Comment choisir un oscilloscope?

Rappelez-vous que la spécification de bande passante d'un oscilloscope est la fréquence du "point -3 dB" d'un signal sinusoïdal d'une amplitude particulière, par exemple 1 Vpp. Au fur et à mesure que la fréquence de votre onde sinusoïdale augmente (tout en maintenant l'amplitude constante), l'amplitude mesurée diminue. La fréquence à laquelle cette amplitude est inférieure de -3 dB est la bande passante de l'instrument. Cela signifie qu'un oscilloscope de 100MHz mesurerait une onde sinusoïdale de 1Vpp de 100MHz à seulement (environ) 0,7Vpp. C'est une erreur d'environ 30%! Afin de mesurer plus correctement, utilisez cette règle empirique: BW / 3 équivaut à environ 5% d'erreur; BW / 5 équivaut à environ 3% d'erreur. En d'autres termes: si la fréquence la plus élevée que vous souhaitez mesurer est de 100 MHz, choisissez un oscilloscope d'au moins 300 MHz, un meilleur pari serait 500 MHz. Malheureusement, cela a le plus d'influence sur le prix...

Comprenez que les signaux d'aujourd'hui ne sont plus des ondes sinusoïdales pures, mais la plupart du temps des ondes carrées. Ceux-ci sont construits en "ajoutant" ensemble les harmoniques impaires de l'onde sinusoïdale fondamentale. Ainsi, une onde carrée de 10 MHz est "construite" en ajoutant une onde sinusoïdale de 10 MHz + une onde sinusoïdale de 30 MHz + une onde sinusoïdale de 50 MHz et ainsi de suite. Règle de base: obtenez un oscilloscope qui a une bande passante d'au moins la 9e harmonique. Donc, si vous optez pour des ondes carrées, il est préférable d'obtenir une lunette avec une bande passante d'au moins 10 fois la fréquence de votre onde carrée. Pour des ondes carrées de 100 MHz, obtenez un oscilloscope 1 GHz... et un budget plus important...

Considérez le temps de montée (chute). Les vagues carrées ont des temps de montée et de descente abrupts. Il existe une règle empirique simple pour connaître la bande passante dont votre oscilloscope a besoin si ces heures sont importantes pour vous. Pour les oscilloscopes dont la bande passante est inférieure à 2,5 GHz, calculez le temps de montée (descente) le plus raide qu'il peut mesurer à 0,35 / BW. Ainsi, un oscilloscope de 100 MHz peut mesurer des temps de montée jusqu'à 3,5ns. Pour les oscilloscopes au-dessus de 2,5 GHz jusqu'à environ 8 GHz, utilisez 0,40 / BW, et pour les oscilloscopes au-dessus de 8 GHz, utilisez 0,42 / BW. Votre risetime est-il le point de départ? Utilisez l'inverse: si vous avez besoin de mesurer des temps de montée de 100ps, vous aurez besoin d'une portée d'au moins 0,400ps = 4 GHz.

Choisissez votre vitesse d'échantillonnage. Les oscilloscopes actuels sont presque tous numériques. Les étapes ci-dessus impliquaient la partie analogique de l'instrument, avant qu'il n'atteigne les convertisseurs A / N pour être «numérisé». Ici, le calcul de la bande passante au temps de montée peut vous aider: un oscilloscope de 500 MHz a un temps de montée calculé de 700ps. Pour reconstruire cela, vous avez besoin d'au moins 2 points d'échantillonnage sur cette arête, donc au moins un échantillon tous les 350ps, soit 2,8Gsa / s (gigaséchantillons par seconde). Les oscilloscopes n'ont pas cette saveur, alors choisissez un modèle avec une vitesse d'échantillonnage plus rapide, par exemple 5Gsa / s (résultant en une «résolution temporelle» de 200ps).

Décidez du nombre de canaux. C'est facile: la plupart des oscilloscopes sont livrés avec des configurations 2 ou 4 canaux, vous pouvez donc choisir ce dont vous avez besoin. Heureusement, les prix ne doublent pas de 2 canaux à 4 canaux, mais cela a un impact important sur le prix de l'instrument. Les oscilloscopes haut de gamme (> = 1 GHz) ont toujours 4 canaux.

Calculez la quantité de mémoire dont vous aurez besoin. En fonction de la quantité de signal que vous souhaitez voir dans une "acquisition en un seul coup", faites bien vos calculs: à 5Gsa / s, vous avez un échantillon tous les 200ps. Un oscilloscope avec une mémoire de 10000 points d'échantillonnage, peut stocker 2µs de votre signal. Un oscilloscope avec 100 millions d'échantillons (ils existent!) Peut stocker 20 secondes! En regardant des signaux répétitifs ou des «diagrammes oculaires», la mémoire est moins importante.

Pensez au taux de répétition. Un oscilloscope numérique utilise beaucoup de temps pour calculer. Entre le moment du déclenchement (voir l'étape suivante), l'affichage du signal capturé sur l'écran et la capture du prochain événement déclenché, la plupart des oscilloscopes numériques «consomment» plusieurs millisecondes. Il en résulte seulement quelques "photos" de votre signal chaque seconde (formes d'onde par seconde), généralement environ 100-500. Un fournisseur a résolu ce problème avec ce qu'on appelle le "Digital Phosphor" (d'environ 4000 wfms / s à> 400000 wfms / s pour les modèles haut de gamme), d'autres ont suivi avec des technologies similaires (mais pas toujours soutenues / continues, plutôt en rafales). Ce taux de répétition est important car ces rares erreurs et défauts dans votre signal peuvent se produire juste à ce moment-là lorsque l'oscilloscope n'acquiert pas, mais est occupé à calculer la dernière acquisition effectuée. Plus le taux de répétition (taux wfms / s) est élevé, plus vos chances de capturer cet événement rare sont élevées.

Vérifiez le type d'erreurs que vous vous attendez à rechercher. Tous les oscilloscopes numériques ont une sorte de déclencheurs intelligents à bord, ce qui signifie que vous pouvez déclencher sur plus que le front montant ou descendant de votre signal. Si votre taux de répétition est suffisamment élevé, vous avez probablement vu ce problème rare toutes les deux secondes. Alors c'est bien d'avoir un déclencheur Glitch.