Băng thông hệ thống là sự kết hợp giữa băng thông đầu dò và băng thông đầu vào dao động. Mỗi có thể được xấp xỉ bởi một mạch thông thấp RC, có nghĩa là độ trễ thêm vào hình học:
t_system^2 = (t_probe^2 + t_scope^2)
f_system = 1/sqrt((1/f_probe)^2 + (1/f_scope)^2)
Điều này có nghĩa là phạm vi 10 MHz với các đầu dò 60 MHz có thể đo các hình sin có tần số 9,86 MHz với suy giảm -3dB (100 * 10 ^ {- 3/20}%).
Khi đo các xung kỹ thuật số, nó không phải là vấn đề định kỳ, mà là thời gian tăng và giảm, vì chúng chứa thông tin tần số cao. Thời gian tăng có thể được tính gần đúng về mặt toán học khi tăng RC hoặc tăng Gaussian và được định nghĩa là thời gian để tín hiệu đi từ 10% chênh lệch giữa điện áp thấp (logic 0) và điện áp cao (logic 1) , đến 90% của sự khác biệt. Ví dụ, trong hệ thống 5V / 0V, nó được định nghĩa là thời gian để đi từ 0.1*5V=0.5Vđến 0.9*5V=4.5V. Với các ràng buộc này và một số phép toán lạ mắt , người ta có thể tìm ra rằng mỗi loại thời gian tăng đặc trưng có nội dung tần số lên đến khoảng 0.34/t_riseGaussian và0.35/t_risecho RC. (Tôi sử dụng 0.35/t_risekhông có lý do chính đáng và sẽ làm như vậy cho phần còn lại của câu trả lời này.)
Thông tin này cũng hoạt động theo cách khác: một băng thông hệ thống cụ thể chỉ có thể đo thời gian tăng lên đến 0.35/f_system; trong trường hợp của bạn, 35 đến 40 nano giây. Bạn đang nhìn thấy thứ gì đó tương tự như sóng hình sin bởi vì đó là thứ mà giao diện tương tự đang cho qua.
Aliasing là một tạo phẩm lấy mẫu kỹ thuật số và cũng có hiệu lực trong phép đo của bạn (bạn không may mắn!). Đây là hình ảnh mượn từ WP:
Vì mặt trước tương tự chỉ cho phép tăng thời gian từ 35ns đến 40ns, cầu lấy mẫu ADC nhìn thấy thứ gì đó giống như sóng hình sin 50 MHz bị suy giảm, nhưng nó chỉ lấy mẫu ở tốc độ 50MS / s, do đó nó chỉ có thể đọc được các hình sin dưới 25 MHz. Nhiều phạm vi có bộ lọc khử răng cưa (LPF) tại thời điểm này, sẽ làm giảm tần số trên 0,5 lần tốc độ mẫu (tiêu chí lấy mẫu của Shannon-Nyquist). Tuy nhiên, phạm vi của bạn dường như không có bộ lọc này, vì điện áp cực đại đến cực đại vẫn còn khá cao. Mô hình gì vậy?
Sau khi cầu lấy mẫu, dữ liệu sẽ được đưa vào một số quy trình DSP, một trong số đó được gọi là số thập phân và nhịp chính , làm giảm thêm tốc độ mẫu và băng thông để hiển thị và phân tích tốt hơn (đặc biệt hữu ích cho tính toán FFT). Dữ liệu được mát xa thêm sao cho nó không hiển thị tần số cao hơn ~ 0,4 lần tốc độ mẫu, được gọi là dải bảo vệ . Tôi đã mong đợi bạn sẽ thấy một hình sin ~ 20 MHz - bạn có bật trung bình (5 điểm) không?
CHỈNH SỬA: Tôi sẽ thò cổ ra và đoán rằng máy hiện sóng của bạn có khử răng cưa kỹ thuật số, sử dụng số thập phân và nhịp tim, về cơ bản có nghĩa là LPF kỹ thuật số sau đó lấy mẫu lại một con đường được nội suy. Chương trình DSP nhìn thấy tín hiệu 20 MHz, vì vậy nó sẽ giảm tín hiệu cho đến khi dưới 10 MHz. Tại sao 4 MHz và không gần hơn với 10 MHz? "Nhịp tim" có nghĩa là giảm một nửa băng thông, và số thập phân thường bằng một sức mạnh là hai. Một số công suất nguyên là 2 hoặc một phần đơn giản của nó dẫn đến hình sin 4 MHz bị nhổ ra thay vì ~ 20 MHz. Đây là lý do tại sao tôi nói mọi người đam mê cần một phạm vi tương tự. :)
EDIT2: Vì điều này đang nhận được rất nhiều lượt xem, tốt hơn hết tôi nên sửa kết luận mỏng manh đáng xấu hổ ở trên.
EDIT2: Công cụ cụ thể mà bạn thích có thể sử dụng cách lấy mẫu, trong đó đầu vào BPF tương tự cửa sổ được yêu cầu để khử răng cưa, công cụ này dường như không có, do đó, nó chỉ phải có LPF, hạn chế nó ở mức dưới 25 MHz ngay cả khi sử dụng Equiv. thời gian lấy mẫu . Mặc dù tôi cũng nghi ngờ chất lượng của mặt tương tự, nhưng mặt kỹ thuật số có thể không thực hiện các thuật toán DSP đã nói ở trên, thay vào đó truyền phát dữ liệu hoặc chuyển một bản chụptại một thời điểm cho số lượng vũ phu giòn trên PC. Độ dài từ 50MS / giây và 8 bit có nghĩa là điều này đang tạo ra ~ 48 MB / giây dữ liệu thô - quá nhiều để truyền qua USB mặc dù giới hạn lý thuyết là 60 MB / giây (giới hạn thực tế là 30MB / s-40MB / s), không bao giờ chi phí đóng gói, do đó, có một số decimation ngay ra khỏi hộp để giảm điều này. Làm việc với 35MB / s cho tốc độ mẫu ~ 37MS / giây, chỉ ra giới hạn đo lý thuyết là 18 MHz, hoặc thời gian tăng 20ns, khi phát trực tuyến, mặc dù có thể thấp hơn 35MB / giây (nhưng có thể!). Hướng dẫn cho biết Chế độ chặn tồn tại để ghi dữ liệu ở tốc độ 50MB / giây cho đến khi bộ nhớ 8k bên trong (ho)đã đầy (160us), sau đó gửi nó vào máy tính với tốc độ nhàn nhã. Tôi cho rằng những khó khăn gặp phải khi thiết kế đầu vào tương tự chất lượng đã được khắc phục một phần bằng cách ghép quá mức 2X (độ chính xác thêm nửa bit), cho tốc độ mẫu hiệu quả là 25MS / s, tần số tối đa 12,5 MHz và dải bảo vệ 10% ( (0.5*25-10)/25), tất cả những thứ đó có thể được giảm trong chính dụng cụ cầm tay. Tóm lại, tôi không chắc tại sao bạn lại thấy hình sin 4 MHz vì có nhiều cách để điều này xảy ra, nhưng muốn thực hiện phép đo tương tự trong Chế độ khối sau đó phân tích dữ liệu bằng chương trình của bên thứ ba. Tôi luôn luôn khó khăn với máy hiện sóng dựa trên PC, nhưng cái này dường như có đầu vào khá ...