デジタルオシロスコープとアナログオシロスコープの比較
アナログオシロスコープの周波数特性は、垂直増幅器とカソードオシロスコープ管によって決まります。1980年代には、デジタル処理とマイクロプロセッサがオシロスコープに導入され、デジタルオシロスコープが登場しました。現在では、アナログオシロスコープはアナログリアルタイムオシロスコープ（ART）、デジタルオシロスコープはデジタルストレージオシロスコープ（DSO）と呼ばれています。
ART では、帯域幅に対応した増幅器とブラウン管が必要です。周波数が高くなると、ブラウン管のプロセス要件が厳しくなり、コストが増加し、ボトルネックが発生します。DSO では、帯域幅に適した高速 A/D コンバーターのみが必要です。他の変調では、3 次元グラフィックスが観測できない、波形の保存容量が足りない、波形を処理できないなどの問題があります。
現在、DSO の欠点は基本的に克服されていますが、同じオシロスコープですべての優れたパフォーマンスが反映されるわけではありません。つまり、各 DSO には特定の特性といくつかの欠点があります。モデルを選択するときは、比較に注意する必要があります。DSO の一部のモデルは ART と同じ波形更新レートを備えていますが、DSO の一部のモデルはそうではありません。DSO の 1 つのタイプには ART の 3D グラフィック表示機能がありますが、ほとんどの DSO にはこの機能がありません。ほとんどの DSO のリアルタイム帯域幅はシングルショット帯域幅と同じですが、リアルタイム帯域幅のみを保証する DSO もあります。
前述のDSOはいずれもA/Dコンバータとマイクロプロセッサを内蔵しています。このように、PCにプラグインカードを追加することでもDSOを構成することができますが、一般的にはサンプリングレートが低く、機能も少なく、価格も安価です。VXIバスを使用したDSOモジュールや、ラックマウント型のDSOプラグインもあります。
DSO のメモリは、A/D コンバータに次いでオシロスコープの 2 番目に重要なコンポーネントです。測定された信号のサンプルを保存し、後続の D/A コンバータで波形を復元します。現在の保存容量は 1M を超えます。
通常の DSO の垂直解像度は 8- ビットです。つまり、スキャンごとに 256 サンプルがあり、256 ポイントのストレージが必要で、これは 256 バイトに相当します。解像度を上げて水平軸を 10 倍に拡大すると、20K バイトに相当します。垂直軸も 10 倍に拡大すると、40K バイトに相当します。DSO は少なくとも 2K バイト、中程度の DSO は 40K バイト以上である必要があることがわかります。上記の波形を 10 倍記録する場合は、少なくとも 400K バイトが必要になります。したがって、ストレージ容量は重要です。
逆に、ストレージ容量もスキャン速度に影響します。たとえば、1スキャンあたり50Kポイントしかないメモリに100μsのデータを記録する場合、サンプリング間隔は2nsです。このとき、サンプリングレートは500MS / sに相当します。サンプリングレートを帯域幅の4倍に等しいと計算すると、リアルタイム帯域幅は125MHzに相当します。明らかに、サンプリングレートを1000MS / sに上げる必要がある場合、100μsのデータを記録するには100Kポイントのメモリが必要です。
完全なグラフを保存するには、ピクセル サイズが 1024 × 512=0.5M ビットであると仮定すると、4 つのグラフに 2M ビットのストレージが必要です。FFT 分析では、新しい波形のコンポーネントを参照波形または比較用に保存されている波形と比較するために、追加のストレージも必要です。波形の保存を容易にするために、一部の DSO では、データ記録用のフロッピー ディスクまたはハード ディスクも提供されています。
