Avantages et limites des oscilloscopes numériques

Introduction
Avec leurs fonctionnalités sophistiquées et leurs interfaces intuitives, les oscilloscopes numériques ont complètement transformé le monde de la mesure électronique. Il y a de nombreux avantages à utiliser ces instruments par rapport à leurs prédécesseurs analogiques, mais il y a aussi quelques inconvénients à garder à l'esprit.

Les avantages et les inconvénients de oscilloscopes numériques seront abordés dans cet article. Afin de choisir le oscilloscope approprié pour une application donnée et pour garantir une analyse précise du signal, la compréhension de ces critères est essentielle.

Avantages des oscilloscopes numériques :
Exactitude et précision des mesures
Dans une confrontation directe entre les oscilloscopes numériques et analogiques, il est tout à fait évident que les oscilloscopes numériques offrent des mesures plus exactes et plus précises. Avant que les données de forme d'onde ne soient fournies, la procédure de numérisation les nettoie de tout bruit et distorsion indésirables qui auraient pu s'y trouver.

La haute résolution de l'ADC permet d'effectuer des mesures précises de la tension et du temps, ce qui, à son tour, permet d'effectuer une analyse et une caractérisation correctes des formes d'onde.

Traitement et analyse du signal
Par rapport aux oscilloscopes analogiques, oscilloscopes numériques sont capables d'un traitement et d'une analyse de signal plus avancés. Toutes ces opérations mathématiques, telles que la transformée de Fourier rapide (FFT), qui est utilisée pour l'analyse du domaine fréquentiel ; les fonctions mathématiques de forme d'onde, qui sont utilisées pour effectuer des opérations mathématiques sur les formes d'onde ; options de déclenchement accrues, qui sont utilisées pour capturer certaines occurrences ; ce sont tous des exemples de fonctions mathématiques que ces instruments sont capables d'accomplir.

Les capacités de mesure et d'analyse intégrées des oscilloscopes numériques incluent souvent des mesures telles que la tension crête à crête, la fréquence, le temps de montée et la largeur d'impulsion. Ces mesures simplifient la gestion des tâches d'analyse de signal, même les plus difficiles.

Stockage et rappel des données de forme d'onde
L'une des caractéristiques les plus utiles des oscilloscopes numériques est leur capacité à enregistrer et à lire des formes d'onde. Les oscilloscopes numériques ont souvent une mémoire interne ou une option de stockage externe. Cela permet aux utilisateurs d'enregistrer des formes d'onde pour référence ou analyse ultérieure. Lorsque vous travaillez avec des signaux complexes ou intermittents, avoir la capacité de capturer et d'analyser des formes d'onde qui seraient manquées par l'observation en temps réel seule est une compétence très utile à avoir.

Affichage flexible et interface utilisateur
Il existe une grande variété d'options d'affichage disponibles sur les oscilloscopes numériques, et ils sont également assez faciles à utiliser. La forme d'onde peut être facilement déplacée, panoramique et agrandie afin de se concentrer sur certains aspects des données.

La grande majorité des gens d'aujourd'hui oscilloscopes numériques sont équipés d'écrans tactiles conviviaux et d'interfaces utilisateur pilotées par menus, ce qui facilite les réglages des paramètres de l'instrument. La polyvalence et la convivialité du système contribuent à une amélioration de la productivité ainsi qu'à une simplification du processus de mesure.

Connectivité et partage de données
USB, Ethernet et Wi-Fi ne sont que quelques exemples des connecteurs populaires que l'on trouve sur les oscilloscopes numériques actuels. Ces connexions simplifient l'envoi et la réception de données et permettent le contrôle à distance.

Les informations contenues dans une forme d'onde peuvent être exportées vers un ordinateur, où elles peuvent être étudiées ou partagées avec d'autres employés ou clients. Grâce aux capacités d'intégration logicielle de cette connectivité, les processus de mesure peuvent être automatisés et personnalisés pour répondre à une variété de besoins.

Limites des oscilloscopes numériques :
Limitation de bande passante
La bande passante des oscilloscopes numériques limite le niveau de précision avec lequel ils peuvent mesurer des signaux fonctionnant à des fréquences élevées. La bande passante des oscilloscopes numériques est limitée par le frontal analogique et le taux d'échantillonnage des instruments.

La bande passante d'un oscilloscope est ce qui affecte sa capacité à capturer et à afficher divers signaux d'intérêt. De plus, il est possible que la bande passante effective puisse diminuer si des canaux supplémentaires sont utilisés ou si des procédés de traitement de signal plus complexes sont utilisés.

Crénelage et taux d'échantillonnage
L'aliasing apparaîtra dans l'affichage du signal produit par un oscilloscope numérique si le taux d'échantillonnage est réglé trop bas. L'aliasing se produit à des fréquences plus élevées. Selon le théorème d'échantillonnage de Nyquist-Shannon, la fréquence d'échantillonnage doit être deux fois plus élevée que la composante de fréquence la plus élevée qui est analysée.

Dans le cas où ce critère n'est pas satisfait, la forme d'onde reconstruite peut être erronée, ce qui conduirait à fausser les mesures. Les effets de crénelage peuvent être évités en portant une attention particulière à la fréquence d'échantillonnage.

Fidélité du signal et artefacts analogiques
Quand oscilloscopes numériques numériser des signaux analogiques, il est possible qu'une partie de l'intégrité du signal soit perdue. Au cours du processus de numérisation, le bruit de quantification et les limitations de la capacité à afficher des formes d'onde analogiques continues sont établis. Ces limitations peuvent être problématiques.

Pour cette raison, les oscilloscopes numériques ont le potentiel de présenter des artefacts tels que la gigue, la distorsion des bords et une résolution verticale limitée. Lors de l'analyse de signaux de bas niveau ou de signaux numériques à grande vitesse avec des transitions de front rapides, ces distorsions peuvent nuire à la précision et à la fidélité des formes d'onde mesurées, ce qui rend l'évaluation moins fiable.

Plage dynamique limitée
Par rapport à leurs homologues analogiques, les oscilloscopes numériques ont une plage dynamique plus étroite. La mesure dans laquelle l'amplitude d'un signal peut être capturée et affichée correctement est appelée plage dynamique du système.

Les oscilloscopes numériques ont l'avantage d'avoir une grande résolution verticale, mais il est possible qu'ils ne soient pas capables de gérer des signaux très puissants. LISUN possède les meilleurs oscilloscopes numériques du marché.

Si la plage de tension d'entrée de l'oscilloscope est dépassée, il est possible que le signal soit écrêté ou déformé. Si vous choisissez un oscilloscope doté d'une plage d'entrée appropriée, vous éviterez peut-être de commettre des erreurs de mesure dues au dépassement de la plage dynamique.

Prix
Oscilloscopes numériques, par rapport à leurs prédécesseurs analogiques, ont souvent un prix d'achat initial plus élevé. Les interfaces utilisateur élaborées, le traitement avancé du signal numérique et la numérisation rapide sont tous des facteurs qui contribuent au prix élevé.

De plus, le prix des oscilloscopes numériques peut varier considérablement en fonction des spécifications et des niveaux de performances requis, en particulier à mesure que la technologie progresse et que de nouvelles fonctionnalités sont mises à disposition. Lors du choix entre oscilloscopes numériques et analogiques, il est essentiel de prendre en considération les exigences de mesure spécifiques en plus des contraintes budgétaires.

Courbe d'apprentissage
Les oscilloscopes numériques, par rapport à leurs prédécesseurs analogiques, peuvent avoir une courbe d'apprentissage plus difficile à naviguer. Les oscilloscopes numériques sont livrés avec un nombre écrasant de fonctionnalités, de paramètres et d'options de mesure, ce qui peut les rendre difficiles à comprendre pour les utilisateurs novices.

Apprendre à utiliser les vastes capacités d'analyse du signal, naviguer dans les menus et configurer les options de déclenchement complexes peut nécessiter plus de temps et d'efforts que prévu. Les oscilloscopes numériques sont équipés de capacités complexes ; pourtant, seuls ceux qui ont des connaissances préalables peuvent les utiliser correctement.

Conclusion
La précision des mesures, le traitement du signal, la capacité de stockage et la convivialité ne sont que quelques-uns des nombreux atouts de oscilloscopes numériques. Ces outils fournissent une analyse exacte des formes d'onde, un traitement sophistiqué du signal et des possibilités de partage de données. Cependant, les inconvénients des oscilloscopes numériques ne doivent pas être négligés.

Ceux-ci incluent la bande passante limitée des appareils, les effets d'alias, la qualité du signal, la plage dynamique, le prix et la courbe d'apprentissage pour leurs capacités plus complexes. En tenant compte de ces avantages et inconvénients, les utilisateurs peuvent faire des sélections éclairées sur l'oscilloscope qui fournira les mesures les plus utiles et l'analyse des signaux la plus fiable.

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