Witam.
Istotna dla zrozumienia konceptu oscyloskopu cyfrowego jest wiedza o klasycznym, analogowym oscyloskopie, którą - założymy - posiadasz (jeśli nie, znajdziesz dość info online). Idea bazuje na teorii samplowania Nyquista, która mówi, że dowolny sygnał ciągły (=analogowy) można "spróbkować" (tzn. pobrać próbki chwilowej, "punktowej" wartości amplitudy = proces digitalizacji, analog-->digital, A/D), a następnie w miarę wiernie odtworzyć (proces odwrotny digital-->analog, D/A) pod warunkiem, że częstotliwość próbkowania będzie co najmniej dwukrotnie wyższa, niż najwyższa harmoniczna sygnału, czyli górna granica pasma sygnału (jest to tzw. kryterium Nyquista).
Klasycznym przykładem tej techniki jest technologia audio CD, gdzie częstotliwość samplowania wynosi 44,coś tam kHz, co jest > 2 x maksymalna częstotliwość pasma audio Hi-Fi (20kHz).
Dla wierności jest oczywiście również istotna rezolucja (ziarnistość) digitalizacji, która jest podawana w bitach. Rezolucja definiuje maksymalny możliwy odstęp sygnał-szum (S/N); 16 bitów daje dobre rezultaty, w skopach cyfrowych stosuje się typowo 8 bitów (lub więcej), co zapewnia min. ca. 1% precyzji i jest wystarczające dla celów analizy optycznej sygnału.
Oscyloskop cyfrowy ogólnie bazuje na schemacie, jak tu, Figure 8: https://www.cs.tcd.ie/courses/baict/bac/jf/labs/scope/oscilloscope.html "Vertical system" jest w pełni analogowy i podobnie, jak w klasycznym oscyloskopie, służy do wzmocnienienia i skalowania amlitudy sygnału.
Następnie w "analog to digital converter" sygnał jest próbkowany (sampling), przetwarzany (A/D) i zapisywany w pamięci RAM ("memory") z częstotliwością zegara ("sample clock"), generowaną w syntezerze opartym na gen. kwarcowym. (Figure 9).
Te odłożone w pamięci próbki dają możliwość swobodnego manipulowania w czasie nie-rzeczywistym (post-processing) co, przy udziale procesora, pozwala na różne analizy oraz sposoby prezentacji wyników na ekranie oraz łatwe zapisanie ich na nieulotnych nośnikach informacji. Przy rekonstrukcju sygnału wykorzystuje się interpolację (Figure 10).
Tych możliwości nie mają oscyloskopy analogowe, w których sygnał musi być obrabiany w czasie rzeczywistym (kiedy "się dzieje", real-time processing), co narzuca wysokie wymagania co do szybkości układów obróbki w całym torze - od wejścia aż do płytek odchylających lampy oscyloskopowej oraz układów odchylania poziomego, więc jest drogie.
Krytycznym problemem skopów cyfrowych jest natomiast szybkość konwetrsji A/D oraz systemów zapisu (szybkość pamięci RAM), które mają technologiczne limity; jest bowiem łatwiej (taniej) wzmocnić i "namalować" analogowo sygnał (hipotetyczną sinusoidę) o częstotliwości np. 10GHz, niż spróbkować ten sygnał z częstotliwością > 20GHz.
Dla obejścia problemów cenowych wymyślono koncept "equivalent-time sampling" (Figure 11), gdzie cykliczny sygnał wysokiej częstotliwości jest próbkowany sukcesywnie, "po kawałku" w kolejnych cyklach, co pozwala próbkować z wielokrotnie niższą od sygnału częstotliwością. Producenci takiego sprzętu podają typowo 10-krotnie zawyżone częstotliwości próbkowania (np. 1GSample/s przy faktycznej częstotliwości próbkowania rzędu 100...200MHz), ale ten zakres jest faktycznie bez wartości - tego typu skop jest w stanie "wyczarować" w przedstawionym obrazie sygnału komponenty, jakich z całą pewnością sygnał w rzeczywistości nie posiada (aliasing image problem).
"Equivalent-time sampling" skop nawet przy masywnym udziale procesorów nie jest w stanie unieważnić kryterium Nyquista. Taki skop to przereklamowany towar, ufundowany na pseudo-naukach i bezrozumnnej ufności w Hi-Tek. Typowy PC posiada wszystko, co potrzebne do realizacji prostego skopu cyfrowego dla częstotliwości audio na bazie karty dźwiękowej (PC-scope) - całość realizuje software.
http://www.google.pl/search?hl=pl&q=digital+oscilloscope+block+diagram&lr= Pozdro
