仮想オシロスコープのコンポーネント

仮想オシロスコープのコンポーネント

仮想オシロスコープの機能
現在広く使用されている USB インターフェイスは、仮想計測器とコンピューター間のインターフェイスをより便利にし、通信速度を高速化するために使用されています。高速アナログ/デジタル変換チップ (ADC) は高速サンプリングに使用されます。高性能マイクロコントローラーは制御に使用され、高速大容量メモリ (RAM) はサンプリングデータをリアルタイムで保存し、計測器のパフォーマンスを向上させます。Labview 言語を使用してホストコンピューターアプリケーションを設計し、波形表示、データ分析、処理を実現できます。

仮想オシロスコープのコンポーネント
（１）信号取得と制御。信号の収集、測定、変換、制御を実現するコンピュータと計測機器ハードウェアで構成されたハードウェアプラットフォームです。

（2）データ分析と処理。仮想オシロスコープは、コンピュータのストレージ機能とコンピューティング機能を最大限に活用し、ソフトウェアを通じて入力データ信号を分析および処理します。処理内容には、デジタルフィルタリング、データ統計、数値解析などが含まれます。データ分析の観点から見ると、仮想オシロスコープは従来の機器よりも強力なデータ分析機能を備えています。

（３）測定結果の表示。仮想オシロスコープは、ディスプレイ、メモリなどのコンピュータリソースを最大限に活用して、測定結果をさまざまな方法で表現して出力します。その出力形式には、バスネットワークを介した長距離データ伝送、光ディスクやディスクを介したコピー出力、ハードディスクへの出力などがあります。データを保存し、コンピュータ画面などのグラフィカルインターフェイスを通じて出力する方法です。

仮想オシロスコープの技術的パラメータ

仮想オシロスコープを使用する際に注意すべき点

アナログ帯域幅とデジタルリアルタイム帯域幅を区別する
帯域幅はオシロスコープの最も重要な仕様の 1 つです。帯域幅は固定値ですが、仮想オシロスコープの帯域幅には、アナログ帯域幅とデジタルリアルタイム帯域幅の 2 種類があります。仮想オシロスコープが繰り返し信号に対してシーケンシャル サンプリングまたはランダム サンプリング技術を使用して達成できる最高の帯域幅は、オシロスコープのデジタルリアルタイム帯域幅です。デジタルリアルタイム帯域幅は、最高のデジタル化周波数と波形再構成技術係数 K (デジタルリアルタイム帯域幅=最高のデジタル化率/K) に関連しており、通常は指標として直接示されません。2 つの帯域幅の定義から、アナログ帯域幅は繰り返し周期信号の測定にのみ適しているのに対し、デジタルリアルタイム帯域幅は繰り返し信号と単一信号の両方の測定に適していることがわかります。メーカーは、オシロスコープの帯域幅は数メガバイトに達する可能性があると主張していますが、実際にはアナログ帯域幅を指しています。デジタルリアルタイム帯域幅はこの値よりも低くなります。 たとえば、TEK の TES520B の帯域幅は 500MHz ですが、これは実際にはアナログ帯域幅が 500MHz であることを意味します。一方、最高のデジタルリアルタイム帯域幅は 400MHz にしか達せず、これはアナログ帯域幅よりもはるかに低いです。したがって、単一の信号を測定するときは、仮想オシロスコープのデジタルリアルタイム帯域幅を参照する必要があります。そうしないと、測定に予期しないエラーが発生します。

サンプリングレートについて: サンプリングレートはデジタル化レートとも呼ばれ、単位時間あたりのアナログ入力信号のサンプル数を指し、多くの場合MS/sで表されます。サンプリングレートは仮想オシロスコープの重要な仕様です。サンプリングレートが十分でない場合、エイリアシングが発生しやすくなります。

オシロスコープの入力信号が 100KHz の正弦波であるのに、オシロスコープに表示される信号周波数が 50KHz である場合、これはオシロスコープのサンプリング レートが遅すぎてエイリアシングが発生するためです。エイリアシングとは、画面に表示される波形の周波数が信号の実際の周波数よりも低い場合、またはオシロスコープのトリガーが点灯しているにもかかわらず表示される波形が不安定な場合です。エイリアシングの発生を図 1 に示します。次に、周波数が不明な波形の場合、表示される波形がエイリアシングしているかどうかを次のように判断できます。スイープ速度 t/div をより速いタイム ベース ファイルにゆっくり変更し、波形の周波数パラメータが急激に変化するかどうかを確認します。そうであれば、波形エイリアシングが発生したことを意味します。または、揺れている波形がより速いタイム ベースで安定していることも、波形エイリアシングが発生したことを意味します。 ナイキスト定理によれば、エイリアシングを防ぐには、サンプリング レートは信号の高周波成分の 2 倍以上である必要があります。たとえば、500 MHz の信号には、少なくとも 1GS/s のサンプリング レートが必要です。エイリアシングを簡単に防ぐ方法はいくつかあります。

?自動設定を使用する

スキャン速度を調整します。

? 収集モードをエンベロープ モードまたはピーク検出モードに切り替えてみてください。エンベロープ モードは複数の収集レコードで極値を見つけるためのもので、ピーク検出モードは単一の収集レコードで最大値と最小値を見つけるためのものです。どちらの方法でも、より高速な信号の変化を検出できます。