bit, 10-bit og 16-bit eller mer.
