Tốc độ lấy mẫu nào là cần thiết để đo các loại tín hiệu khác nhau bằng máy hiện sóng?
Chúng tôi nhập tín hiệu vào máy hiện sóng thông qua đầu dò. Sau khi tín hiệu đo được đi qua bộ khuếch đại, suy giảm và các mạch điều hòa tín hiệu khác ở đầu trước của máy hiện sóng, bộ chuyển đổi tương tự sang số ADC tốc độ cao sẽ thực hiện lấy mẫu tín hiệu và lượng tử hóa kỹ thuật số. Tốc độ lấy mẫu của máy hiện sóng là sự chuyển đổi tín hiệu đầu vào từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số. Tần số của đồng hồ lấy mẫu trong quá trình chuyển đổi, theo thuật ngữ thông thường, là khoảng thời gian lấy mẫu. Một điểm lấy mẫu được thu thập tại mỗi khoảng thời gian lấy mẫu. Ví dụ: tốc độ lấy mẫu là 1GSa/s có nghĩa là máy hiện sóng có khả năng thu thập 1 tỷ điểm lấy mẫu mỗi giây. Tại thời điểm này, khoảng thời gian lấy mẫu của nó là 1 nano giây.
Đối với máy hiện sóng thời gian thực, phương pháp lấy mẫu thời gian thực hiện đang được sử dụng phổ biến. Cái gọi là lấy mẫu thời gian thực là thực hiện lấy mẫu tốc độ cao liên tục ở các khoảng thời gian bằng nhau trên tín hiệu dạng sóng đo được, sau đó tái tạo hoặc khôi phục dạng sóng dựa trên các điểm mẫu được lấy mẫu liên tục này. Trong quá trình lấy mẫu thời gian thực, điều rất quan trọng là đảm bảo tốc độ lấy mẫu của máy hiện sóng nhanh hơn nhiều so với sự thay đổi của tín hiệu được đo.
Vậy nó nhanh hơn bao nhiêu? Định luật Nyquist trong xử lý tín hiệu số nói rằng nếu băng thông của tín hiệu được đo bị giới hạn thì khi lấy mẫu và lượng tử hóa tín hiệu, nếu tốc độ lấy mẫu lớn hơn hai lần băng thông của tín hiệu được đo thì nó có thể được Tái tạo hoàn toàn hoặc khôi phục thông tin mang trong tín hiệu mà không bị khử răng cưa.
Tiếp theo, chúng ta sẽ làm cho âm thời gian nhỏ hơn để tốc độ lấy mẫu sẽ lớn hơn. Chúng ta sẽ điều chỉnh tốc độ lấy mẫu cho đến khi tốc độ lấy mẫu bằng 2 lần và 10 lần tần số tín hiệu để quan sát sự thay đổi tín hiệu, tức là 2MSa/s và 10MSa/s. Tín hiệu bên trái trong hình bên dưới có tốc độ lấy mẫu là 2MSa/s. Bạn có thể thấy tần số của tín hiệu đã thay đổi về 1 MHz, đây là giá trị tần số chính xác của tín hiệu. Nhưng sóng hình sin ban đầu đã trở thành sóng tam giác và dạng sóng bị biến dạng. Khi tốc độ lấy mẫu thay đổi thành 10MSa/s, tức là tín hiệu ở phía bên phải của hình bên dưới, bạn có thể thấy tín hiệu ngày càng tiến gần đến sóng hình sin nhưng vẫn không đẹp lắm.
