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El ASIC Tek049 potencia una nueva generación de osciloscopios

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Una nueva arquitectura

Spectrum View utiliza hardware patentado TA049 incorporado en los osciloscopios. Para entender cómo funciona, es importante señalar que los osciloscopios digitales generalmente funcionan con sus convertidores analógico-digitales (ADC) a la máxima velocidad de muestreo. El flujo de muestras del ADC se envía entonces a un decimador que guarda cada enésima muestra. A las velocidades de barrido más rápidas, todas las muestras se mantienen.

A velocidades de barrido más lentas, se asume que el usuario está mirando señales más lentas y se guarda una fracción de las muestras obtenidas por los conversores analógico/digitales.

En resumen, el propósito del decimador es mantener la longitud de registro tan pequeña como sea posible y al mismo tiempo proporcionar una tasa de muestreo adecuada para ver las señales de interés en el dominio del tiempo.

En los MSO4, MSO5 y MSO6 hay detrás de cada entrada del FlexChannel un ADC de 12 bits dentro de un ASIC personalizado TA049. Cada ADC envía datos digitalizados de alta velocidad por dos caminos. Un camino conduce a los decimadores de hardware que determinan la velocidad a la que se almacenan las muestras del dominio del tiempo. El segundo camino conduce a los convertidores de frecuencia digitales que también están implementados en el hardware.

Este enfoque permite un control independiente de las adquisiciones del dominio del tiempo y de la frecuencia, permitiendo la optimización de las vistas de la forma de onda y del espectro de una señal dada. También hace un uso mucho más eficiente de la larga pero finita longitud de registro disponible en estos instrumentos.

Spectrum View con controles independientes vs. FFT convencional

Aunque los analizadores de espectro están diseñados específicamente para ver señales en el dominio de la frecuencia, no siempre están disponibles.

Spectrum View con controles independientes vs. FFT convencional

Por otra parte, los osciloscopios están casi siempre presentes en el laboratorio, por lo que los ingenieros tienden a confiar en los osciloscopios tanto como sea posible.

Por esta razón, los osciloscopios han incluido FFTs (transformadas rápidas de Fourier) basadas en matemáticas durante décadas. Sin embargo, las FFT son notoriamente difíciles de usar por dos razones:

Primero, para el análisis del dominio de la frecuencia, los controles del analizador de espectro como la frecuencia central, el span y el ancho de banda de resolución (RBW) hacen fácil definir el espectro de interés. Sin embargo, en la mayoría de los casos, las FFT de los osciloscopios sólo admiten controles tradicionales como la velocidad de muestreo, la longitud de registro y el tiempo/div, lo que dificulta el acceso a la vista deseada.

En segundo lugar, aunque el osciloscopio ofrece controles del estilo de un analizador de espectro, la FFT está ligada al mismo sistema de adquisición que el utilizado para la vista del dominio de tiempo analógico.

Al cambiar la frecuencia central, el span o el ancho de banda del filtro de resolución se cambiará la escala horizontal del osciloscopio, la tasa de muestreo y la longitud de registro de maneras no previstas ni deseadas. Una vez que se logra la vista de dominio de frecuencia deseada, la vista de dominio de tiempo de otras señales ya no es utilizable. Cuando se realizan ajustes en la escala horizontal, la frecuencia de muestreo o la longitud de registro para volver a conseguir la vista en el dominio temporal deseada, la vista FFT ya no es utilizable.

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