Đặc điểm và nguyên lý làm việc của máy hiện sóng huỳnh quang kỹ thuật số
DPO đã tạo ra bước đột phá mới trong công nghệ máy hiện sóng. Nó có thể hiển thị, lưu trữ và phân tích các tín hiệu phức tạp trong thời gian thực và sử dụng thông tin ba chiều (biên độ, thời gian và độ sáng đa cấp để hiển thị tần số của các thành phần biên độ với độ sáng khác nhau) để hiển thị đầy đủ tín hiệu. Tính năng, đặc biệt là sử dụng công nghệ huỳnh quang kỹ thuật số, có thể hiển thị lịch sử thay đổi tín hiệu trong thời gian dài thông qua độ sáng hoặc màu sắc đa mức.
Chức năng lưu trữ dạng sóng và đo tự động của DSO từng khiến nhiều kỹ sư ngạc nhiên, nhưng người ta sớm phát hiện ra rằng khi DSO đo tín hiệu tần số cao bằng điều chế tần số thấp, kết quả hiển thị của nó không nhất quán do vấn đề biến dạng răng cưa không thể khắc phục được. Điều này làm tôi nhớ đến lợi ích của máy hiện sóng ART.
DPO không chỉ có độ sáng thời gian thực và khả năng hiển thị không có bí danh của máy hiện sóng ART mà còn có chức năng lưu trữ dạng sóng và đo tự động của DSO. Có những cải tiến lớn trong việc tránh những thiếu sót của cả hai. Chủ yếu thể hiện ở:
(1) Tốc độ chụp dạng sóng nhanh và khả năng hiển thị siêu cao
Việc ứng dụng công nghệ hiển thị huỳnh quang kỹ thuật số cho phép DPO hiển thị đồng thời nhiều hình ảnh tín hiệu ở các thang độ xám hoặc màu sắc khác nhau. DPO có thể ghi 200,000 dạng sóng mỗi giây và dữ liệu tín hiệu của nó gấp 1,000 lần so với DSO thông thường. Nó có thể chụp 500,{5}} dạng sóng cùng một lúc. Tốc độ thu dạng sóng nhanh này kết hợp với khả năng hiển thị tuyệt vời cho phép DPO phân tích mọi chi tiết của tín hiệu. .
(2) Khả năng lấy mẫu tốc độ cao liên tục
Thông thường, DSO có thời gian chết là 8ms giữa việc hiển thị hai dạng sóng do xử lý dữ liệu hiển thị. Ngay cả DSO sử dụng công nghệ lấy mẫu instavuTM cũng chỉ có thể giảm thời gian này xuống còn 1,7μs. Máy hiện sóng ART không thể ghi lại thông tin dạng sóng trong thời gian truy xuất. DPO có thể liên tục lấy mẫu hàng trăm nghìn dạng sóng ở tốc độ lấy mẫu cao nhất, khắc phục vấn đề trì trệ tồn tại ở các máy hiện sóng khác. Tốc độ lấy mẫu của DPO thường là khoảng 109 lần mỗi giây. Tốc độ lấy mẫu cao như vậy cho phép máy hiện sóng có băng thông lớn hơn.
nguyên tắc làm việc
Sơ đồ khối của máy hiện sóng huỳnh quang kỹ thuật số được hiển thị trong Hình 1. Thành phần cốt lõi là bộ xử lý hình ảnh sóng DPX bao gồm một mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASIC).
Giống như DSO, tín hiệu đầu vào trước tiên được khuếch đại và chuyển đổi A/D để thu được giá trị lấy mẫu của tín hiệu. Giá trị được lấy mẫu được bộ xử lý hình ảnh dạng sóng DPX xử lý để tạo thành sơ đồ dạng sóng của thiết bị dòng hoàn chỉnh với 500 * 200 pixel và chứa thông tin dạng sóng ba chiều. , trong trường hợp quá trình chụp không bị gián đoạn, bộ xử lý hình ảnh DPX sẽ gửi 30 dạng sóng mỗi giây đến bộ nhớ hiển thị dạng sóng. Dưới sự điều khiển của bộ vi xử lý, các dạng sóng thu thập được sẽ thu được trên màn hình hiển thị theo nội dung của bộ nhớ hiển thị. . Hiện thực hóa phương pháp hiển thị dạng sóng như "số hóa tín hiệu → đồ họa → hiển thị". Đồng thời, bộ vi xử lý thực hiện song song các chức năng đo và tính toán tự động.
Do hệ thống thu thập và hiển thị dữ liệu của DPO hoạt động độc lập nên máy hiện sóng có thể xử lý dữ liệu cần thiết để hiển thị trong khi vẫn duy trì tốc độ thu thập dạng sóng cao nhất, điều đó có nghĩa là máy hiện sóng có thể ghi lại tất cả các chi tiết của dạng sóng mà không bị gián đoạn.
DPX bao gồm bộ thu thập dữ liệu và cơ sở dữ liệu ba chiều động được gọi là phốt pho kỹ thuật số. Nó kết hợp một cách hữu cơ quá trình rasterization (chụp ảnh dạng sóng) và tốc độ chụp dạng sóng nhanh để tích lũy thông tin tín hiệu trong một mảng số nguyên 500*200. Mỗi số nguyên trong mảng đại diện cho một pixel trong màn hình DPO. Các giá trị khác nhau dẫn đến độ sáng hoặc màu sắc khác nhau của pixel hiển thị. Vì tín hiệu được lấy mẫu liên tục nên mảng này được cập nhật liên tục, nhưng không giống như DSO, Sau khi hoàn thành một chu kỳ hiển thị (dạng sóng), giá trị lấy mẫu của chu kỳ hiển thị mới sẽ không xóa sạch dữ liệu của chu kỳ hiển thị cuối cùng. Nếu hai cây lấy mẫu có cùng điểm hiển thị thì chỉ có nhiệm vụ của điểm mảng tương ứng sẽ thay đổi. Bằng cách này, nhiều dạng sóng có thể được hiển thị tích lũy. Khi các điểm hiển thị do nhiều dạng sóng gây ra khác nhau, dữ liệu của từng điểm trong mảng sẽ khác nhau nên độ sáng hiển thị dạng sóng là cao nhất và các thông tin dạng sóng khác thỉnh thoảng xuất hiện sẽ được hiển thị ở độ sáng thấp hơn.
DPO liên tục lấy mẫu ở tốc độ tối đa trong quá trình hoạt động và sử dụng khoảng thời gian tối thiểu giữa các mẫu để tạo ra các dạng sóng lần lượt, giống như máy hiện sóng ART (vì DPO sử dụng cơ sở dữ liệu ba chiều sâu để lưu thông tin thang độ xám nên thông tin dạng sóng trong quá khứ sẽ lưu không bị mất), có thể quan sát được những thay đổi của tín hiệu trong một khoảng thời gian dài.
