Осциллографы: почему важна глубокая память

Глубина памяти для сбора данных равна количеству отсчетов, которые сохраняются при каждом сборе данных. Глубина памяти указывается в точках (млн точек) или отсчетах (млн отсчетов).

Всегда лучше использовать осциллограф с глубокой памятью. У него есть два ключевых преимущества:

Захват большего периода времени

Одним очевидным преимуществом глубокой памяти для сбора данных является захват большего периода времени. Глубокая память помогает в тех ситуациях, когда причину и ее последствие отделяет большой период времени, и память играет ключевую роль для просмотра событий, перед наступлением которых проходит большее время. Какой период времени захватывает осциллограф при максимальной частоте дискретизации? Это можно определить, используя следующее уравнение:

Сохранение максимальной полосы пропускания при захвате большего периода времени

Второе преимущество часто незаметно. Учтите:

Так как ваш осциллограф захватывает больший период времени, для сохранения максимальной возможной частоты дискретизации будет использоваться память большего объема. По мере увеличения захватываемого периода времени ваш осциллограф заполняет всю дополнительную память. В результате осциллограф начинает снижать частоту дискретизации. Захват в два раза большего временного интервала снижает частоту дискретизации в два раза.

Осциллографы обычно разрабатываются в расчете на максимальную частоту дискретизации с поддержанием максимальной необходимой аналоговой полосы пропускания. Когда частота дискретизации снижается, нежелательным последствием является то, что она может быть недостаточной для точного восстановления сигналов. Может возникать наложение спектров.

С памятью 10 млн отсчетов и частотой дискретизации 5 млрд отсчетов/с осциллограф захватывает период времени 2 мс.

С памятью 200 млн отсчетов и той же частотой дискретизации 5 млрд отсчетов/с осциллограф захватывает период времени 40 мс.

Больший объем памяти означает, что осциллограф может поддерживать максимальную частоту дискретизации при увеличении захватываемого периода времени. Осциллографы с меньшим объемом памяти вынуждены снижать частоту дискретизации и в результате имеют более узкие полосы пропускания при более медленной временной развертке, тогда как осциллографы с большей памятью поддерживают максимальную полосу пропускания.

Осциллограф с достаточным объемом памяти может поддерживать максимальную частоту дискретизации (и номинальную полосу пропускания), что позволяет точно отображать сигнал.

При недостаточном объеме памяти осциллограф начинает снижать частоту дискретизации для захвата большего периода времени. Это может привести к частоте дискретизации, недостаточной для точного отображения сигналов.

Есть ли у глубокой памяти недостатки?

Чем больше объем памяти, тем медленнее обработка и тем ниже частота обновления. Это уменьшает время реагирования осциллографа и увеличивает время простоя между захватами данных. При большем объеме памяти пользователи могут ограничивать часть памяти, которая должна использоваться в любой заданный момент времени.

Что насчет сегментированной памяти?

Осциллографы часто поддерживают режим разделения памяти на меньшие сегменты. Например, режим архива осциллографов от компании Rohde & Schwarz поддерживает сегментированную память. Пользователь указывает, на какое количество сегментов должна быть разделена память при том, что все сегменты одинаковы по объему. Когда осциллограф обнаруживает первое событие запуска, он сохраняет отсчетные точки до тех пор, пока не заполнится первый сегмент памяти для сбора данных. Затем он активирует функцию запуска, которая начинает отслеживать следующее возникновение события запуска. Когда это событие запуска возникает, отсчеты сохраняются в следующем сегменте памяти. Процесс повторяется до тех пор, пока не заполнятся все сегменты.

Сегментированный режим особенно полезен для захвата пакетов активно действующих сигналов, перед которыми и после которых имеют место продолжительные периоды простоя. Под эту категорию подпадает множество последовательных шин и сигналов связи. Сегментированная память позволяет осциллографам поддерживать высокую частоту дискретизации и захватывать временные интервалы, которые могут длиться секунды, часы или дни.

Благодаря сегментированной памяти осциллограф R&S^®RTA4004 захватывает несколько пакетов шины CAN в течение 87 с.

Как глубокая память улучшает сегментированную память?

Благодаря дополнительной памяти пользователи могут захватывать возрастающее количество сегментов в рамках определенного объема памяти. Они также могут увеличивать объем памяти каждого сегмента, что позволяет просматривать дополнительную сигнальную активность вокруг каждой точки запуска. Осциллографы R&S^®RTA4000 поддерживают максимум 87 380 сегментов и максимальную память 1 млрд отсчетов для каждого канала. Осциллографы R&S^®RTM3000 поддерживают максимум 34 952 сегмента и максимальную память 400 млрд отсчетов для каждого канала.