Trước khi thảo luận về máy hiện sóng lấy mẫu, người ta nên biết nguyên lý hoạt động chính của máy hiện sóng thông thường. Máy hiện sóng là một loại thiết bị sử dụng một hoặc nhiều tín hiệu điện và tạo ra tín hiệu trên màn hình cùng một lúc. Ví dụ tốt nhất về máy hiện sóng là CRO, được gọi là máy hiện sóng tia âm cực.
Nói chung, CRO (máy hiện sóng tia âm cực) không cung cấp băng thông hoạt động rộng. Do đó, việc dò tìm trực tiếp các tín hiệu tần số cực cao có thể không đạt được do độ sáng của hình ảnh đầu ra sẽ giảm trên màn hình ở tần số hoạt động cao. Để khắc phục điều này, chúng ta cần một kỹ thuật theo dõi tín hiệu tần số cao một cách chính xác, cụ thể là kỹ thuật lấy mẫu.
Máy hiện sóng lấy mẫu là thiết bị áp dụng kỹ thuật lấy mẫu để theo dõi dạng sóng. Vì vậy, một phiên bản nâng cao của máy hiện sóng kỹ thuật số, cụ thể là máy hiện sóng lấy mẫu, được sử dụng với một số tính năng bổ sung.
Phụ lục bài viết
Máy hiện sóng lấy mẫu là gì?
Thiết bị được sử dụng để tạo tín hiệu bằng cách thu thập một số mẫu tín hiệu điện được gọi là máy hiện sóng lấy mẫu. Đây là một tiến bộ dành cho máy hiện sóng kỹ thuật số bao gồm một số tính năng bổ sung cho các mục đích đặc biệt. Thiết bị này sử dụng nguyên lý của phương pháp ánh sáng Stroboscop để phân tích các tín hiệu điện tốc độ.
Trong máy hiện sóng này, các mẫu khác nhau được lấy từ các phần khác nhau của tín hiệu theo chu kỳ không bị gián đoạn, do đó hình ảnh tổng thể sẽ được hiển thị trên màn hình giống như tín hiệu liên tục. Ở đây, tín hiệu có thể được hình thành với hàng nghìn điểm và cần lưu ý rằng tín hiệu tổng hợp có thể được khuếch đại bằng bộ khuếch đại băng thông thấp trước khi được minh họa trên màn hình.
Mục đích chính của máy hiện sóng lấy mẫu này là để ý dạng sóng tần số cao nằm trong dải tần 50 GHz. Tín hiệu có tần số cao có thể đạt được ở đầu ra của máy hiện sóng khi được đánh giá bằng tốc độ mẫu của độ dốc.
Phương pháp lấy mẫu để theo dõi tín hiệu
Trong phương pháp lấy mẫu, số lượng dấu chấm có thể tạo ra tín hiệu hoàn chỉnh bằng cách kết hợp chúng. Trong trường hợp này, mỗi dấu chấm xuất phát từ một chu kỳ liên tiếp của tín hiệu riêng lẻ và sau đó dấu chấm liên tiếp tiếp theo đến từ phần nhỏ tiếp theo của chu kỳ liên tiếp của tín hiệu.
Sơ đồ khối dao động lấy mẫu và giải thích
Sơ đồ khối của máy hiện sóng lấy mẫu được hiển thị dưới đây.
Từ hình trên, chúng ta có thể nhận thấy rằng tín hiệu đầu vào được đưa vào cổng lấy mẫu. Khi tín hiệu lấy mẫu được đưa đến cổng lấy mẫu này, nó sẽ mở để lấy mẫu tín hiệu đầu vào. Điều quan trọng là việc lấy mẫu có thể được thực hiện đồng bộ thông qua tần số của tín hiệu đầu vào nhất định.
Khi bộ khuếch đại dọc được sử dụng trong mạch, nó sẽ giữ tín hiệu đầu vào và sau khi quá trình khuếch đại tín hiệu được thực hiện thì tín hiệu có thể được đưa đến các tấm dọc.
Khi chu kỳ lấy mẫu bắt đầu, bộ tạo dao động sẽ được BẬT thông qua các tín hiệu kích hoạt để có thể tạo ra điện áp đầu ra dốc tuyến tính. Tín hiệu được tạo ra từ bộ tạo đoạn đường nối có thể được cung cấp cho bộ so sánh điện áp.
Ở đây, tín hiệu đường nối được đánh giá thông qua tín hiệu cầu thang, được tạo ra từ bộ tạo cầu thang. Trong khi đánh giá, khi biên độ của hai tín hiệu bằng nhau, nó sẽ cải thiện bậc thang thông qua một bước duy nhất sau đó có thể tạo ra xung lấy mẫu. Một lần nữa, thao tác này sẽ mở cổng lấy mẫu và chu trình có thể được lặp lại tương tự.
Kích thước các bước được tạo thông qua trình tạo cầu thang sẽ quyết định độ phân giải hình ảnh ở đầu ra. Khi kích thước các bước nhỏ hơn thì số lượng mẫu sẽ lớn hơn. Như vậy độ phân giải của hình ảnh sẽ cao hơn.
Hình ảnh sau đây hiển thị dạng sóng cho các khối khác nhau của máy hiện sóng lấy mẫu. Trong máy hiện sóng lấy mẫu, các mẫu tần số có thể nhỏ hơn một phần trăm tần số tín hiệu i/p. Do đó, cần có tần số tín hiệu đầu vào 1 GHz đơn giản là bộ khuếch đại 10 MHz BW.
Phương pháp lấy mẫu
Xung kích hoạt kích hoạt bộ tạo dao động trước mỗi chu kỳ lấy mẫu sau đó tạo ra điện áp lót. Khi biên độ hai điện áp bằng nhau, cầu thang sẽ di chuyển một bước và tín hiệu lấy mẫu có thể được tạo để mở cổng lấy mẫu dành cho một mẫu điện áp đầu vào.
Độ phân giải tín hiệu chủ yếu phụ thuộc vào kích thước của các bước của bộ tạo cầu thang. Có nhiều phương pháp lấy mẫu khác nhau, tuy nhiên hai phương pháp thường được sử dụng là lấy mẫu thời gian thực và kỹ thuật lấy mẫu tương đương.
Phương pháp lấy mẫu theo thời gian thực
Trong kỹ thuật này, bộ số hóa thực hiện ở tốc độ cao để liệt kê các điểm cao nhất trong một lần quét. Chức năng chính của việc này là nắm bắt chính xác các sự kiện nhất thời có tần suất cao. Xung nhất thời rất độc đáo nên mức điện áp hiện tại tại bất kỳ thời điểm nào không thể được kết nối thông qua các xung lân cận của nó.
Những hành động này không tự thực hiện lại, do đó chúng phải được liệt kê trong một khung thời gian bằng nhau khi chúng diễn ra. Tần số lấy mẫu có thể cực cao như 500 MHz và tốc độ lấy mẫu có thể là 100 mẫu/giây. Vì vậy, bộ nhớ tốc độ cao là cần thiết để lưu trữ tín hiệu tần số cao.
Phương pháp lấy mẫu tương đương
Kỹ thuật này thực hiện dựa trên nguyên tắc tiên đoán cũng như ước tính, có thể đạt được chỉ bằng tín hiệu tuần hoàn. Trong kỹ thuật này, bộ số hóa lấy mẫu từ một số lần lặp lại của sóng. Vì vậy, nó có thể sử dụng các mẫu bổ sung đơn lẻ từ mỗi lần lặp lại. Tần số của tín hiệu tổng hợp cao hơn so với tốc độ lấy mẫu của phạm vi. Vì vậy, kiểu lấy mẫu này có thể được thực hiện thông qua hai kỹ thuật như Ngẫu nhiên & Tuần tự.
Phương pháp ngẫu nhiên
Kỹ thuật này là kỹ thuật phổ biến nhất để lấy mẫu. Kỹ thuật này chủ yếu sử dụng đồng hồ bên trong và nó có thể được điều chỉnh để hoạt động với tín hiệu đầu vào & các mẫu kích hoạt từ tín hiệu được lấy liên tục để kích hoạt. Các mẫu được thu thập là tiêu chuẩn theo thời gian tuy nhiên kích hoạt ngẫu nhiên. Trong phương pháp này, các mẫu được ghi lại ở các khoảng thời gian thông thường, tuy nhiên mẫu này không phụ thuộc vào tốc độ kích hoạt.
Phương pháp tuần tự
Trong phương pháp này, các mẫu được sử dụng để kích hoạt. Sau khi nhận thấy yếu tố kích hoạt, mẫu có thể được ghi lại với độ trễ rất nhỏ. Kiểm tra độ trễ vì độ trễ đó phải cực kỳ ngắn nhưng được xác định rõ. Khi lần kích hoạt tiếp theo xảy ra, nó sẽ được liệt kê với độ trễ thời gian tăng dần nhỏ so với lần kích hoạt trước đó.
Phạm vi quét trễ là từ micro giây đến giây. Ví dụ: nếu độ trễ ở lần đầu tiên là ‘t’ thì sau đó độ trễ ở lần tiếp theo sẽ cao hơn ‘t’. Bằng cách này, các mẫu được sử dụng nhiều lần với độ trễ bổ sung cho đến khi hoàn thành việc điền vào cửa sổ thời gian.
Quét trễ có thể được định nghĩa là kỹ thuật được sử dụng để thêm thời gian giữa các điểm bắt đầu và điểm kích hoạt của quét phạm vi. Nó tăng cường tính linh hoạt của thiết bị dao động. Tín hiệu không bị trễ có thể được khuếch đại thông qua máy hiện sóng quét trễ. Trong các ứng dụng khác, nó thường được sử dụng để đo thời gian tăng của tín hiệu, mặt khác để đo sự điều chế thời gian xung.
Ưu điểm
Ưu điểm của máy hiện sóng lấy mẫu bao gồm:
- Nó được sử dụng để đo tín hiệu tốc độ cực cao bằng thiết bị có ít băng thông hơn
- Kỹ thuật lấy mẫu rất hữu ích trong việc thay đổi tín hiệu đầu vào ngay lập tức thành tín hiệu trong trường tần số thấp hơn.
- Nó có thể đáp ứng cũng như lưu trữ dữ liệu ở dạng bit nhanh.
Nhược điểm
Những nhược điểm của máy hiện sóng lấy mẫu bao gồm những điều sau đây.
- Hạn chế chính của máy hiện sóng này là nó có thể đo sóng liên tục một cách đơn giản.
- Dải tần của thiết bị dao động lấy mẫu chủ yếu phụ thuộc vào thiết kế của nó.
Ứng dụng
Các ứng dụng của máy hiện sóng lấy mẫu bao gồm:
- Máy hiện sóng lấy mẫu được sử dụng để quan sát tín hiệu tốc độ cao trên màn hình bằng cách sử dụng các tín hiệu điện khác nhau.
- Dùng để ghi lại tín hiệu qua máy ghi âm
- Các tín hiệu có thể được đo chính xác
- Máy hiện sóng này không chỉ được sử dụng cho tín hiệu tần số cao (hàng trăm MHz) mà còn được sử dụng cho tín hiệu tần số thấp (vài kHz). Có thể tính toán từng phần tử của tín hiệu đến 200 µs sau điểm đặt và tốc độ lặp lại tín hiệu có thể được cung cấp như 10 Hz trở lên.
Vì vậy, đây là tổng quan về lấy mẫu dao động ký và nó là một dao động ký được sửa đổi vì nó tránh được những khó khăn của các yêu cầu của BW. Các thiết bị này chủ yếu dùng để hiển thị các tín hiệu có tần số trên 300 MHz. Vì vậy, kỹ thuật lấy mẫu chủ yếu được sử dụng để đạt được tín hiệu hiển thị tốt.
Màn hình này được tạo thành từ 1000 điểm. Đối với mỗi dấu chấm, độ lệch dọc có thể tăng dần từ các điểm tiếp theo trong mỗi chu kỳ đầu vào liên tiếp. Độ lệch ngang của tín hiệu có thể đạt được bằng cách cung cấp tín hiệu cầu thang về phía các tấm làm lệch ngang.
Nếu bạn cần thiết bị đo điện chính hãng, uy tín
Lidinco là công ty cung cấp các loại thiết bị do điện uy tín nhập khẩu trực tiếp với giá cạnh tranh. Các sản phẩm đều được bảo hành theo chính sách hãng, tư vấn kỹ thuật tận tình.
Ngoài ra, Lidinco còn cung cấp các loại thiết bị phân tích, đo lường viễn thông, vật tư nhà máy, công nghiệp, thiết bị giáo dục, thiết bị SMT và các loại thiết bị chuyên dụng khác.
Công Ty TNHH Đầu Tư Phát Triển Cuộc Sống
Địa chỉ: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam
Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797
Di động: 0906 988 447
Email: sales@lidinco.com
Xem thêm: Máy phân tích công suất là gì: Sơ đồ mạch và hoạt động của nó
