Дигиталне апликације са ширином опсега осцилоскопа
Искуство нам говори да би пропусни опсег осцилоскопа требало да буде најмање 5 пута већи од најбржег дигиталног такта система који се тестира. Ако осцилоскоп који изаберемо испуњава овај критеријум, онда осцилоскоп може ухватити 5. хармоник сигнала који се тестира уз минимално слабљење сигнала. 5. хармоник сигнала је веома важан у одређивању укупног облика дигиталног сигнала. Али ако су потребна прецизна мерења брзих ивица, ова једноставна формула не узима у обзир стварни садржај високе фреквенције садржан у брзо растућим и опадајућим ивицама.
Формула: фБВ веће или једнако 5кфцлк
Тачнији начин за одређивање пропусног опсега осцилоскопа заснива се на највишој фреквенцији присутној у дигиталном сигналу, а не на максималној брзини такта. Највећа фреквенција дигиталног сигнала зависи од највеће брзине ивице у дизајну. Због тога прво одређујемо време успона и пада најбржих сигнала у дизајну. Ове информације се обично могу добити из објављених спецификација уређаја који се користе у дизајну.
Користите једноставну формулу за израчунавање максималног "стварног" фреквенцијског садржаја сигнала. Др Хауард В. Џонсон написао је књигу „Дигитални дизајн велике брзине“ на ову тему. У књизи он ову фреквенцијску компоненту назива фреквенцијом „колена“ (фкнее). Све брзе ивице садрже бесконачан број фреквенцијских компоненти у свом спектру, али постоји тачка прегиба (или „колено“) изнад које су фреквентне компоненте безначајне у одређивању облика сигнала. Корак 2: Израчунајте фколено
фкнее=0.5/РТ(10%-90%)фкнее=0.4/РТ(20%-80%)
За сигнал чије су карактеристике времена пораста дефинисане према прагу од 10% до 90%, фреквенција колена фкнее је једнака 0,5 подељено временом пораста сигнала. За сигнал чије су карактеристике времена пораста дефинисане прагом од 20% до 80%, као што је често случај у данашњим спецификацијама уређаја, фкнее је једнако 0,4 подељено са временом пораста сигнала. Али пазите да овде не помешате време пораста сигнала са спецификацијом времена пораста осцилоскопа. Оно о чему овде говоримо је стварна брзина ивице сигнала. Трећи корак је одређивање пропусног опсега осцилоскопа који је потребан за мерење овог сигнала на основу тога колико тачно треба да измерите време пораста и пада. Табела 1 показује однос између потребне ширине опсега осцилоскопа и фколена под различитим захтевима за тачност за осцилоскоп са Гаусовим фреквентним одзивом или максималним равним фреквенцијским одзивом. Али имајте на уму да је већина осцилоскопа са спецификацијама пропусног опсега од 1 ГХз и испод обично Гаусов фреквентни одзив, док су они са пропусним опсегом преко 1 ГХз обично типови максималног равног фреквентног одзива. Табела 1: Коефицијенти за израчунавање потребног пропусног опсега осцилоскопа на основу захтеване тачности и типа фреквентног одзива осцилоскопа Корак 3: Израчунајте пропусни опсег осцилоскопа
Хајде да то објаснимо кроз једноставан пример:
Да би осцилоскоп имао исправан Гаусов фреквентни одзив када мери време пораста од 500пс (10-90%), одредите минималну потребну ширину опсега; ако сигнал има време пораста/пада од приближно 500пс (дефинисано критеријумом од 10% до 90%), тада је максимална стварна фреквентна компонента сигнала фкнее=(0,5/500пс)=1ГХз
Ако је дозвољена грешка од 20% приликом мерења параметара времена пораста и пада, за ову апликацију дигиталног мерења биће довољан осцилоскоп са пропусним опсегом од 1 ГХз. Али ако се захтева да тачност времена буде унутар 3%, боље је користити осцилоскоп са пропусним опсегом од 2ГХз.
20% тачности времена: пропусни опсег осцилоскопа=1.0к1ГХз=1.0ГХз
3% тачности времена: пропусни опсег осцилоскопа=1.9к1ГХз=1.9ГХз
