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L'avvento dei primi oscilloscopi digitali, all'inizio degli anni Ottanta, diede inizio a una rivoluzione tecnologica e a un cambio di paradigma nel modo di analizzare e visualizzare i dati.

Nonostante la tecnologia digitale offrisse numerosi vantaggi nella post-elaborazione della forma d'onda e nell'archiviazione permanente dei dati, il prezzo da pagare era la bassa velocità nell'aggiornamento della visualizzazione. Col tempo gli oscilloscopi digitali sono estremamente migliorati, arrivando quasi a soppiantare quelli analogici.

L'architettura di uno strumento digitale determina la sua velocità di misurazione. Scopriamo gli effetti di un parametro fondamentale di un oscilloscopio digitale: il "tempo morto" o "tempo cieco" (blind time),  e del suo impatto sull'abilità di eseguire il debug dei difetti di un segnale i progetti complessi.

Architettura di un oscilloscopio digitale

Schema a blocchi di un oscilloscopio digitale
Schema a blocchi di un oscilloscopio digitale

Riportiamo qui a fianco lo schema a blocchi semplificato di un tipico oscilloscopio digitale moderno.

Il segnale misurato all'ingresso dell'oscilloscopio è condizionato dal sistema verticale. Il convertitore analogico-digitale (ADC), nella sezione di acquisizione del segnale all'interno del diagramma, campiona il segnale a intervalli di tempo regolari e converte le loro rispettive ampiezze in valori numerici discreti chiamati "campioni" (sample).

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A seconda delle necessità dell'utente, lo strumento esegue la post-elaborazione, come la media, operazioni matematiche come il calcolo FFT, o altre misure automatiche, sulla forma d'onda memorizzata sotto forma di sequenza di campioni all'interno della memoria di acquisizione.

In teoria, non esiste un limite alle fasi di elaborazione applicabili alla forma dell'onda acquisita. A seconda dell'architettura dell'oscilloscopio, le suddette funzioni possono essere eseguite dallo strumento tramite il software nel suo processore, oppure tramite hardware sfruttando circuiti integrati ASIC o FPGA dedicati. Il risultato finale della forma d'onda elaborata è poi presentato sul display dell'oscilloscopio.

Una volta completato un ciclo di lavoro completo, dal campionamento del segnale d'ingresso alla visualizzazione della forma d'onda elaborata, l'oscilloscopio è pronto per misurare nuovi dati ricominciando con una nuova acquisizione.

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