Lebar jalur osiloskop aplikasi Digital
Pengalaman memberitahu kami bahawa lebar jalur osiloskop hendaklah sekurang-kurangnya lima kali lebih tinggi daripada kadar jam digital terpantas sistem yang sedang diuji. Jika kita memilih osiloskop yang memenuhi kriteria ini, maka osiloskop akan dapat menangkap harmonik ke-5 isyarat yang sedang diuji dengan pengecilan isyarat yang minimum. Harmonik ke-5 isyarat adalah penting dalam menentukan bentuk keseluruhan isyarat digital. Walau bagaimanapun, formula mudah ini tidak mengambil kira komponen frekuensi tinggi sebenar yang terkandung dalam tepi cepat naik dan turun jika ukuran tepat tepi berkelajuan tinggi diperlukan.
Formula: fBW Lebih besar daripada atau sama dengan 5xfclk
Cara yang lebih tepat untuk menentukan lebar jalur osiloskop adalah berdasarkan frekuensi tertinggi yang terdapat dalam isyarat digital, dan bukannya kadar jam maksimum. Kekerapan tertinggi isyarat digital bergantung pada kelajuan tepi terpantas dalam reka bentuk. Oleh itu, kita perlu menentukan masa naik dan turun bagi isyarat terpantas dalam reka bentuk. Maklumat ini biasanya boleh diperoleh daripada spesifikasi yang diterbitkan bagi peranti yang digunakan dalam reka bentuk.
Komponen frekuensi "sebenar" maksimum isyarat dikira menggunakan formula mudah, dan Dr Howard W. Johnson telah menulis buku mengenai topik ini, Reka Bentuk Digital Berkelajuan Tinggi. Dalam buku ini, beliau merujuk kepada komponen frekuensi ini sebagai frekuensi "fknee". Spektrum semua tepi pantas mengandungi bilangan komponen frekuensi yang tidak terhingga, tetapi terdapat titik infleksi (atau "lutut") di atasnya komponen frekuensi tidak relevan dalam menentukan bentuk isyarat. Langkah 2: Kira fknee
fknee=0.5/RT(10%-90%) fknee=0.4/RT(20%-80%)
Untuk isyarat dengan ciri masa naik yang ditakrifkan oleh ambang 10% hingga 90%, fknee kekerapan infleksi adalah sama dengan 0.5 dibahagikan dengan masa kenaikan isyarat. Untuk isyarat dengan ciri masa naik yang ditakrifkan mengikut ambang 20% hingga 80% (yang merupakan takrifan biasa dalam spesifikasi peranti hari ini), fknee adalah bersamaan dengan 0.4 dibahagikan dengan masa kenaikan isyarat. Tetapi berhati-hati untuk tidak mengelirukan masa kenaikan isyarat di sini dengan spesifikasi masa kenaikan osiloskop; apa yang kita bincangkan di sini ialah kelajuan tepi isyarat sebenar. Langkah ketiga ialah menentukan lebar jalur osiloskop yang diperlukan untuk mengukur isyarat berdasarkan tahap ketepatan yang diperlukan untuk mengukur masa naik dan turun. Jadual 1 memberikan lebar jalur osiloskop yang diperlukan berbanding fknee untuk pelbagai keperluan ketepatan untuk osiloskop dengan tindak balas frekuensi Gaussian atau tindak balas frekuensi rata maksimum. Walau bagaimanapun, harus diingat bahawa kebanyakan osiloskop dengan spesifikasi lebar jalur 1 GHz dan ke bawah biasanya Gaussian, manakala yang mempunyai lebar jalur lebih daripada 1 GHz biasanya daripada jenis tindak balas frekuensi rata maksimum. Jadual 1: Pekali untuk mengira lebar jalur yang diperlukan bagi osiloskop berdasarkan ketepatan yang diperlukan dan jenis tindak balas frekuensi osiloskop Langkah 3: Kira lebar jalur osiloskop
Mari kita lihat contoh mudah:
Tentukan lebar jalur minimum yang diperlukan untuk osiloskop yang mempunyai tindak balas frekuensi Gaussian yang betul apabila mengukur masa kenaikan 500ps (10-90%); jika isyarat mempunyai masa naik/turun lebih kurang 500ps (ditakrifkan oleh kriteria 10% hingga 90%), maka komponen frekuensi sebenar maksimum isyarat, fknee=(0.5/500ps)=1 GHz
Jika ralat pemasaan sebanyak 20% dibenarkan semasa membuat pengukuran parameter masa naik dan masa jatuh, maka osiloskop dengan lebar jalur 1GHz adalah memadai untuk aplikasi pengukuran digital ini. Walau bagaimanapun, jika ketepatan masa diperlukan dalam lingkungan 3%, maka osiloskop dengan lebar jalur 2GHz adalah lebih baik.
20% ketepatan masa: lebar jalur osiloskop=1.0x1GHz=1.0GHz
3% ketepatan masa: lebar jalur osiloskop=1.9x1GHz=1.9GHz
