Hvilken samplingshastighet er nødvendig for å måle ulike typer signaler med et oscilloskop?
Vi legger inn et signal til oscilloskopet gjennom sonden. Etter at det målte signalet passerer gjennom forsterknings-, dempnings- og andre signalbehandlingskretser i frontenden av oscilloskopet, utfører høyhastighets ADC analog-til-digital-omformeren signalsampling og digital kvantisering. Samplingshastigheten til oscilloskopet er analog-til-digital konvertering av inngangssignalet. Frekvensen til samplingsklokken under konvertering er, i lekmannstermer, samplingsintervallet. Ett prøvetakingspunkt samles inn ved hvert prøvetakingsintervall. For eksempel betyr en samplingshastighet på 1GSa/s at oscilloskopet har evnen til å samle 1 milliard samplingspunkter per sekund. På dette tidspunktet er samplingsintervallet 1 nanosekund.
For sanntidsoscilloskop er sanntidssamplingsmetoden for tiden ofte brukt. Den såkalte sanntidssamplingen er å utføre kontinuerlig høyhastighetssampling med like intervaller på det målte bølgeformsignalet, og deretter rekonstruere eller gjenopprette bølgeformen basert på disse kontinuerlig samplede prøvepunktene. I sanntidssamplingsprosessen er det svært viktig å sikre at samplingshastigheten til oscilloskopet er mye raskere enn endringen av signalet som måles.
Så hvor mye raskere er det? Nyquist-loven innen digital signalbehandling sier at hvis båndbredden til signalet som måles er begrenset, så kan det ved sampling og kvantisering av signalet, hvis samplingshastigheten er mer enn det dobbelte av båndbredden til signalet som måles, være fullstendig rekonstruert eller gjenopprette informasjonen som bæres i signalet uten aliasing.
Deretter vil vi gjøre tidstonen mindre, slik at samplingsfrekvensen blir større. Vi vil justere samplingshastigheten til samplingshastigheten er 2 ganger og 10 ganger signalfrekvensen for å observere signalendringene, det vil si 2MSa/s og 10MSa/s. Signalet til venstre i figuren under har en samplingshastighet på 2MSa/s. Du kan se at frekvensen til signalet har endret seg tilbake til 1MHz, som er riktig frekvensverdi på signalet. Men den opprinnelige sinusbølgen har blitt en trekantbølge, og bølgeformen har blitt forvrengt. Når samplingshastigheten endres til 10MSa/s, som er signalet på høyre side av figuren under, kan du se at signalet kommer nærmere og nærmere en sinusbølge, men det er fortsatt ikke særlig vakkert.
