Недавно баловался с цифровым осциллографом Тектроникс. Очень понравился. Прямо удивительная машинка.
Работает как и обычный аналоговый осциллограф, только лучше... Даже не буду говорить про всякие примочки (накопление, БПФ и прочее).
Однако, поскольку знаком с устройством подобного рода приборов и основами цифровой обработки сигналов, возник ВОПРОС -
как прибор показывает правильную картинку?
Поясню - в цифровых осциллографах обычно используют очень быстрые АЦП, которые позволяют даже для непериодических сигналов получить достаточное количество отсчетов, чтобы правильно показать форму сигнала. Для периодических сигналов стробоскопический метод позволяет еще больше увеличить количество точек. А если сигнал низкочастотный (1 Гц), то как быть - данных слишком много (на каждый пиксель экрана может приходиться до 10Е5-10Е6 отсчетов). Вот тут-то я встал
Самое первое что приходит на ум - децимация. Но тогда я должен отфильтровать отсчеты и только после этого выбросить "лишние" отсчеты. Если я так сделаю, то НЧ сигнал будет виден хорошо, а ВЧ вообще не виден (отфильтруется)! Однако я специально давал на вход осциллографа "смесь" двух частот 1Гц и 100КГц - 100КГц видно в виде расширения линии 1 Гц на величину амплитуды 100 КГц.
Аллясинга нет! - значит просто так точки не выбрасываюся!
Как оно сделано?

Обычно у Теков есть возможность вывести на индикацию текущую частоту оцифровки. Вы увидете, что на НЧ сигналах это отнюдь не 1 ГГц, а всего лишь размер_буфера/длительность_развертки. А для отображения "глитчей" есть отдельная фича - пиковый детектор, вот он и работает с максимальной частотой (один отсчет фиксирует максимум, следующий - минимум) фиксируя мин-мах сигнала за время 2 периодов дискретизации

А у нас агилентовский DSO30xx.
Он мне и так не особо нравится (тек всё-таки поприятнее), а однажды вообще меня в ступор ввёл.

Смотрю так генерацию на кварце - а он показывает синусоиду с частотой несколько кГц (вместо 2 МГц). Хорошо хоть догадался ручку развёртки покрутить.
Синусоида осталась неизменной, только масштаб по горизонтали изменился.

У тека такого никогда не наблюдал, он закрашивает сплошняком, если частота сигнала слишком высокая.

Мне доводилось подавать синусоиду с частотой, кратной частоте оцифровки осциллографа. К примеру, сигнал 40 МГц при развёртке 1 мс на клетку. Был полнейший "aliasing": на экране была видна синусоида с частотой порядка кигогерца. При развёртке 100 нс на клетку картинка была правильной. Советую самому провести такой эксперимент. Только вот источник сигнала должен быть с хорошим кварцем, как у осциллографа.
Да, забыл, это TDS3032.

Закрашивает Тек TDS2000 только тогда, когда включен режим пик-детектора, А иначе получите то же самое, что на вашем DSO - aliasing (наложение спектра по-нашему)

У практически всех бюджетных цифровых осциллографов с относительно небольшим буфером (несколько Ksamples) есть два режима сбора информации - обычный и режим пик-детектора. В обычном режиме все работает как и положено - данные захватываются с частотой BuffSize/AccTime, при этом никто отсутствие алиасинга и не обещает. В режиме пик-детектора АЦП фиксирует в одном такте максимум сигнала, а в следующем - минимум. При этом время захвата экстремума сигнала 1/Fmax - где Fmax - это максимальная частота дискретизации, для бюджетных моделей - 1 или 2 ГГц. У осциллографов с десятками гигов памяти пик-детектор зачастую не нужен.

У современных быстрых АЦП частоту дискретизации менять можно весьма в ограниченных пределах. Кроме того если просто не делать часть отсчетов при том же входном тракте будет наблюдаться алясинг - разные частоты будут давать одинаковый результат. Про иголки - интересный момент, но мне думается что этот детектор реализован алгоритмически, а не железно. А почему время работы "пикового детектора" составляет 2 периода частоты дискретизации, а не время приходящееся на один пиксель экрана?






Т.е. наблюдали алясинг! У тека я такого не видел



Обязательно попробую.




На счет режима пик-детектора - очень похоже на истину.
Интересно - если памяти гиг, а экран 320*240, то как вывести картинку?

А его отсутствие (aliasing) в таком режиме никто и не обещал. Это не бага, это фича И с чего вы взяли, что в скопах есть ограничение на мин. частоту дискретизации? Постмотрите, какую частоту дискретизации выдает сам скоп.
Там есть растяжка и весьма навороченные режимы анализа и поиска аномалий в этом массиве данных

Для изменения частоты дискретизации «у современных быстрых АЦП» не обязательно изменять частоту сэмплирования на входе "clk" АЦП. Достаточно записывать в ФИФО, который стоит на выходе АЦП, каждый второй, третий, ..., N-ный сэмпл.

У тека тоже все есть в полный рост, что у 2000, что у 3000 серий. Смотришь на кварц 12 МГц при частоте развертки в килогерцы - на экране замечательный синус.