Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2019
Johnnie Hancock, Keysight Technologies
Electronic Design
Осциллограф с цифровым люминофором одновременно является цифровым запоминающим осциллографом, и обратное утверждение также справедливо. Так чем же они отличаются друг от друга?
DSO означает цифровой запоминающий осциллограф (digital storage oscilloscope). DPO означает осциллограф с цифровым люминофором (digital phosphor oscilloscope). DPO также может работать как DSO. И DSO может работать как DPO. Так что же такое DSO, и что такое DPO?
DSO, как правило, является стробоскопическим осциллографом реального времени. Выборка в реальном времени просто означает, что осциллограф способен захватывать сигналы за один раз, используя высокую частоту дискретизации аналого-цифрового преобразователя с (АЦП). Другими словами, DSO не использует повторяющиеся выборки для «накопления» их количества, достаточного для представления исследуемого сигнала (выборка в эквивалентном масштабе времени), хотя это правило имеет исключения.
Как упоминалось ранее, DPO также работает как DSO. Но DPO добавляет еще один элемент, который позволяет ему лучше представлять третье измерение сигнала. Первые два очевидных измерения – напряжение и время. Третье, и менее очевидное измерение – это частота появления, которая представляется интенсивностью луча на экране осциллографа.
Если вы застали старые времена аналоговых осциллографов, вы можете вспомнить, что эти осциллографы могли отображать градации интенсивности луча. Это может дать ценную информацию об истинных аналоговых характеристиках исследуемого сигнала. Это особенно актуально для аналоговых сигналов со сложными видами модуляции (Рисунок 1), а также для цифровых сигналов, которые содержат определенное количество шума и/или джиттера.
 |
||
| Рисунок 1. | Аналоговые осциллографы могут отображать градации интенсивности луча, особенно для аналоговых сигналов со сложной модуляцией. |
|
При более старой аналоговой технологии вариации интенсивности луча были естественным явлением, основанном на том, сколько времени электронный луч оставался в XY-области на внутренней поверхности электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Когда электроны ударяют в люминофор, люминофор начинает светиться. Чем больше электронов попадает на люминофор в определенной области ЭЛТ в течение определенного промежутка времени, тем ярче он светится.
 |
||
| Рисунок 2. | Первые DSO были неспособны отображать интенсивность луча. | |
Когда DSO родились в начале 1980-х годов, это третье измерение интенсивности луча первоначально было потеряно (Рисунок 2). По мере развития технологии изготовители осциллографов разработали методику, которая могла близко имитировать качество отображения аналоговых осциллографов, используя для возврата третьего измерения цифровую обработку сигналов (Рисунок 3).
 |
||
| Рисунок 3. | В современных осциллографах для отображения интенсивности луча используется цифровая обработка сигналов. |
|
По сути, путем вычисления количества необходимых попаданий (цифровых выборок) в определенные XY-области битового поля, иногда называемые ведрами, можно в цифровом виде изменять интенсивность пикселей для имитации модуляции интенсивности луча на люминофоре. Этим и объясняется происхождение термина «осциллограф с цифровым люминофором» (DPO).
Так почему же такие компании, как Keysight, не включают DPO в свой список продуктов? На самом деле, они это делают. Но они не называют их DPO. Почти во всех DSO компании Keysight реализована модуляция интенсивности луча. Фактически, технология экранов осциллографов компании, как утверждается, обеспечивает высочайшее качество модуляции интенсивности луча благодаря высокой частоте обновления осциллограмм с глубокими захватами памяти. Это обеспечивает большее количество попаданий в XY-области (ведра) за более короткое время, и, соответственно, более высокий уровень статистической информации, на которой основывается интенсивность пикселей.
