Osciloscópios: Por que as memórias profundas são importantes?

Quais são os dois principais benefícios de osciloscópios com memória de aquisição profunda?

A profundidade da memória de aquisição é igual ao número de amostras que são armazenadas com cada aquisição. A profundidade de memória é especificada em pontos (Mpoint) ou amostras (Msample).

Osciloscópio (exemplo) Profundidade de memória padrão
R&S®RTB2000 20 Msamples
R&S®RTM3000 80 Msamples
R&S®RTA4000 200 Msamples

É sempre melhor usar um osciloscópio com memória profunda. Isso tem dois principais benefícios:

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Capturar um período de tempo mais longo

Um benefício óbvio da memória de aquisição profunda é a captura de um período de tempo mais longo. A memória profunda ajuda nos casos em que a causa e o efeito podem estar separados por um período de tempo significativo e desempenha um papel fundamental na exibição de eventos que simplesmente demoram mais para transparecer. Com a taxa de amostragem mais rápida, quanto tempo seu osciloscópio irá capturar? Você pode determinar isso utilizando a seguinte equação:

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Mantendo a largura de banda máxima enquanto captura mais tempo

O segundo benefício é frequentemente ignorado. Lembre-se:

À medida que seu osciloscópio obtém mais tempo, mais memória será usada para manter a taxa de amostragem máxima possível. À medida que a quantidade de tempo capturada aumenta, seu osciloscópio ficará sem memória adicional. Como resultado, o osciloscópio começa a reduzir a taxa de amostragem. Capturar duas vezes mais tempo reduz a taxa de amostragem por um fator de dois.

Os osciloscópios geralmente são projetados com uma taxa de amostragem máxima para corresponder à largura de banda analógica máxima necessária. Quando a taxa de amostragem é reduzida, uma consequência indesejável é que a taxa de amostragem pode não ser suficiente para reconstruir os sinais com precisão. Pode ocorrer aliasing.

Com uma memória de 10 Msample e uma taxa de amostragem de 5 Gsample/s, o osciloscópio irá capturar 2 ms de tempo.

Com memória de 200 Msample e a mesma taxa de amostragem de 5 Gsample/s, o osciloscópio irá capturar 40 ms de tempo.

Mais memória significa que o osciloscópio pode manter a taxa de amostragem máxima à medida que a quantidade de tempo capturado aumenta. Os osciloscópios com menor memória são forçados a reduzir as taxas de amostragem mais cedo e, portanto, reduzem a largura de banda em bases de tempo mais lentas, enquanto os osciloscópios de memória mais profundas mantêm a largura de banda total.

Com memória suficiente, o osciloscópio pode reter a taxa de amostragem completa (e a largura de banda avaliada) para mostrar o sinal com precisão.

Com memória insuficiente, o osciloscópio começa a reduzir a taxa de amostragem para poder capturar mais tempo. Isso pode levar a taxas de amostragem insuficientes para mostrar os sinais com precisão.

A memória profunda tem alguma desvantagem?

Mais memória retarda o processamento e a taxa de atualização. Isso reduz a capacidade de resposta do osciloscópio e aumenta o tempo morto entre as aquisições. Com mais memória profunda, os usuários podem optar por limitar o quanto dessa memória deve ser habilitada a dado momento.

E a memória segmentada?

Os osciloscópios frequentemente incluem um modo para dividir a memória em segmentos menores. Por exemplo, o modo de histórico dos osciloscópios da Rohde & Schwarz incluem memória segmentada. O usuário especifica em quantos segmentos a memória deve ser dividida, com cada segmento tendo o mesmo comprimento. Quando o osciloscópio vê o primeiro evento de trigger, ele armazena pontos de amostra até o primeiro segmento de memória de aquisição ficar cheio. Em seguida, ele rearma o trigger, que começa a procurar a ocorrência seguinte do evento de trigger. Quando esse evento do trigger acontece, ele armazena amostras para o segmento de memória seguinte. O processo se repete até que todos os segmentos estejam completos.

O modo segmentado é particularmente útil para capturar disparos de atividades cercadas por longos períodos de tempo morto. Muitos barramentos em série e sinais de comunicação se encaixam nesta categoria. Ao usar a memória segmentada, os osciloscópios podem manter taxas de amostragem rápidas e janelas de tempo de captura que abrangem segundos, horas ou dias.

Ao usar a memória segmentada, o R&S®RTA4004 captura vários disparos de barramentos CAN acima de 87 s.

Como a memória profunda melhora a memória segmentada?

Com memória adicional, o usuário pode capturar um número suplementar de segmentos a uma profundidade específica. Eles também podem aumentar a profundidade da memória de cada segmento, fazendo com que seja possível ver mais atividade do sinal em torno de cada ponto de trigger. Os osciloscópios R&S®RTA4000 são compatíveis com 87.380 segmentos e com memória máxima de 1 Gsample por canal. Os osciloscópios R&S®RTM3000 são compatíveis com 34.952 segmentos e com memória máxima de 400 Msample por canal.