Giriş Yap

MENÜ

Blog

28

2019
Osiloskoplarda Frekans Analizine Yeni Bir Yaklaşım, Bölüm 2

Blog serisinin 1. Bölümünde belirttiğimiz gibi, bir osiloskop üzerinde spektral analiz gerçekleştirme kabiliyeti, FFT'lerin içsel değişimlerinden dolayı sınırlıdır. Bu yeni özellik, yeni çıkan firmware güncellemesiyle 5 ve 6 Serisi MSO'larda kullanıma sunuldu.

Spektrum görünümünün nasıl çalıştığını anlamak için, dijital osiloskopların genellikle analog-dijital çeviricilerini (ADC) maksimum örnekleme hızında çalıştırdıklarını dikkate almak gerekir. ADC örnek akışı daha sonra her bir örneği saklayan decimator’e gönderilir. En hızlı tarama hızlarında, tüm örnekler tutulur. Daha yavaş tarama hızlarında, kullanıcının daha yavaş sinyallere baktığı ve ADC örneklerinin bir kısmının tutulduğu varsayılmaktadır. Kısacası, decimator’un amacı, kayıt uzunluğunu mümkün olduğu kadar küçük tutmak ve ayrıca zaman alanındaki ilgi sinyallerini görüntülemek için yeterli örnekleme oranı sağlamaktır.

5 ve 6 Serisi MSO'larda, her bir FlexChannel girişinin arkasında, TEK049 adı verilen özel bir ASIC içinde 12 bitlik bir ADC bulunur. 6'nın altında gösterildiği gibi, her ADC iki yoldan yüksek hızlı sayısallaştırılmış veri gönderir. İlk adım, donanım decimator’lara etki alanı örneklerinin depolanma hızını belirlemektir. İkinci adım ise, donanımda da uygulanan dijital aşağı dönüştürücülere (DDC) yol açmasıdır. Bu yaklaşım, zaman alanı ve frekans alanı kazanımlarının bağımsız kontrolünü ve verilen bir sinyalin hem dalga biçimi hem de spektrum görünümlerinin optimizasyonunu sağlar. Aynı zamanda, bu cihazlarda bulunan uzun ancak sonlu kayıt uzunluğunun daha verimli kullanılmasını sağlar.

                                                         
Özel TEK049 ASIC üzerine uygulanan dijital dönüştürücüler, Tektronix 5 ve 6 Serisi MSO'larda bağımsız kontrollerle eşzamanlı dalga şekli ve spektrum görünümleri sağlamaktadır.

Süreci göstermek için, Bölüm 1'de tartışılan 900 MHz ölçüm senaryosunu ele alalım, ancak donanım dijital downconverter opsiyonel olarak satın alma sürecine eklendi.

Elde edilen toplam süre, frekans alanındaki çözünürlüğü belirler. Ayrıca bir FFT penceresi uygulamamız ve 19 msn veri almamız gerekir. TEK049'da, ADC, zaman bölgesi dalga biçimi görünümünü oluşturmak için bir decimatora sayısallaştırılmış zaman alanı verisi gönderir, ancak verileri DDC'ye de gönderir.

Tahmin edebileceğiniz gibi, DDC'nin gerekli örnek oranı üzerinde temel bir etkisi var. DDC, merkez frekansını 900 MHz'den 0 Hz'e kaydırıyor. 100 kHz açıklığı -50 kHz'den 50 kHz'e gidiyor. 50 kHz'lik bir sinyali yeterince örneklemek için, sadece 125 kS / s'lik bir örnekleme oranına ihtiyacımız var. DDC opsiyonunu ekleyerek, gerekli olan örnekleme hızı, merkez frekansı yerine aralık fonksiyonuna dönüşür.

Kayıt uzunluğu, önceki ile aynı ilişki ile yönetilir. Kayıt uzunluğu 19 ms * 125 kS / s = 2,375 points’dir. Veriler, faz içi ve kareleme (I&Q) örnekleri olarak saklanır ve zaman bölgesi verileri ile I&Q verileri arasında hassas senkronizasyon sağlanır. Unutmayın, geleneksel bir FFT durumunda gerekli kayıt uzunluğu 59.375 Mpoints'dir.