Aplikasi Digital Lebar Jalur Osiloskop
Pengalaman memberitahu kami bahawa lebar jalur osiloskop hendaklah sekurang-kurangnya 5 kali lebih besar daripada kadar jam digital terpantas sistem yang sedang diuji. Jika osiloskop yang kami pilih memenuhi kriteria ini, maka osiloskop boleh menangkap harmonik ke-5 isyarat yang sedang diuji dengan pengecilan isyarat yang minimum. Harmonik ke-5 isyarat adalah sangat penting dalam menentukan bentuk keseluruhan isyarat digital. Tetapi jika ukuran tepat tepi berkelajuan tinggi diperlukan, formula mudah ini tidak mengambil kira kandungan frekuensi tinggi sebenar yang terkandung dalam tepi cepat naik dan turun.
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, kami mula-mula 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.
Gunakan formula mudah untuk mengira kandungan frekuensi "sebenar" maksimum isyarat. Dr. Howard W. Johnson menulis buku "Reka Bentuk Digital Berkelajuan Tinggi" mengenai topik ini. Dalam buku itu, dia memanggil komponen frekuensi ini sebagai frekuensi "lutut" (fknee). Semua tepi pantas mengandungi bilangan komponen frekuensi yang tidak terhingga dalam spektrumnya, tetapi terdapat titik infleksi (atau "lutut") di atas komponen frekuensi yang tidak penting dalam menentukan bentuk isyarat. Langkah 2: Kira fknee
fknee=0.5/RT(10%-90%)fknee=0.4/RT(20%-80%)
Untuk isyarat yang ciri masa naiknya ditakrifkan mengikut ambang 10% hingga 90%, fknee frekuensi lutut adalah sama dengan 0.5 dibahagikan dengan masa kenaikan isyarat. Untuk isyarat yang ciri masa naiknya ditakrifkan oleh ambang 20% hingga 80%, seperti yang sering berlaku dalam spesifikasi peranti hari ini, fknee adalah sama 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 ini berdasarkan seberapa tepat yang anda perlukan untuk mengukur masa naik dan turun. Jadual 1 menunjukkan hubungan antara lebar jalur osiloskop yang diperlukan dan fknee di bawah pelbagai keperluan ketepatan untuk osiloskop dengan tindak balas frekuensi Gaussian atau tindak balas frekuensi rata maksimum. Tetapi perlu diingat bahawa kebanyakan osiloskop dengan spesifikasi lebar jalur 1GHz dan ke bawah biasanya jenis tindak balas frekuensi Gaussian, manakala osiloskop dengan lebar jalur melebihi 1GHz biasanya 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 jelaskan melalui contoh mudah:
Untuk osiloskop mempunyai tindak balas frekuensi Gaussian yang betul apabila mengukur masa kenaikan 500ps (10-90%), tentukan lebar jalur minimum yang diperlukan; jika isyarat mempunyai masa naik/turun lebih kurang 500ps (ditakrifkan oleh kriteria 10% hingga 90% ), maka komponen frekuensi sebenar maksimum bagi isyarat fknee=(0.5/500ps)=1GHz
Jika ralat pemasaan 20% dibenarkan semasa membuat pengukuran parameter masa naik dan turun, osiloskop dengan lebar jalur 1 GHz akan mencukupi untuk aplikasi pengukuran digital ini. Tetapi jika ketepatan masa diperlukan dalam lingkungan 3%, lebih baik menggunakan osiloskop dengan lebar jalur 2GHz.
20% ketepatan masa: lebar jalur osiloskop=1.0x1GHz=1.0GHz
3% ketepatan masa: lebar jalur osiloskop=1.9x1GHz=1.9GHz
