¿Cómo sabe que un osciloscopio está mostrando la forma de onda real?

2

A medida que los osciloscopios se vuelven más y más rápidos, al diseñar un nuevo ámbito, ¿cómo sabe que lo que se muestra es lo mismo que la forma de onda real? Para los ámbitos más rápidos, no tiene algo más rápido que pueda usar para verificar que la medición sea correcta.

Para probar un nuevo diseño de alcance, ¿existe tal vez algún circuito de referencia que produzca una forma de onda con características conocidas para poder ajustar la sonda / amplificador / digitalizador hasta que mida lo que "sabe" que está produciendo el circuito de referencia?

¿Es posible que mida las ondas sinusoidales de frecuencia única y luego asuma que una cierta forma de onda de tiempo de aumento se puede medir en función del ancho de banda a través del cual el alcance puede medir con precisión las ondas sinusoidales? ¿Qué pasa con la distorsión de intermodulación?

    
pregunta crj11

1 respuesta

7
  

Para los alcances más rápidos, no tienes algo más rápido que puedas usar para verificar que la medición sea correcta.

Esto no es cierto. Es posible que no tengamos un dominio del tiempo que pueda mostrar señales más rápidas o métodos de síntesis digital directa capaces de generar señales a estas frecuencias, pero hemos sido capaces de generar señales en los cientos de gigahercios durante décadas.

El alcance de LeCroy a 100 GHz es, que yo sepa, el único con un ancho de banda de .1 THz (aunque he oído que eso podría cambiar en los próximos años). Creo que se demostró por primera vez en 2014 y luego se lanzó en algún lugar de 2015, pero no me cites al respecto. En cualquier caso, ese ancho de banda del análisis en tiempo real del dominio de tiempo solo está disponible en la última década.

Pero un google rápido le mostrará a la gente que habla de física y sistemas de longitud de onda submilimétrica (generalmente, el submilímetro se usa para referirse a señales con frecuencias superiores a 300 GHz) desde principios de 1900. Así, durante más de un siglo las personas han estado trabajando con estas señales.

Mediante el uso de conceptos físicos para generarlos, como los resonadores de cavidad, etc. podemos generar señales que son de muy alta frecuencia. Usando dispositivos no lineales, podemos hacer mezcladores que operan a 1 THz ahora. Entonces, si podemos generar esta señal y sabemos que es un seno muy puro, podemos ingresar esto en nuestro nuevo alcance y comenzar desde allí.

Cuando trabajamos en estas frecuencias, muy a menudo no trabajamos con el dominio del tiempo (por lo que muestra un osciloscopio) sino con el dominio de la frecuencia (lo que muestra un analizador de espectro / analizador de red). De hecho, he estado trabajando con sistemas que operan significativamente por encima de 100 GHz durante algunos años, pero no he usado un alcance con un ancho de banda de más de 50 MHz en la última década.

Los frentes frontales de esos ámbitos tienden a operar en un dominio de más frecuencia que en un dominio en el tiempo: utilizan mezcladores y divisores de potencia para cortar la señal de entrada en varias bandas (en el caso de LeCroy, Creo que son 3 bandas), y luego mezclar cada una de estas a DC. Luego, digitalizamos todos esos, y usamos DSP muy complejos e inteligentes para unirlos a todos. Usando una caracterización cuidadosa del sistema, podemos permitir que el front-end analógico se comporte mal en cierta medida, ya que podemos compensarlo en el DSP (siempre que se comporte mal de una manera muy predecible y repetible).

    
respondido por el Joren Vaes

Lea otras preguntas en las etiquetas