přednáška 13

Základní blokové schema číslicového n-kanálového osciloskopu je naznačeno na obr. 17.

1 …. vstupní zesilovač 2 …. vzorkovač s pamětí 3 …. převodník A/D

4 …. číslicová, tzv. akviziční paměť 5 …. komparátor 6 …. časovač

7 …. CLK, zdroj hod. impulsů 8 …. videoprocesor 9 …. rozhraní

10 … obrazovka osciloskopu

Vzorkování a převod okamžitých hodnot analogových signálů do číslicového tvaru bylo popsáno v minulých kapitolách. Pokud je však třeba pracovat s časovým průběhem sledovaného signálu, kromě hodnoty vzorku se musí uchovávat i informace o jeho časové souřadnici. Tento postup se nazývá digitalizací a rozumí se tím úrovňová kvantifikace a časová diskretizace. Tento fakt je důležitý např. při zpětné rekonstrukci signálu z uchovaných vzorků.

Akviziční paměť (paměť vzorků) je pamětí typu FIFO. Uchovává v každém paměťovém místě dva údaje – hodnotu vzorku a čas, kdy byl zaznamenán. Do paměti se neustále nabírají vzorky nejaktuálnější, nejstarší vzorky se vypouštějí a tím se stávají nedostupnými. Pokud jsou vzorky v paměti uchovány a to na kterémkoliv místě, je možné s nimi provádět různé operace v souladu s programovým vybavením osciloskopu (filtrace, komparace, součet signálů kanálů,…).

Vzorkování může probíhat třemi základními způsoby:

• v reálném čase

• sekvenčně

• náhodně

Nejběžnějším způsobem snímání vzorků je tzv. vzorkování v reálném čase. Vzorky, tj. okamžité hodnoty analogového signálu v okamžiku vzorkování, se odebírají v pravidelných intervalech, nazývaných perioda vzorkování TVZ. Tato metoda (viz. obr. 18)

je použitelná jak při měření průběhů periodických tak i aperiodických. Vzorkovací obvod však musí pracovat velmi rychle v porovnání s dynamikou měřeného signálu.

Sekvenční vzorkování je charakteristické tím, že je použitelné pouze při vzorkování periodických signálů. Označíme-li jejich periodu symbolem T, pak odebírání jednotlivých vzorků se provádí s periodou , tzn. že vzorky se snímají jednou za periodu signálu a vzdálenost vzorků je o Δt větší než T. To ovšem znamená, že pro zobrazení (rekonstrukci) jedné periody měřeného signálu z n vzorků musíme tyto vzorky změřit v jeho n periodách. Po seřazení vzorků lze pak zobrazit měřený signál na obrazovce číslicového osciloskopu s kvalitou, která by byla shodná se zobrazením při vzorkování v reálném čase s vzorkovací periodou . Proto je parametr Δt nazývá ekvivalentní vzorkovací periodou. Tento typ vzorkování ilustruje obr. 19.

Náhodné vzorkování zde popisovat nebudeme.

Pro ilustraci ještě uvádíme úspornější blokové zapojení čísl. osciloskopu – A/D převodník je pouze jeden, je využíván všemi kanály, které jsou multiplexovány = postupně připojovány na vstup převodníku (viz. obr. 20)