Oscilloscopio Analogico: - rappresentazione di ;

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1 Oscilloscopio Oscilloscopio Analogico: rappresentazione di ; il segnale è inviato alle p.d.v.; lavora alla velocità del segnale; evento di trigger riferimento temporale; segnali periodici o ripetitivi). limitate capacità di elaborazione; Oscilloscopio p.1/4

2 Oscilloscopio filamento catodo griglia fuoco acceler. defl. vert. defl. orizz. aquadag schermo 1 AC) 2 DC) amp. vert. ATT. Y Oscilloscopio p.2/4

3 Oscilloscopio numerico Schumann s folly) Schema di principio: attenuazione/amplificazione; campionamento S/H) e conversione A/D; memorizzazione dei campioni... visualizzazione ATT. ATT. AMPL. S/H AD MEM. AMPL. S/H AD MEM.... DISPLAY Oscilloscopio p.3/4

4 Modalità di scansione Scansione vettoriale MEMORIA DA Y CRT X oscill. contr. Oscilloscopio p.4/4

5 Modalità di scansione Scansione raster Oscilloscopio p./4

6 Scansione raster La soluzione... x MEMORIA PROC. NUM. y z DISPLAY Il processore numerico svolge anche altre operazioni Oscilloscopio p.6/4

7 Oscilloscopio Digitale Principali differenze rispetto all O.A. campionamento del segnale; conversione in digitale; memorizzazione; necessità di ricostruire il segnale; Possibilità offerte visualizzazione di segnali non periodici memoria); tempi negativi operazioni sui segnali; eventi di trigger più complessi; ); Oscilloscopio p.7/4

8 Campionamento * Processo di conversione di una porzione record) di segnale in un numero di valori discreti con lo scopo di memorizzarli elaborarli visualizzarli ecc. * il valore del campione corrisponde all ampiezza del segnale nell istante di campionamento. Oscilloscopio p.8/4

9 Campionamento frequenza di campionamento "passo" temporale quantizzazione del segnale ADC); teoricamente) costante elevato elevato minore velocità; maggior costo; in un oscillocopio generalmente : ; Oscilloscopio p.9/4

10 Oscilloscopio p.10/4 Dithering Tecnica per accrescere la risoluzione ADC tensione costante: : d.d.p. uniforme su

11 Dithering p.es. onda triangolare segnale deterministico) ADC aspettazione: Oscilloscopio p.11/4

12 Oscilloscopio p.12/4 Dithering

13 Dithering Detto si ottiene Oscilloscopio p.13/4

14 misurato n. bit equivalenti: e oltre. Oscilloscopio p.14/4

15 Rappresentazione dei soli punti acquisiti v Difficoltà a riconoscere la forma d onda: t Oscilloscopio p.1/4

16 Alias percettivo alias percettivo a) xrange [10:0] Gli stessi campioni possono dare luogo a rappresentazioni diverse dipendentemente p. es.) dalla scala Oscilloscopio p.16/4

17 Alias e interpolazione v alias percettivo a) interpolazione lineare t Oscilloscopio p.17/4

18 Alias e interpolazione v interpolazione lineare t Oscilloscopio p.18/4

19 formula di Nyquist: Interpolazione media pesata dei campioni funzione peso: Oscilloscopio p.19/4

20 Interpolazione l algoritmo di Nyquist è pesante altri algoritmi di interpolazione: è una diversa funzione peso. Oscilloscopio p.20/4

21 Teorema del campionamento camp. : min 2 campioni/periodo onda quadra: min 2 campioni per ogni periodo della max componente spettrale che deve essere correttamente rappresentata ricostruita). camp. altro algoritmo Oscilloscopio p.21/4

22 Interpolazione Sull oscilloscopio: * possibilità di selezionare: interpolazione lineare eventuale altra interpolazione nessuna interpolazione Intensified Samples: Oscilloscopio p.22/4

23 Memoria dati profondità maggiore profondità grande; memoria ricircolante; memoria veloce; larghezza parametro di merito di un oscilloscopio; MEM campioni PROC NUM MEM video DISPLAY Oscilloscopio p.23/4

24 Campionamento Modalità: * tempo reale segnali anche non periodici * tempo equivalente segnali periodici casuale sequenziale Oscilloscopio p.24/4

25 Campionamento in tempo reale avviene alla massima frequenza di campionamento possibile segnale acquisito continuamente; anche segnali non ripetitivi transitorii... l evento di trigger determina l invio al display; Oscilloscopio p.2/4

26 Trigger e visualizzazione campioni acquisiti continuamente: visualizzazione per tempi negativi delay) tr. differenze con o.a. possibilità di visualizzare il segnale prima di una sua) anomalia istante di trigger indicato sul display T...) Oscilloscopio p.26/4

27 Trigger campionamento e visualizzazione L istante di trigger generalmente non coincide con un istante di campionamento La frequenza di campionamento non è generalmente multipla di quella del segnale trigger level input signal necessità di misurare il tempo tra il trigger e l istante di campionamento. sampling pulses trigger pulses Oscilloscopio p.27/4

28 Trigger campionamento e visualizzazione La misura permette di posizionare correttamente i valori del segnale lungo l asse dei tempi. La misura è resa possibile da un segnale di clock a frequenza molto elevata contatore) elevata migliore risoluzione temporale. Possibilità di jitter o ispessimento della traccia per distanze temporali dello stesso ordine del periodo di clock interpolatore di trigger tr. camp. Oscilloscopio p.28/4

29 Circuiti di campionamento frequenze di campionamento dell ordine del gigahertz ) digitalizzatori per massimo) canali canali digitalizzatori max vel. attivi /canale acquisizione MSa/s GSa/s GSa/s Oscilloscopio p.29/4

30 Circuiti di campionamento Esempio: 4 canali disponibili 2 canali attivi COND S/H ADC1 ADC2 MEM COND S/H ADC3 ADC4 MEM Oscilloscopio p.30/4

31 Campionamento in tempo reale riepilogo) avviene alla massima frequenza di campionamento possibile generalmente il segnale viene acquisito continuamente; l evento di trigger determina l invio al display; anche segnali non ripetitivi transitorii... necessità di rispettare teor. del campionamento aumento della banda aumento di $!) Oscilloscopio p.31/4

32 Campionamento in tempo equivalente Per segnali ripetivi Campionamento ripetitivo) casuale Campionamento ripetitivo) sequenziale In entrambi i casi i campioni del segnale vengono prelevati in periodi diversi Oscilloscopio p.32/4

33 Oscilloscopio p.33/4 Conversione a campionamento campioni/periodo. periodo apparente: frequenza apparente:

34 Conversione a campionamento Oscilloscopio p.34/4

35 Campionamento casuale: clock interno opera in modo asincrono rispetto al trigger campioni acquisiti continuamente e visualizzati secondo la distanza temporale tra campione e trigger frequenza di campionamento non costante modulata in modo aleatorio trama fitta interpolazione generalmente inutile! lungo tempo di acquisizione per segnali lenti! misura del ritardo rispetto all evento di trigger Oscilloscopio p.3/4

36 Campionamento sequenziale campione acquisito con un ritardo noto rispetto all evento di trigger ritardo accresciuto a ogni nuova acquisizione accuratezza nella generazione del ritardo fino a 10 fs!) Oscilloscopio p.36/4

37 Operazioni sui segnali svolte in modo numerico via software) dutycycle medie su... calibrazione... T... autoscale acquisizioni v. osc. analogico) Oscilloscopio p.37/4

38 Modalità di trigger Edge Pulse glitch) slew rate) stays high/low) width) Oscilloscopio p.38/4

39 Modalità di trigger Logic pattern state setuphold in ck Video: impulso di sincronismo orizzontale o verticale di segnale viedo PAL SECAM NTSC...) Oscilloscopio p.39/4

40 Altre modalità di funzionamento ROLL per segnali lenti rispetto alla velocità di rinfresco del display) 00 pt Oscilloscopio p.40/4

41 Varie Sonde attive Oscilloscopio su PC sch. di acquisizione) Sistema operativo su oscilloscopio Oscilloscopi portatili palmari) Oscilloscopio p.41/4

42 Caratteristiche Scelta banda! t. reale e t. equivalente) n. canali freq. di campionamento interpol.)) profondità di memoria modalità di trigger sonda ) interfaccia display HPIB ecc.) possibilità di lavorare con segnali digitali no Oscilloscopio p.42/4

43 In laboratorio compensazione sonda misure su segnali prodotti con g.f.o. trigger ed effetti soglia segnali lenti risoluzione verticale sweep gen. forme d onda) traslazione traccia... osc. analogico Oscilloscopio p.43/4

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