9.4.1 ĐẶC TÍNH TỔNG QUÁT CỦA DAO ĐỘNG KÝ SỐ
3- Tốc độ lấy mẫu (tần số lấy mẫu)
Aliasing :rối loạn , hành vi như nhau nhưng khác bản chất
Nếu trong phương pháp lấy mẫu theo thời gian thực xảy ra “hiện tượng aliasing” thì sự tái tạo tín hiệu quan sát sẽ không chính xác.
` Theo lý thuyết lấy mẫu, tín hiệu được tái tạo lại là h(t) được biểu thị bằng các mẫu h i cho bởi biểu thức:
` với: f S - tần số lấy mẫu; t - thời điểm tín hiệu được tái tạo
` i - số hạng của điểm lấy mẫu từ -∞ đến + ∞
` Như vậy để cho tín hiệu nguyên thủy (gốc) được tái tạo chính xác từ những điểm lấy mẫu thì thành phần tần số cao nhất của tín hiệu có tần số tới hạn được gọi là tần số Nyquist.
i s i
s
t t i
h t h
t t i
sin[ ( )]
( )
[( )]
+∞
=−∞
π −
=
π −
∑
c f s
f = 2
` Hiện tượng “aliasing” có thể chấp nhận (perceptual liasing) cũng là sự giới hạn cho băng thông tần số như hình
` Như vậy ở dạng này bao hình bị dợn sóng, nhưng tần số tín hiệu được xác định đúng .
` Băng thông tín hiệu với sự lấy mẫu theo thời gian thực như sau:
` Dạng điểm khi tần số tín hiệu bằng tần số lấy mẫu
` Dạng đường thẳng liền nhau
` Dạng nối liền hình sin (sin interpolation) 1 25 f s
f
( = )
10
f s
f = , 2 5
Trình bày theo ủieồm
Vuứng Aliasing chaỏp nhận đựơc Noỏi lieàn duứng
đường thẳng
Dạng nối liền hình sin
Vùng Aliasing chấp nhận đựơc
Sampling rate Vuứng Aliasing
Nyquist frequency Input sine wave frequency
25 fS
10 fS
5 , 2
fS
2
fS fS
0
` Dùng dao động ký số (DL 2100 B của YOKOGAWA) có tốc độ lấy mẫu 200 Msample/s để quan sát các tín hiệu sin có tần số 8MHz, 80 MHz và 100 MHz
9.5 DAO ĐỘNG KÝ SỐ NHIỀU KÊNH
` 9.5.1 Tốc độ lấy mẫu trong dao động ký nhiều kênh Tốc độ lấy mẫu thay đổi tỉ lệ nghịch số kênh
` 9.5.2 Dung lượng bộ nhớ
` Có sự quan hệ giữa băng thông và thời gian thu nhận tín hiệu tương quan với dung lượng bộ nhớ
` Dung lượng bộ nhớ lớn dẫn đến thời gian ghi nhận dữ liệu tín hiệu đo dài hơn khi băng thông lớn.
` Ưu điểm khác của dung lượng bộ nhớ lớn là sự xuất hiện tín hiệu trước hoặc sau điểm kích (pre-post trigger) có khả
năng tầm đo rộng ghi nhận toàn bộ tín hiệu cần đo và khảo sát.
9.6 CHỨC NĂNG CỦA SỰ KÍCH
` 9.6.1 Mức kích (level trigger)
` Xung kích sẽ được định trước dùng cạnh lên hoặc cạnh xuống của xung. Xung kích sẽ xuất hiện khi tín hiệu quan sát đi qua mức kích đã được xác định trước.
` 9.6.2 Nhieàu coồng kớch (multigate trigger)
` Với nhiều cổng kích, người dùng sẽ xác định nhóm cổng kích nào có tác dụng tại mức kích được định trước phù hợp với tín hiệu quan sát trước khi kích
9.7 CHỨC NĂNG TÍNH TOÁN
` Trong dao động ký số ngoài nhiệm vụ thông thường của dao động ký, nó còn thêm chức năng tính toán các phép toán thông thường bằng xử lý tín hiệu số (DSP - digital signal processing).
` Chức năng biến đổi Fourier nhanh (fast Fourier transform)
` Chức năng mạch lọc số (digital filtering)
` Chức năng biến đổi Hilbert :tách sóng biên độ của tín hiệu điều biên (AM) bằng mạch khuếch đại thuật toán. Áp dụng mạch giải điều chế tín hiệu, điều chế pha (PM), xử lý tín hiệu ra dạng tín hiệu theo thời gian và nhiều sự phân tích khác.
` Chức năng thể hiện tín hiệu điều chế bề rộng xung (PWM - Pulse Width modulation).
` Chức năng biến đổi ra nhị phân
` Chức năng đo lường tự động
9.8 CHỨC NĂNG THU NHẬN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ CỦA DAO ĐỘNG KÝ SỐ
` Để hoàn thành nhiệm vụ thu nhận và xử lý tín hiệu dao động ký số phải có các khối sau đây
9.9 SO SÁNH DAO ĐỘNG KÝ ANALOG VÀ DIGITAL
` 9.9.1 Dao động ký analog
` a) ệu ủieồm
` - Giá thành thấp
` - Nguyên lý hoạt động không phức tạp
` - Điều khiển sự truy xuất tín hiệu trực tiếp
` - Tín hiệu trình bày trên màn ảnh đáp ứng với tần số tín hiệu khảo sát
` b) Khuyeỏt ủieồm
` - Không có “thời gian âm” cho sự trình bày tín hiệu (tín hiệu chỉ xuất hiện khi có xung kích được coi là thời gian dương”)
` - Các kênh (dao động ký nhiều kênh) không thu nhận tín hiệu đồng thời.
` - Không lưu giữ được tín hiệu quá độ tín hiệu chỉ xuất hiện một lần (nếu dùng loại CRT thông thường) - phải có loại CRT đặc biệt lưu giữ tớn hieọu.
` 9.9.2 Dao động ký số
` a) ệu ủieồm
` + Có “thời gian âm” tín hiệu được thu nhận vào khi xung kích chưa xuất hiện (khoảng thời gian pre-trigger)
` + Thu nhận tín hiệu đồng thời cùng một thời điểm cho các kênh (dao động ký có nhiều kênh)
` + Nhờ các bộ nhớ nên có thể thu nhận dữ liệu của tín hiệu chỉ xuất hiện một lần (single - shot)
` + Thuận lợi cho việc định chuẩn cho tín hiệu nhờ khối tính toán (computation function)
` + Ngõ ra I/0 để giao tiếp với máy tính cá nhân (PC)
` + Khảo sát được tín hiệu tần số cao nhờ phương pháp lấy mẫu thời gian tửụng ủửụng.
` b) Khuyeỏt ủieồm
` + Giá thành cao
` + Dạng sóng hiển thị trên màn ảnh phụ thuộc vào tốc độ lấy mẫu và băng thông khi tín hiệu quan sát ở tần số cao và còn phụ thuộc dung lượng bộ nhớ.
1