Comparação de osciloscópios digitais e osciloscópios analógicos
As características de frequência de um osciloscópio analógico são determinadas pelo amplificador vertical e pelo tubo catódico do osciloscópio. Na década de 1980, o processamento digital e os microprocessadores foram introduzidos nos osciloscópios, e surgiram os osciloscópios digitais. Hoje em dia, os osciloscópios analógicos são chamados de osciloscópios analógicos em tempo real (ART) e os osciloscópios digitais são chamados de osciloscópios de armazenamento digital (DSO).
O ART requer amplificadores e tubos de osciloscópio de raios catódicos que sejam compatíveis com a largura de banda. À medida que a frequência aumenta, os requisitos do processo para tubos de osciloscópio de raios catódicos são rigorosos, o custo aumenta e existem gargalos. O DSO precisa apenas de um conversor A/D de alta velocidade adequado à largura de banda. Para outras modulações não podem ser observados gráficos tridimensionais; a capacidade de armazenamento da forma de onda não é suficiente e a forma de onda não pode ser processada, etc.
Atualmente, as deficiências do DSO foram basicamente superadas, mas nem todo bom desempenho se reflete no mesmo osciloscópio. Ou seja, cada ORD terá certas características e algumas deficiências. Você deve prestar atenção à comparação ao escolher um modelo. Alguns modelos de DSO têm a mesma taxa de atualização de forma de onda que o ART, mas alguns modelos de DSO não. Um tipo de DSO possui a capacidade de exibição de gráficos 3D do ART, mas a maioria dos DSOs não possui essa capacidade. A largura de banda em tempo real da maioria dos DSOs é igual à largura de banda de disparo único, mas também existem DSOs que garantem apenas a largura de banda em tempo real.
Todos os DSOs mencionados acima contêm conversores A/D e microprocessadores. Desta forma, adicionar uma placa plug-in a um PC também pode constituir um DSO, mas geralmente a taxa de amostragem é menor, as funções são menores e o preço é barato. Existem também módulos DSO usando barramento VXI e plug-ins DSO montados em rack.
A memória do DSO é o segundo componente mais importante do osciloscópio depois do conversor A/D. Ele armazena amostras do sinal medido para conversores D/A subsequentes para restaurar a forma de onda. A capacidade de armazenamento atual pode chegar a mais de 1 milhão.
O DSO comum possui resolução vertical de 8-bits, ou seja, são 256 amostras por varredura, necessitando de 256 pontos de armazenamento, equivalente a 256 bytes. Se a resolução for aumentada e o eixo horizontal for expandido 10 vezes, equivale a 20K bytes; o eixo vertical também é expandido 10 vezes, o que equivale a 40K bytes. Pode-se observar que o DSO deve ter pelo menos 2K bytes, e um DSO médio deve ter mais de 40K bytes. Se você quiser gravar 10 vezes a forma de onda acima, serão necessários pelo menos 400K bytes. Portanto, a capacidade de armazenamento é importante.
Por sua vez, a capacidade de armazenamento também afeta a velocidade de digitalização. Por exemplo, se uma memória com apenas 50 mil pontos por varredura registra dados de 100 μs, o intervalo de amostragem é de 2ns. Neste momento, a taxa de amostragem é equivalente a 500MS/s. Calculado com base na taxa de amostragem igual a 4 vezes a largura de banda, em tempo real A largura de banda é igual a 125MHz. Obviamente, se a taxa de amostragem precisar ser aumentada para 1000MS/s, a gravação de 100μs de dados exigirá 100K pontos de memória.
Para armazenar um gráfico completo, assumindo que o tamanho do pixel é 1024×512=00,5M bits, quatro gráficos requerem 2M bits de armazenamento. Armazenamento adicional também é necessário na análise FFT para comparar os componentes da nova forma de onda com as formas de onda de referência ou formas de onda armazenadas para comparação. Para facilitar o armazenamento de formas de onda, alguns DSOs também fornecem disquetes ou discos rígidos para gravação de dados.
