Выбираем цифровой осциллограф

[Alex777]

Вот недавно на другом форуме переделывали Rigol 50Мгц на 100 и выяснилось что фильтр та есть но он выключаемый (не до конца правда, там небольшая емкость остается но это по технической причине электро переключения) и используется когда режим ограничения 20Мгц ставишь. Когда полностью убрали, осциллограф стал до 170Мгц точно мерить а так и 300 от передатчика на нем было видно

напомнию, что этот разговор про фильтры начался с фильтров имеющих частоты среза кратные частоте дискретизаци, а не про штатные фильтры в каналах ограничения полосы по 20 МГц и пр.
если у вас после этих доработок получилась полоса 170 МГц - это только польза

[-=БлОнДиНоЧк@=-]

Вы чего,я какраз на DS1102E имею большие надежды иначе бы не рисковал связываться с китайцами напрямую, он как раз по параметрам отвечает названию осциллограф. Если он достаточно хорош для HP то и для меня, они же закупают у rigol'a и переименовывают под себя.
Я к приставкам имею большую злопамятность после личного опыта с ними.

Я имела ввиду приставку за 45$, а для сравнения осциллограмму с нормальных скопов.

[62256]

, но плавно это перевел в "крючок вниз" на входном усилителе и это видимо оказалось фильтром на " четверть Fs "

да, так это и оказывается в осциллографах: полосу пропускания входного усилителя выбирают равной или ниже половины Fs

For this reason, Agilent Technologies traditionally has limited the bandwidth of lower-bandwidth real-time scopes that have Gaussian roll-off characteristics to the sample rate, which is the Nyquist frequency.

Посмотрите зеленый график на рисунке 2 вот тут: как раз четверть Fs. Как эта фильтрация достигнута - плевать, пусть хоть конструкцией BNC-разъема. Главное - это осознанный целенаправленный выбор полосы КВО, привязанный к частоте дискретизации АЦП.

поскольку вы даже не предполагаете, какая полоса среза у элемента с символом "крючок вниз".

она именно такая, какая нужна производителю осциллографа для борьбы с алиасами. Выбрана с учетом частоты дискретизации АЦП.

только разговор начался только

началось все с того, что я заявил: и при маленькой памяти можно эффективно бороться с алиасами путем использования пиковых и усредняющих режимов оцифровки. Тектроникс считает так же:

Hi Res mode also can provide some degree of alias attenuation. Also, Average and Hi Res modes can attenuate aliased noise

или тут: http://www.tek.com/Measurement/App_Note ... 7589_2.pdf

Another benefit of over sampling is a reduction in aliasing

только это всегда происходило, когда время нарастания входного импульса было в десять и больше раз, чем собственное время нарастания осциллограф

не, берется калибратор с очень крутым фронтом, но при правильно отрегулированном КВО - нет выброса.

при соотношении времени нарастания сигнала и осциллографа менее 10 неизбежно появляется выброс. Это и есть особенность КВО

это особенность некоторых плохих КВО. Поскольку у хорошего КВО гарантировано отсутствие выброса или минимальный выброс при любом фронте. Мало того - при поверке осциллографа для определения выброса требуется тестовый импульс с малым временем нарастания (втрое меньше времени нарастания КВО)
Посмотрите рисунок 19 тут: нет никакого выброса. А на рисунке 18 - налицо эффект Гиббса. Это еще к вопросу: как отличить эффект Гиббса от выброса ПХ. Отличить несложно - выброс (если он есть, что совсем не обязательно) - преимущественно после фронта. А эффект Гиббса - одинаково до и после.

Ничего подобного.

ну сами подумайте: как наклон фронта может быть заметен на экране, если усреднение производится на участке длиной намного меньше пикселя экрана?

Увеличьте длину используемой памяти и полоучите чстоту дискретизации 5 ГГц

не, ну тут я с Вами не спорю - зачем выдумывать/применять хитрые режимы, если можно просто приказать осциллографу делать 5 гигасамплов/сек в 5 гигабайт памяти.
Но вот когда в осциллографе 4 кило памяти, и 100 мегасамплов - тогда фильтры, интерполяции и пиковые/усредняющие режимы резко расширяют возможности осциллографа и удаляют артефакты (в том числе - обсуждаемые тут алиасы при медленной развертке и короткой памяти).
Тут, как нельзя кстати, цитата:

In a perfect world, real-time oscilloscopes would have infinitely fast sample rates, perfectly flat frequency responses, linear phase responses, no noise, and infinite bandwidth. But in the real world, oscilloscopes have hardware limitations that produce errors. DSP filtering ultimately can correct for hardware-induced errors to improve measurement accuracy and enhance display quality.

.
Мы тут обсуждаем "real world" - дешевые осциллографы с короткой памятью и медленным АЦП, и поэтому матобработка "ultimately can correct".

то, что вы хотите сделать - это и есть "грубый стробоскопический эффект" про который я уже упоминал ранее.

то, что я описываю - это устранение алиасов благодаря усреднению, что подтверждается вышеприведенными цитатами из Тектроникса

в ответ на то, что кто-то предлагал перед АЦП фильтры на " четверть Fs"

.
этот кто-то - Johnnie Hancock, Agilent Technologies, зеленый график на рисунке 2

есть фильтры после АЦП - Avg/HiRes/Peak mode, использующие АЦП всегда на максимальном клоке

ну если только эти фильтры имелись ранее ввиду "после АЦП", то согласен

у нас еще с Вами классическое понимание слова "фильтр", а лихие иностранные ребята из всяких агилентов "фильтром после АЦП" называют даже соединение выборок линиями, то есть функцию, присутствующую во всех осциллографах ("linear interpolation filter").
Они же, эти ребята, заявляют полную точность реконструкции синуса от двух точек на период:

for sin(x)/x reconstruction filtering to be absolutely accurate, the digitized input signal must not possess any frequency components beyond the Nyquist frequency (fN)

я осторожно написал "с допустимой погрешностью", и то - Вы не поверили. А тут "absolutely accurate"!

кажется людям это полемику не интересно это читать, поскольку к выбору осциллографу за 45 $ это не имеет никакого отношения

да, за 45$ если он еще и хоть что-то показывает - уже хорошо. Но для приставки всякие sin(x)/x реализуются на компе, а компы уже лет 10 такие у всех, что перекрывают вычислительные возможности осциллографов. Да что говорить, если у некоторых дорогущих цифровых осциллографов - внутри писишная платформа, интеловский x86 проц и Microsoft Windows.

[62256]

напомнию, что этот разговор про фильтры начался с фильтров имеющих частоты среза кратные частоте дискретизаци

не с фильтров, а с фильтра (перед АЦП). КВО с ограниченной (намеренно и нормированно) полосой пропускания есть фильтр. Поскольку цель намеренного и нормированного ограничения полосы - фильтрация. КВО не случайно валит ВЧ - его специально рассчитывают, регулируют и поверяют чтобы он фильтровал заданный диапазон частот. Технически этот фильтр привязывают к Fs, а коммерчески - еще и к цене: чем дешевле модель в линейке - тем сильнее зафильтровано перед АЦП.

[Alex777]

-

когда люди разговаривают на понятном языке, понимания всегда больше
не вижу теперь принципиальных разногласий между вашими и моими убеждениями, но есть несколько уточнений
«это особенность некоторых плохих КВО. Поскольку у хорошего КВО гарантировано отсутствие выброса или минимальный выброс при любом фронте»
не совсем так, вы можете прекрасно отстроить КВО 50 МГц осциллографа (время нарастания у такого осциллографа будет 7 нс), при наблюдении импульсов с фронтами 10 нс, 20 и пр. сигнал буде выглядеть вполне естественно, по попробуете этим осциллографом посмотреть сигнал таковой частоты процессора (пусть даже 1 МГц) с временем нарастания 1нс и мгновенно получите выброс (и прошу вас, не спорте, проверенно многократно)
этот кто-то - Johnnie Hancock, Agilent Technologies, зеленый график на рисунке 2 я там не увидел, что Johnnie Hancock , что-то пишет про «фильтры на " четверть Fs"»…. но есть упоминание про для АЧХ по форме Гаусса (зеленый график на рисунке 2) надо придерживаться «bandwidth of the scope should be limited to no more than 0.4 times the sample rate.» Это вполне правильно и это имеется ввиду максимальный «sample rate». Но нет никаких «заковырок» про фильтры при снижении частоты дискретизации, для устранения алиасов или "привязанные к развертке".
ни одна из приведенных форм АЧХ, как видно, не является идеальной - прямоугольная хоть и хороша для борьбы с алиасами, но ее нет в природе, да и известно, что у реальных сигналов спектр не обрубается в какой-то частотной точке, значит возникнут искажения
Гаусовская АЧХ - оптимальна для аналоговых осциллографов и именно она обеспечивает соотношение между временем нарастания с полосой пропускания (350/полосу), но для цифровых осциллографов - она повод для алиасов
промежуточная АЧХ (голубая) - компромисс, но уже приводит к искажениям фронтов и выбросов на быстрых развертках. Время нарастания уже не связано с полосой пропускания соотношением (350/полосу),у некоторых это становится (400/полосу), у других уже (450/полосу) и т.д.
и дальше пошло "Agilent recommends" и у каждого производителя осциллографов, похоже, свои рекомендации, что его рекомендации самые лучшие
Они же, эти ребята, заявляют полную точность реконструкции синуса от двух точек на период: мне кажется они там немного не это имели ввиду! я думаю их понимание «absolutely accurate» (абсолютно точно) это аллегория, типа «складывать в ОЗУ» и к погрешности амплитуды это высказывание не имеет никакого отношения. И то, что по двум точкам дискретизации на серийном осциллографе можно восстановить форму синусоиды и измерить с погрешностью 3 % - это нонсенс! Может и существует где такой дивайс, но хотелось бы увидеть это собственными глазами!
началось все с того, что я заявил: и при маленькой памяти можно эффективно бороться с алиасами путем использования пиковых и усредняющих режимов оцифровки.
согласен, что это может привести к некоторому позитивному эффекту, но у дешевых осциллографов (это те, что с маленькой памятью) нет режима эквивалентного увеличения разрешения, что реально уберет алиасы. А пиковый детектор может исказить форму сложного сигнала до неузнаваемости (на то он и «детектор» «обнаруживатель»). При этом учтите, что у простых осциллографов имеющих пиковый детектор, при его включении происходит выключение интерполяции Sin(x)/x, а это уже играет недобрую роль при восстановлении сигнала. Попробуйте подать на любой осциллограф сигнал с крутым фронтом и включите пиковый детектор, или какой любой другой сложный по форме сигнал, например АМ-сигнал. Картинки на экранах вас очень сильно разочаруют.
Или вы хотите предложить свой новый алгоритм сбора информации для осциллографов?
Дорогим осциллографам это не очень нужно, поскольку они уже имеют множество разного рода режимов сбора информации, математики (включая разнообразные цифровые фильтры), имеют длинную память и высокую частоту дискретизации, позволяющих устранить алиасы. Поэтому они и дорогие… Дешевые осциллографы для решения этой задачи, мне кажется, пока обречены….
ну сами подумайте: как наклон фронта может быть заметен на экране, если усреднение производится на участке длиной намного меньше пикселя экрана?
а если фронт сигнала не такой уж мизерный по сравнения с пикселем? завтра попробую подцепить пару картинок с эквивалентным разрешением

[Alex777]

КВО с ограниченной (намеренно и нормированно) полосой пропускания есть фильтр. Поскольку цель намеренного и нормированного ограничения полосы - фильтрация. КВО не случайно валит ВЧ - его специально рассчитывают, регулируют и поверяют чтобы он фильтровал заданный диапазон частот. Технически этот фильтр привязывают к Fs, а коммерчески - еще и к цене: чем дешевле модель в линейке - тем сильнее зафильтровано перед АЦП.

у многих осциллографов, например Тектроникс, Лекрой, Аджилент, из одной линейки, частота дискретизации одна, а полоса пропускания разная. Это не очень согласуется с «Технически этот фильтр привязывают к Fs»
просто "валят" частоту фильтром и продают дешево? а внутри все почти одно? а на ВЧ моделях просто зарабатывают запредельные деньги?
то есть топовые модели могут продавть дешево, почти по цене самой дешевой?
надо им объявить ультиматум - "все по 50 рублей!"

[Alex777]

картинки:
Эквивалентное увеличение разрешения. Входной импульс с временем нарастания 2 нс, нижняя осциллограмма - исходный сигнал (время нарастания 2,2 нс), верхний красный сигнал - увеличение разрешения до 11 бит, шумы исчезли, но фронт "загнулся" до значения 9,1 нс; в правом нижнем углу индицируется значение ограничения полосы пропускания для этих установок

LeCroy5.png

(48.94 КБ) 854 скачивания

тот же импульс, но при величении значения развертки; фронта как такового не видно (как отмечал 62256), но за что я люблю цифровые осциллографы - так это за возможноть автоматических измерений - время нарастания все равно измеряется и его значение уже 930 нс, а это завал в почти в 450 раз; полоса пропускания при этом 400 кГц

LeCroy4.png

(49.34 КБ) 852 скачивания

увеличение длины памяти (числа точек сбора информации) логично привело к увеличению полосы пропускания, по сравнению с рисунком выше; фронт сигнала уж "подвыпрямился" до 88 нс

LeCroy3.png

(49.48 КБ) 758 скачиваний

про 2 точки на период - тут "чистый" синусоидальный сигнал частотой 450 МГц при оцифровке его 1 ГГц (чуть меньше, чем Fs/2) и его восстановлении синусоидальной интерполяцией sin(x)/x, которую используют стандартные осциллографы

LeCroy7.png

(43.58 КБ) 661 скачивание

[-=БлОнДиНоЧк@=-]

Вас надо на сцену, а себе запастись колой и попкорном.

[62256]

вы можете прекрасно отстроить КВО 50 МГц осциллографа (время нарастания у такого осциллографа будет 7 нс), при наблюдении импульсов с фронтами 10 нс, 20 и пр. сигнал буде выглядеть вполне естественно, по попробуете этим осциллографом посмотреть сигнал таковой частоты процессора (пусть даже 1 МГц) с временем нарастания 1нс и мгновенно получите выброс (и прошу вас, не спорте, проверенно многократно)

я c 1989 поверял и ремонтировал осциллографы, в т ч С1-65А (как раз 50МГц, 7нс). Так вот, они поверяются и регулируются именно на крутом фронте, который дает калибратор И1-15 (Длительность фронта менее 0,25 нс). В этом и смысл параметра осциллографа "время нарастания ПХ" - чтобы при крутом импульсе не было выброса. А если подать пологий фронт на вход (то есть узкополосный сигнал) - так откуда возьмется пища для выброса? КВО сам не добавляет частотных составляющих, он только усиливает/подавляет то, что имеется в сигнале.

я там не увидел, что Johnnie Hancock , что-то пишет про «фильтры на " четверть Fs"

он это нарисовал - частота среза зеленого графика (по -3дБ) = четверть от Fs

надо придерживаться «bandwidth of the scope should be limited to no more than 0.4 times the sample rate.» Это вполне правильно

0,4 - это в 2,5 раза ниже. О чем я и писал (вдвое, втрое, вчетверо).

и это имеется ввиду максимальный «sample rate».

Он всегда максимальный, Тектроникс пишет: "Each A/D always operates at its maximum sample rate"
и (то, что я тут, как Вы выразились, "предлагаю" - а на самом деле просто пересказываю):

Although the non-interleaved sample rate of the TDS 540 ADC (analog-to-digital converter) is always 250
MHz, the sample rate of the acquired data record may vary from 5 S/s to 100 GS/s depending on the
sec/div setting of the time base.

Но нет никаких «заковырок» про фильтры при снижении частоты дискретизации,

частота дискретизации АЦП не снижается, снижается частота записи выборок в ОЗУ. И вот это объединение кучи выборок от АЦП (sample rate of the ADC) в одну выборку ОЗУ (acquired data record) - и есть алгоритм усреднения (HiRes), и пиковый. Буржуи их называют фильтрами тоже.

для устранения алиасов

Усреднение (Avg и HiRes) устраняет алиасы, цитаты я давал в предыдущем посте.

И то, что по двум точкам дискретизации на серийном осциллографе можно восстановить форму синусоиды и измерить с погрешностью 3 % - это нонсенс!

по двум ровно - конечно, нет! Для этого потребуется бесконечное время наблюдения. А вот если задаться чуть больше - например, 21 точку на 10 периодов синуса, то вполне возможно получить 3% (и по частоте, и по амплитуде) на разумной длине оцифровки - даже не на мегабайтах, а на десятках (а то и меньше) килобайт.

но у дешевых осциллографов (это те, что с маленькой памятью) нет режима эквивалентного увеличения разрешения, что реально уберет алиасы.

так усреднение - и есть средство, помогающее использовать маленькую память. Допустим, есть 4 кило памяти. На развертке 2мс/дел - частота записи выборок в ОЗУ будет 20 ksps. В режиме "Sample" и частота взятия выборок с АЦП будет такой же, 20ksps. Это означает, что например 101килогерцовый сигнал на входе - вызовет алиас 1 кГц, который испортит осциллограмму. При усреднении же - будет так: с АЦП выборки снимаются с максимальной частотой (например, 100Мsps), усредняются (5 тысяч выборок в одну), и результат этого усреднения пишется в ОЗУ с частотой 20ksps. При таком усреднении (на интервале 50мкс) 101килогерцовый сигнал будет задавлен почти полностью: на экране не будет 1кГц! Этого "левого" килогерца не будет в RMS, не будет в P-P, не будет в спектроанализаторе.
Да, реальных входных 101кГц - тоже не будет. Но кто их собирался смотреть на развертке 2мс/дел? Ставь 2мкс/дел, и они будут во всей красе!

Или вы хотите предложить свой новый алгоритм сбора информации для осциллографов?

Я описываю имеющиеся алгоритмы, поскольку зашел разговор, что осциллографы с короткой памятью на медленных развертках подвержены алиасам. Да, подвержены - в обычном режиме Sample mode. Но в пиковом и усредняющем режимах - низкочастотные алиасы подавлены благодаря оверсамплингу. А высокочастотные алиасы не страшны благодаря фильтру (КВО с ограниченной ПП) перед АЦП на половину-четверть Fs.

имеют длинную память и высокую частоту дискретизации, позволяющих устранить алиасы. Поэтому они и дорогие…

алиасы на низкой частоте все равно давятся алгоритмами, а не частотой дискретизации и длиной памяти.

а если фронт сигнала не такой уж мизерный по сравнения с пикселем?

если фронт больше пикселя - то он будет показан как есть на самом деле - с наклоном. Что и требуется.

[SmarTrunk]

Сижу с попкорном

Alex777
Ну наконец-то картинки! Особенно интересна последняя - попытка восстановить сигнал по двум точкам за период.

Они же, эти ребята, заявляют полную точность реконструкции синуса от двух точек на период:
for sin(x)/x reconstruction filtering to be absolutely accurate, the digitized input signal must not possess any frequency components beyond the Nyquist frequency (fN)
я осторожно написал "с допустимой погрешностью", и то - Вы не поверили. А тут "absolutely accurate"!

Полную точность реконструкции заявляет теорема Котельникова (Найквиста). А "эти ребята", наоборот, предостерегают: "для восстановления сигнала посредством sin(x)/x с абсолютной точностью, оцифровываемый сигнал не должен иметь частотных составляющих выше частоты Найквиста"

частота дискретизации АЦП не снижается, снижается частота записи выборок в ОЗУ. И вот это объединение кучи выборок от АЦП (sample rate of the ADC) в одну выборку ОЗУ (acquired data record) - и есть алгоритм усреднения (HiRes), и пиковый. Буржуи их называют фильтрами тоже.

В известном мне Лекрое сигнал сначала записывается в память, а уже потом к записанному применяются фильтры, например HiRes, так что требования к памяти не снижаются. Пиковый детектор - единственный применяется сразу. Хотя я допускаю, что новые модели умеют применять фильтры "налету", до записи выборок в память.

[-=БлОнДиНоЧк@=-]

Вот это приборчики Хмум хрум

[SmarTrunk]

Rigol сделал новую модель:
http://www.eyou.com.au/product/rigol-di ... olor-led-/

Тоже Хрум Хрум.

[-=БлОнДиНоЧк@=-]

Standard 140Mpts deep Memory

Где моя коробочка для слюней Шикарно, во китайцы молодчаги, интересна цена для народа.

[62256]

у многих осциллографов, например Тектроникс, Лекрой, Аджилент, из одной линейки, частота дискретизации одна, а полоса пропускания разная. Это не очень согласуется с «Технически этот фильтр привязывают к Fs»

и тут вступает замечание про коммерцию.

просто "валят" частоту фильтром и продают дешево? а внутри все почти одно?

да, приблизительно так. Может, более низкочастотные компоненты ставят в тракт. А может, разбраковка: смогли накрутить время нарастания при приемлемом выбросе - маркируем/прошиваем как 60МГц, не смогли - откручиваем на 40МГц. Политика логична, и известна по действиям производителей процессоров: заблокировали два ядра из четырех - и продают дешевле. Причем, одни говорят, что блокированные ядра - бракованные. Другое мнение - что хорошие, просто их специально отключают, чтобы продавать дешевле.

надо им объявить ультиматум - "все по 50 рублей!"

и не только им! Я бы всем такой ультиматум объявил

но фронт "загнулся" до значения 9,1 нс

естественно. На пяти гигасамплах оверсамплинга нету - в память пишутся все выборки, снимаемые с АЦП. Поэтому приходится усреднять не выборки АЦП, а соседние выборки ОЗУ. Чтобы поднять разрешение с 8 до 11 бит, нужно усреднить 64 соседние выборки (формула тут). То есть, произвести усреднение на интервале 12 наносекунд. Вот отсюда и фронт такой. А вот если повторить то же самое на более низкой развертке (а мы именно о медленных развертках говорили, как о источнике alias-ов при малой памяти) - то усреднение будет происходить на интервале одной записи в ОЗУ.

время нарастания все равно измеряется и его значение уже 930 нс

обычно меряют время нарастания когда фронт хоть чуть-чуть наклонен визуально.

увеличение длины памяти (числа точек сбора информации) логично привело к увеличению полосы пропускания, по сравнению с рисунком выше; фронт сигнала уж "подвыпрямился" до 88 нс

вот это как раз глюк осциллографа: зрительно фронт абсолютно не изменился, а прибором вдесятеро уменьшился. Надо послать Дедюхину, пусть откомментирует.

тут "чистый" синусоидальный сигнал частотой 450 МГц при оцифровке его 1 ГГц (чуть меньше, чем Fs/2) и его восстановлении синусоидальной интерполяцией sin(x)/x

налицо очень мало точек интерполяции (прикидочно - 4). Можно восстановить и ровно, нужно хотя бы 16 точек.

[Alex777]

Усреднение (Avg и HiRes) устраняет алиасы, цитаты я давал в предыдущем посте.

Avg будет эту функцию устранения выполнять достаточно медленно – пока там все усреднится, а если еще и полезный сигнал не совсем периодический – то вообще беда будет.

А вот если задаться чуть больше - например, 21 точку на 10 периодов синуса, то вполне возможно получить 3% (и по частоте, и по амплитуде) на разумной длине оцифровки - даже не на мегабайтах, а на десятках (а то и меньше) килобайт.

стандартному алгоритму интерполяции цифрового осциллографа это не помогает, внизу рисунок при длине памяти 100К с растяжкой, как видно форма сигнала осталась абсолютно та же – с биениями

LeCroy8.png

(166.62 КБ) 808 скачиваний

налицо очень мало точек интерполяции (прикидочно - 4). Можно восстановить и ровно, нужно хотя бы 16 точек.

стандартный алгоритм интерполяции оциллографа всегда добавляет ровно 10 точек - про это я и говорил ранее - Теоремма Котельникова имеет ограничения при практической реальзации в осциллографах, тут нужно превышение частоты дискретизации в 5-6 раз

Я описываю имеющиеся алгоритмы, поскольку зашел разговор, что осциллографы с короткой памятью на медленных развертках подвержены алиасам. Да, подвержены - в обычном режиме Sample mode. Но в пиковом и усредняющем режимах - низкочастотные алиасы подавлены благодаря оверсамплингу. А высокочастотные алиасы не страшны благодаря фильтру (КВО с ограниченной ПП) перед АЦП на половину-четверть Fs.

мне кажется, что вы идеализируете применение пикового детектора для этих целей (усреднение и HiRes тут не в счет)
еще пару картинок с Тектроникса (меня скоро с работы уволят за эти эксперименты)
при частоте дискретизации 250 МГц на вход подан синус 200 МГц – виден явный сроб- эффект

TEK00000.PNG

(21.57 КБ) 895 скачиваний

при частоте дискретизации 250 МГц на вход подан синус 200 кГц - сигнал чистенький

TEK00001.PNG

(12.82 КБ) 828 скачиваний

смешаем эти два сигнала и на «кашу» подключим пиковый детектор, результат внизу

TEK00002.PNG

(40.58 КБ) 857 скачиваний

или я что-то недопонял в вашей теории или она не работает, идеи есть?

увеличение длины памяти (числа точек сбора информации) логично привело к увеличению полосы пропускания

на самом деле я был не прав - полоса пропускания в режиме HiRes зависит не от длины памяти, а от частоты дискретизации. Полоса пропускания при добавлении 3 бит = (Fs/125) (по крайней мере для LeCroy)

[62256]

А "эти ребята", наоборот, предостерегают: "для восстановления сигнала посредством sin(x)/x с абсолютной точностью, оцифровываемый сигнал не должен иметь частотных составляющих выше частоты Найквиста"

вот как раз синус частотой в половину Fs - и есть такой сигнал.

В известном мне Лекрое сигнал сначала записывается в память, а уже потом к записанному применяются фильтры, например HiRes, так что требования к памяти не снижаются.

вот это и объясняет, почему HiRes у Alex777 валит фронты.

Хотя я допускаю, что новые модели умеют применять фильтры "налету", до записи выборок в память.

Тектроникс пишет, что это его "Tektronix patented High Resolution mode" и "Because this is done by a dedicated circuit (a custom ASIC), only a small decrease in the acquisition rate occurs"

стандартный алгоритм интерполяции оциллографа всегда добавляет ровно 10 точек

я говорил про точки, от которых ведется расчет - реальные выборки, между которыми вставляются интерполируемые. В формуле, котораятут, количество исходных выборок - это большая буква T. А добавляемые интерполяцией - идут через интервалы t.

как видно форма сигнала осталась абсолютно та же – с биениями

биения - не потому, что много/мало памяти. А потому, что для sin(x)/x используется мало реальных выборок (единицы). Грубо говоря, для создания каждой из 9 новых точек берется по 2-4 реальные выборки с обоих сторон от новой. А надо хотя бы 8. Тогда не будет биений.

при частоте дискретизации 250 МГц на вход подан синус 200 МГц – виден явный сроб- эффект

не, ну это явно выше половины дискретизации. Не говоря уже о том, что в пиковом режиме обманывают - копят мин и макс не за интервал, а за два.

или я что-то недопонял в вашей теории или она не работает, идеи есть?

теория работает, зачем нужны идеи? Осциллограмма смеси - правильная, смесь 50МГц и 200 кГц. Синхронизация цепляется за что попало, поэтому проходы наложились со сдвигом.

[Alex777]

теория работает, зачем нужны идеи? Осциллограмма смеси - правильная, смесь 50МГц и 200 кГц. Синхронизация цепляется за что попало, поэтому проходы наложились со сдвигом.

пож-ста "смесь 50МГц и 200 кГц" запуск однократный, что бы не было "Синхронизация цепляется за что попало"

TEK00003.PNG

(24.96 КБ) 1056 скачиваний

[62256]

пож-ста "смесь 50МГц и 200 кГц" запуск однократный

извините, и в чем Вы видите несоответствие моей теории? На экране нет посторонних составляющих, есть синус 200кГц (период 1,2 клетки) и полоса от 50МГц. Достаточно реалистично.

[Alex777]

"полоса 50 МГц"? если сделать растяжку этого сигнала что бы увидеть сигнал 50 МГц - мрак поучается
в режиме Sample для этого сигнала и этой дискретизации при растяжке хоть реально составляющую 50 МГц видно
какие алиасы должны были давиться?
ранее при сигнале 200 МГц и частоте дискретизации 250 МГц это хоть были паразитные 50 МГц
ранее действительно Тектронкс находился в автозапуске и из-за послесвечения отобразил пару наложений сигнала, но на последней осцилограмме (она самая яркая) сигнал в Peak mode выглядит так же как и в режиме Sample

[62256]

если сделать растяжку этого сигнала что бы увидеть сигнал 50 МГц - мрак поучается

потому, что на один период приходится 2,5 выборки (пиковый режим обычно копит мин и макс за пару выборок). Но поскольку это пиковый режим - тут интерполяция sin(x)/x не производится. Зато в "стянутом" состоянии - мы видим близкую к реальной картину сигнала (то есть, похожую на аналоговый осцилл).

в режиме Sample для этого сигнала и этой дискретизации при растяжке хоть реально составляющую 50 МГц видно

в режиме Sample - работает интерполяция, да и реальная дискретизация вдвое выше, чем в пиковом режиме.

какие алиасы должны были давиться?

Исходно, был тезис: на медленных развертках ЦЗО с короткой памятью неизбежно подвержен алиасам. Я опроверг этот тезис наличием пикового и усредняющего режимов. Эти режимы на медленных развертках подавляют наложение спектров. Вы же для примера взяли как раз быструю развертку, где HiRes/Peak просто негде развернуться. Но при этом, ситуации алиаса Вы не создали в последней осциллограмме - 50МГц ниже частоты Котельникова.

на последней осцилограмме (она самая яркая) сигнал в Peak mode выглядит так же как и в режиме Sample

ну так и должно быть! Алиас 50МГц от 250-200 (или просто входные 50МГц, после АЦП они уже неразличимы) на развертке 4мкс/дел и в обычном, и в пиковом режиме будет выглядеть одинаково. Чудеса будут, если при Fs=250МГц вы домешаете к входному сигналу 249МГц. Тогда алиас (1МГц) вызовет в каждой клетке экрана четыре горбика.
Но если 250МГц - это максимальная частота дискретизации данного скопа, то с такими алиасами борьба идет не после АЦП, а до АЦП - ограничением полосы пропускания перед АЦП (вот тем самым фильтром).
А вот на медленных развертках, когда частота записи в ОЗУ намного ниже частоты АЦП, алиасы появляются относительно (низкой) частоты записи в ОЗУ. И их не давит входной фильтр, их должен давить (и давит) обработка после АЦП - пиковый режим (превращая ВЧ составляющие в размытую по вертикали линию, как и положено), и режим усреднения, удаляя эти ВЧ составляющие.