アナログオシロスコープとデジタルオシロスコープの違いについて簡単に説明します

アナログオシロスコープとデジタルオシロスコープの違いについて簡単に説明します

アナログオシロスコープの帯域幅を増やすには、オシロスコープの真空管、垂直増幅、水平スキャンを全面的に推進する必要があります。デジタルオシロスコープの帯域幅を向上させるには、フロントエンドのA/Dコンバーターの性能を向上させるだけでよく、オシロスコープの真空管とスキャン回路に特別な要件はありません。さらに、デジタルオシロスコープは、メモリ、ストレージ、処理、および多重トリガーとアドバンストリガー機能を最大限に活用できます。1980年代にデジタルオシロスコープが突然登場し、多くの成果を上げました。アナログオシロスコープを完全に置き換える可能性を秘めています。アナログオシロスコープは確かにフロントデスクから背景に退きました。

ただし、アナログ オシロスコープの一部の機能は、デジタル オシロスコープでは利用できません。操作が簡単 - すべての操作はパネル上で行われ、波形応答はタイムリーです。デジタル オシロスコープでは、多くの場合、処理時間が長くなります。高い垂直解像度 - 連続的で無限。デジタル オシロスコープの解像度は、通常 8 ～ 10 ビットのみです。データの更新が速い - 1 秒あたり数十万の波形がキャプチャされ、デジタル オシロスコープは 1 秒あたり数十の波形をキャプチャします。リアルタイム帯域幅とリアルタイム表示 - 連続波形の帯域幅は、単一波形の帯域幅と同じです。デジタル オシロスコープの帯域幅は、サンプリング レートと密接に関係しています。サンプリング レートが高くない場合は、補間計算が必要になり、波形がわかりにくくなる可能性があります。

つまり、アナログ オシロスコープはエンジニアに目で見て信じられる波形を提供し、指定された帯域幅内で自信を持ってテストできるようにします。人間の顔の特徴の中でも、目の視覚は非常に敏感です。画面の波形は瞬時に脳に反映されて判断され、微妙な変化も認識できます。そのため、アナログ オシロスコープはユーザーの間で非常に人気があります。

デジタル オシロスコープは、まずサンプリング レートを帯域幅の 2 倍に等しい初期サンプリング レートから 5 倍、さらには 10 倍に上げ、正弦波サンプリングに導入される歪みも 100% から 3%、さらには 1% に低減します。1GHz の帯域幅のサンプリング レートは 5GHz、さらには 10GHz です。次に、デジタル オシロスコープの更新レートをアナログ オシロスコープと同じレベル、つまり 1 秒あたり最大 400,000 波形まで上げます。これにより、不定期の信号を観察したり、グリッチ パルスをキャプチャしたりするのに非常に便利になります。

第三に、マルチプロセッサを使用して信号処理機能を高速化し、複数のメニューからの面倒な測定パラメータ調整を簡単なノブ調整に改善し、さらには完全に自動測定にまで改善し、アナログオシロスコープと同じくらい便利に使用できます。最後に、デジタルオシロスコープは、アナログオシロスコープと同様に、画面持続モード表示を備えており、波形に3次元状態を与えます。つまり、信号の振幅、時間、および時間内の振幅の分布を表示します。この機能を備えたデジタルオシロスコープは、デジタルフォスファオシロスコープまたはデジタル持続オシロスコープと呼ばれます。

アナログオシロスコープは、陰極線オシロスコープを使用して波形を表示します。オシロスコープの帯域幅はアナログオシロスコープと同じです。つまり、オシロスコープ内の電子の移動速度は信号周波数に比例します。信号周波数が高いほど、電子の速度は速くなります。オシロスコープの画面の明るさは、電子ビームの速度に反比例します。低周波の波形は高さが高く、高周波の波形は高さが低くなります。蛍光スクリーンの明るさまたはグレースケールを使用すると、信号の3次元情報を簡単に取得できます。画面の縦軸を振幅、横軸を時間として使用すると、画面の明るさは時間の経過に伴う信号振幅分布の変化を表すことができます。この時間依存の蛍光残光（グレースケールスケーリング）効果は、混合波形や散発波形を観察するのに役立ちます。アナログストレージオシロスコープは、この種の専用オシロスコープの代表的な製品です。 最高のパフォーマンスは 800MHz の帯域幅に達し、約 1ns の高速過渡イベントを記録できます。

デジタルオシロスコープはデジタル処理であり、高または低の2つの状態しかないため、持続表示機能がありません。原則として、波形にも「はい」と「いいえ」が表示されます。アナログオシロスコープのように多段階の明るさの変化を実現するには、専用の画像処理チップを使用する必要があります。たとえば、TEKは、データ取得、画像処理、ストレージなどの複数の機能を備えたDPXプロセッサチップを使用しています。DPXチップは130万個のトランジスタで構成されています。0.65um CMOSプロセス、並列パイプライン構造、2GS / sのサンプリングレートを採用しています。

これはデータ収集チップとラスタースキャナの両方であり、オシロスコープの画面蛍光体の発光特性をシミュレートし、16の輝度レベルを使用して、5 00 * 200ピクセルLCDモノクロまたはカラーディスプレイに波形を保存し、0.33秒ごとに1回更新します。アナログストレージオシロスコープは、波形を記録するために写真フィルムに頼るしかないため、データの保存にはあまり便利ではありません。たとえば、赤は発生確率が最も高い波形を表し、青は発生確率が最も低い波形を表すため、一目でわかります。デジタルオシロスコープは1GHzの帯域幅レベルに達し、蛍光表示特性と相まって、全体的なパフォーマンスはアナログストレージオシロスコープよりも優れています。