Перейти к содержанию

Длина записи (глубина памяти) осциллографа

Осциллограф с частотой 1 GSa/s пишет миллиард точек в секунду, но хранить он может только ограниченное их число. Это число — длина записи, или глубина памяти, — и определяет, какой отрезок времени удастся записать с полной частотой дискретизации.

Обновлено Редакция GAW

Длина записи (record length), или глубина памяти (memory depth), — число точек, которое цифровой осциллограф сохраняет по одному запуску синхронизации. Память ограничена, поэтому длительность записи обратно пропорциональна частоте дискретизации (Tektronix, XYZs of Oscilloscopes, Record Length):

Tзаписи=NточекfдискрT_\text{записи} = \frac{N_\text{точек}}{f_\text{дискр}}

Связь с развёрткой

Экран показывает фиксированное число делений по горизонтали, и время записи равно масштабу развёртки, умноженному на число делений. Отсюда у RIGOL DS1000Z (12 делений):

N=fдискр⋅Tдел⋅12N = f_\text{дискр} \cdot T_\text{дел} \cdot 12
ГлубинаЧастота дискретизацииВремя записиРазвёртка
12 Мточек1 GSa/s12 мс1 мс/дел
12 Мточек100 MSa/s120 мс10 мс/дел
12 тыс. точек1 GSa/s12 мкс1 мкс/дел

Расчёт наш, по формуле RIGOL (ур. 4-1). Видно главное следствие: на медленной развёртке осциллограф с короткой памятью вынужден снижать частоту дискретизации, и короткие импульсы пропадают; длинная память позволяет держать высокую частоту дольше.

Как делится память

У RIGOL DS1000Z стандартная глубина 12 Мточек при одном включённом канале, 6 Мточек при двух и 3 Мточки при трёх-четырёх; опционально — вдвое больше. В режиме Auto осциллограф сам выбирает глубину по частоте дискретизации. Длинная запись удобна для редких событий: цифровой осциллограф хранит и участок до точки запуска, поэтому видно, что предшествовало сбою. Чтобы при большой длине записи не пропустить короткие выбросы на медленной развёртке, используют режим Peak Detect — см. режимы сбора данных.

Частые вопросы

Как связаны глубина памяти, частота дискретизации и развёртка?

Время записи равно числу точек, делённому на частоту дискретизации (Tektronix, Record Length). У RIGOL DS1000Z это записано через развёртку: глубина = частота дискретизации × масштаб развёртки × 12 делений (ур. 4-1). Наш расчёт: 12 Мточек при 1 GSa/s — это 12 мс, то есть развёртка 1 мс/дел; при развёртке 10 мс/дел частота дискретизации упадёт до 100 MSa/s.

Зачем большая глубина памяти, если экран всё равно маленький?

Чтобы на длинном отрезке времени не терять частоту дискретизации. Пример Tektronix: чтобы увидеть и детали несущей 85 МГц (шаг 100 пс), и огибающую модуляции длиной 1 мс, нужна запись в 10 миллионов точек (рис. 51). Потом участки записи рассматривают при увеличении.

Почему при включении второго канала глубина памяти уменьшается?

Память и АЦП делятся между каналами: у RIGOL DS1000Z стандартная глубина 12 Мточек при одном канале, 6 Мточек при двух и 3 Мточки при трёх-четырёх, и так же падает частота дискретизации — 1 GSa/s, 500 и 250 MSa/s (User's Guide, гл. 4 и 18). Если нужен один сигнал с максимальной детальностью, лишние каналы выключают.

Источники

  1. Tektronix. XYZs of Oscilloscopes, primer 03W-8605-7 (2016) — Record Length — число точек полной записи осциллограммы, определяет объём данных на канал; при ограниченной памяти длительность записи обратно пропорциональна частоте дискретизации: Time Interval = Record Length / Sample Rate; рис. 51 — модулированная несущая 85 МГц: детали требуют шага 100 пс, огибающая — длительности 1 мс, длинная запись 10 МБ показывает и то и другое; глоссарий: Record Length — число точек записи
  2. RIGOL. MSO1000Z/DS1000Z Series Digital Oscilloscope User's Guide, UGA19111-1110 (Aug. 2016) — гл. 4 — глубина памяти: число точек за один запуск; ур. 4-1: MDepth = SRate × TScale × HDivs, HDivs = 12 делений; стандартно 12 Мточек (24 Мточки опционально); глубина делится между каналами: 12/6/3 Мточек при 1/2/3–4 каналах; в Auto осциллограф выбирает глубину по частоте дискретизации; гл. 18 — частота 1 GSa/s, 500 MSa/s, 250 MSa/s при 1, 2 и 3–4 каналах

Нашли ошибку?

Смотрите также