オシロスコープのサンプルレートとストレージ容量の説明
サンプリング、サンプリングレート
コンピュータは離散デジタル信号しか処理できないことは周知の事実です。アナログ電圧信号をオシロスコープに入力する際に最初に直面する問題は、連続信号のデジタル化（アナログ/デジタル変換）問題です。一般的に、連続信号から離散信号に変換する処理はサンプリング（サンプリング）と呼ばれます。連続信号をコンピュータで処理するには、サンプリングして定量化する必要があります。そのため、サンプリングはデジタルオシロスコープの波形操作と分析の基礎となります。波形の電圧振幅を等間隔で測定し、電圧を8つのバイナリコードに変換してデジタル情報を表します。これがデジタルストレージオシロスコープのサンプリングです。サンプリングされた電圧間の時間間隔が短いほど、再構成された波形は元の信号に近くなります。サンプリングレート（サンプリングレート）はサンプリング間隔です。たとえば、オシロスコープのサンプリングレートが1秒あたり10G回（10GSa / s）の場合、これは100psごとにサンプルが取得されることを意味します。
ナイキストサンプリング定理によれば、最大周波数 f の帯域制限信号をサンプリングする場合、サンプリング値から元の信号が完全に再構築されることを保証するために、サンプリング周波数 SF は f の 2 倍以上である必要があります。ここで、f はナイキスト周波数と呼ばれ、2 f はナイキストサンプリングレートです。正弦波の場合、デジタル化されたパルス列を元の波形からより正確に再構築できるようにするには、サイクルごとに少なくとも 2 つのサンプルが必要です。サンプリングレートがナイキストサンプリングレートより低いと、エイリアシング現象が発生します。
サンプリングモード
信号が DSO に入ると、すべての入力信号はサンプリングの前に A/D 変換される必要があり、サンプリング技術は一般にリアルタイム モードと等価時間モードの 2 つのカテゴリに分けられます。
リアルタイム サンプリング (リアルタイム サンプリング) モードは、固定時間間隔でサンプリングを行い、非反復信号またはワンショット信号をキャプチャするために使用されます。 一度トリガーすると、オシロスコープは電圧を継続的にサンプリングし、サンプリング ポイントに基づいて信号波形を再構築します。
等価時間サンプリング（等価時間サンプリング）は、異なるサイクルで周期的な波形をサンプリングし、サンプリングポイントをつなぎ合わせて波形を再構築します。（https://www.dgzj.com/ Electrician's Home）十分なサンプリングポイントを取得するには、複数のトリガーが必要です。等価時間サンプリングには、シーケンシャルサンプリングとランダム繰り返しサンプリングも含まれます。等価時間サンプリングモードを使用するには、2つの前提条件を満たす必要があります。1.波形を繰り返す必要があります。2.安定してトリガーできる必要があります。
リアルタイム サンプリング モードのオシロスコープの帯域幅は、A/D コンバーターの最大サンプリング レートと使用される補間アルゴリズムによって決まります。つまり、オシロスコープのリアルタイム帯域幅は、DSO で使用される A/D および補間アルゴリズムに関係しています。
ここで、リアルタイム帯域幅の概念についてもう一つ言及します。リアルタイム帯域幅は、有効ストレージ帯域幅とも呼ばれ、リアルタイム サンプリング方式を使用するデジタル ストレージ オシロスコープの帯域幅です。帯域幅の概念が多すぎておかしくなったかもしれませんが、ここでまとめると、DSO 帯域幅は、アナログ帯域幅とストレージ帯域幅に分かれています。通常、帯域幅はオシロスコープのアナログ帯域幅を指すとよく言われます。つまり、オシロスコープ パネルの帯域幅は一般的にラベル付けされています。ストレージ帯域幅は、ナイキスト定理に従って計算された理論上のデジタル帯域幅であり、理論値にすぎません。
