Hallo, habe neulich ein Billigscope (USB-DSO für PC - HANTEK 6022BE) gekauft. Es hat wohl maximal einen Bandbreite von 20MHz. Hier der Link zum Hersteler, dort stehen auch die technischen Daten (auf "Parameters" klicken). http://www.hantek.com/en/ProductDetail_2_31.html Eigentlich wollte ich es nehmen, um Ladespannungen bei der Akkuladung aufzuzeichnen. Habe dann spaßeshalber auch mal einen Sinus-Funktionsgenerator angeschlossen und höherfrequente Signale dargestellt. Siehe da, es können tatsächlich Signale bis 20MHz dargestellt werden. Die Kurvendarstellung ist zwar leicht pixelig, aber das Sinussignal läßt sich eindeutig erkennen. Nun frage ich mich, wie das funktioniert. Wenn man ein 20MHz-Sinussignal mit 48Ms/s einsampelt, dürfte doch allenfalls eine Art Rechtecksignal dabei herauskommen. Vielleicht weiss jemand von euch, warum hier ein Sinus dargestellt werden kann.
:
Verschoben durch Moderator
brunomitterer schrieb: > Vielleicht weiss jemand von euch, warum hier ein Sinus dargestellt > werden kann. man Abtasttheorem Du kannst das Sinussignal darstellen, da du mit geringfügig mehr als zwei Stützstellen pro Periode eben den Sinus mitteln kannst. Du kannst natürlich nicht mehr als einen Sinus bei dieser Frequenz mehr rekonstruieren, aber Fourier besagt ja dann auch, dass jede vom Sinus abweichende Signalform einen Oberwellenanteil hat. Wenn du den wegnimmst — nun, dann bleibt halt bloß der Sinus der Grundwelle noch übrig.
Die Mathematik der uncoolen Jungs, die jetzt dein Leben erklärt, schlägt für dein Problem sin(x)/x-Interpolation vor.
Danke für die ausführliche Antwort! Habe zum Vergleich den CLKOUT-Anschluss eines AVRs mit 20MHz-Quarz ans 6022BE angeschlossen. Hier müsste ein Rechtech mit 5Vpp angezeigt werden. Stattdessen wird ein Sinusignal mit 1Vpp angezeigt. Das spricht stark für deine Theorie, dass der eingesampelte Rechteck softwaremäßig "beschönigend" in ein Sinussignal umgewandelt wird. Die Dämpfung von 5Vpp auf 1Vpp ist auch nicht ohne... ... schrieb: > Die Mathematik der uncoolen Jungs, die jetzt dein Leben erklärt, schlägt > für dein Problem sin(x)/x-Interpolation vor. sin(x)/x-Interpolation ist tatsächlich per Buttom standardmäßig aktiviert. Das macht den Rechteck zum Sinus oder was bewirkt diese Funktion?
brunomitterer schrieb: > Das spricht stark für deine Theorie, dass der eingesampelte Rechteck > softwaremäßig "beschönigend" in ein Sinussignal umgewandelt wird. Er wird bereits durch das Antialiasing-Filter am Eingang in einen solchen umgewandelt.
brunomitterer schrieb: > Die Dämpfung von 5Vpp auf 1Vpp ist auch nicht ohne... Und zeigt, daß du das Clock Signal durch deine Messung zu stark belastest, so daß die Amplitude geringer wird und Dein Eingangsverstärker des Oszis am oder über dem Limit ist und nicht mehr messen sondern nur noch schätzen kann. Denk daran bei der Grenzfrequenz hast du schon eine Abschwächung um 3dB, das sind nur noch das 0,7 fache des eigentlichen Signals.
Udo Schmitt schrieb: > Und zeigt, daß > du das Clock Signal durch deine Messung zu stark belastest, so daß die > Amplitude geringer wird Lt. Hersteller hat der Tastkopf eine Input Impedance von 1MΩ 25pF . Jörg Wunsch schrieb: > Er wird bereits durch das Antialiasing-Filter am Eingang in einen > solchen umgewandelt. Das Antialiasing-Filter ist ein Hardware-Filter?
brunomitterer schrieb: > Das Antialiasing-Filter ist ein Hardware-Filter? ja, ein TP, die max. (analog) Bandbreite des Oszis ergibt sich durch die Grenzfrequenz von diesem TP.
brunomitterer schrieb: > Das Antialiasing-Filter ist ein Hardware-Filter? Ja, wie sonst? Das Ding heißt ja so, weil es die höheren Frequenzen bereits vor der Digitalisierung wegwerfen muss, denn danach kann man diese nicht mehr von ihren Aliasen im Basisband unterscheiden. Du solltest dir wirklich mal wenigstens den Wikipedia-Beitrag zum Abtasttheorem durchlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem
brunomitterer schrieb: >> Und zeigt, daß du das Clock Signal durch deine Messung zu >> stark belastest, so daß die Amplitude geringer wird > > Lt. Hersteller hat der Tastkopf eine > Input Impedance von 1MΩ 25pF . Das bezweifele ich. Das ist ein typischer Wert für die Impedanz des Oszi-Eingangs. Ein 1:1-Tastkopf hat üblicherweise ca. 150pF. Das entspricht bei 20MHz einem Scheinwiderstand von 53 Ohm (!!!). Bei einem 10:1-Tastkopf ist man immerhin erst bei 10MOhm / 25pF.
Possetitjel schrieb: > Das bezweifele ich. Das ist ein typischer Wert für die Impedanz > des Oszi-Eingangs. > > Ein 1:1-Tastkopf hat üblicherweise ca. 150pF. Das entspricht > bei 20MHz einem Scheinwiderstand von 53 Ohm (!!!). > > Bei einem 10:1-Tastkopf ist man immerhin erst bei 10MOhm / 25pF. Richtig, habe es grade nachgemessen (nur Tastkopf + Kabel): 1:1 165pF 10:1 20pf
Thomas schrieb: > ja, ein TP, die max. (analog) Bandbreite des Oszis ergibt sich durch die > Grenzfrequenz von diesem TP. Bei einen Oszillograf welche eine vernünftig konstante Gruppenlaufzeit hat wird der Frequenzgang mit 6db/ Oktave begrenzt. Die Steilheit reicht bei weiten nicht aus um Aliasingprodukte zu verhindern. Das Zauberwort für Frequenzen nähe der halben Samplingfrequenz oder sogar drüber abzutasten, heißt Randomsampling. Da wird die Kurve mehrmals abgetastet und jedes mal ein anderes Stück der Kurve digitalisiert. Das kann man z.B. dadurch erzielen, in dem bei jeden Durchgang der Triggerzeitpunkt ein anderer ist. Das wurde schon bei den alten HP54600 Serie gemacht. Die hatten Anfangs auch nur 20 Msamples , konnten aber 100MHz und höher einwandfrei darstellen. Nur halt eben nicht im Singleshot . Ralph Berres
Ralph Berres schrieb: > Das Zauberwort für Frequenzen nähe der halben Samplingfrequenz oder > sogar drüber abzutasten, heißt Randomsampling. > > Da wird die Kurve mehrmals abgetastet und jedes mal ein anderes Stück > der Kurve digitalisiert. Das kann man z.B. dadurch erzielen, in dem bei > jeden Durchgang der Triggerzeitpunkt ein anderer ist. Danke für die ausführliche Antwort! Ist das das gleiche wie "Undersampling"? Das ganze funktioniert aber nur für sich periodisch wiederholende signale, wenn ich es richtig verstanden habe (weil immer ein anderer Teil der Kurve abgetstet wird). Was ich noch nicht verstehe: Arbeitet das besagte HANTEK 6022BE auch mit Random- bzw. Undersampling und kann man damit halbwegs genau auch ein 20MHz-Rechtecksignal abbilden oder wird ein 20MHz-Signal egal mit welcher Wellenform immer als "sinusartig" abgebildet? (letztlich reduziert es sich auf die Frage: bin ich zu "doof" um ein Rechtecksignal ordentlich einzuspeisen oder ist das 6022BE zu "doof", ein Rechtecksignal ordentlich darzustellen? :O| )
brunomitterer schrieb: > Ist das das gleiche wie > "Undersampling"? Ja. > Das ganze funktioniert aber nur für sich periodisch wiederholende > signale, wenn ich es richtig verstanden habe Ja. > Arbeitet das besagte HANTEK 6022BE auch mit Random- bzw. Undersampling Davon ist nicht auszugehen. Nicht nur, dass dann die Abtastlogik darauf ausgerichtet sein müsste, sondern es müsste vor allem der Eingangsteil für diese Frequenzen geeignet sein. Bandbreite in diesem Bereich kostet aber Geld. > oder ist das 6022BE zu "doof", > ein Rechtecksignal ordentlich darzustellen? :O| ) Ja, das kann deine Aufgabe einfach nicht lösen. Mit einem Oszi mit 20 MHz Analogbandbreite kannst du dir noch so einigermaßen einen Rechteck mit 1 MHz angucken, aber nicht viel mehr.
Ralph Berres schrieb: > Thomas schrieb: >> ja, ein TP, die max. (analog) Bandbreite des Oszis ergibt sich durch die >> Grenzfrequenz von diesem TP. > > Bei einen Oszillograf welche eine vernünftig konstante Gruppenlaufzeit > hat wird der Frequenzgang mit 6db/ Oktave begrenzt. Die Steilheit reicht > bei weiten nicht aus um Aliasingprodukte zu verhindern. > > Das Zauberwort für Frequenzen nähe der halben Samplingfrequenz oder > sogar drüber abzutasten, heißt Randomsampling. > > Da wird die Kurve mehrmals abgetastet und jedes mal ein anderes Stück > der Kurve digitalisiert. Das kann man z.B. dadurch erzielen, in dem bei > jeden Durchgang der Triggerzeitpunkt ein anderer ist. > > Das wurde schon bei den alten HP54600 Serie gemacht. Die hatten Anfangs > auch nur 20 Msamples , konnten aber 100MHz und höher einwandfrei > darstellen. Nur halt eben nicht im Singleshot . Nichtsdesto kannst du die Eingansstufe eines Oszilloskops als TP 1.Ordnung modellieren, und die Grenzfrequenz von diesem TP ist immer die kleinste, d.h. bei einem Oszilloskop mit x Hz Analogbandbreite ist immer dieser TP der ausschlaggebende Faktor. So habe ich das zumindest mal gelernt. lg
Danke für die Antworten! Jörg Wunsch schrieb: > Ja, das kann deine Aufgabe einfach nicht lösen. Mit einem Oszi mit > 20 MHz Analogbandbreite kannst du dir noch so einigermaßen einen > Rechteck mit 1 MHz angucken, aber nicht viel mehr. Das kenne ich auch so. Deshalb war ich ganz verwundert, als plötzlich ein 20MHz-Signal als weitgehend sauberer Sinus dargestellt wurde. Da her auch meine Frage hier im Forum.
brunomitterer schrieb: > Deshalb war ich ganz verwundert, als plötzlich ein 20MHz-Signal als > weitgehend sauberer Sinus dargestellt wurde. Klar, der Sinus ist ja die Basis aller Schwingungen (siehe Fourier).
brunomitterer schrieb: > Deshalb war ich ganz verwundert, als plötzlich ein 20MHz-Signal als > weitgehend sauberer Sinus dargestellt wurde. Wieso? Oberwellen des 20 MHz-Signals werden bei dieser Abtastung nicht mehr erfasst, also KANN es nur ein Sinus sein. Für ein Rechteck müsste die Samplingrate ja weit über 100 MHz liegen. Um es nochmal klarzustellen: ein 20 MHz-Signal ohne Oberwellen IST ein Sinus. Welche Kurvenform das Originalsignal hat, kann mit dieser Messung schlicht und einfach nicht festgestellt werden. Georg
Georg schrieb: > Welche Kurvenform das Originalsignal hat, kann mit dieser Messung > schlicht und einfach nicht festgestellt werden. Danke für die klaren Worte!
Georg schrieb: > Wieso? Oberwellen des 20 MHz-Signals werden bei dieser Abtastung nicht > mehr erfasst, also KANN es nur ein Sinus sein. Für ein Rechteck müsste > die Samplingrate ja weit über 100 MHz liegen. Nochmal Diese Annahme gilt nur für Einzelschuss Im Randomsamplingverfahren kann man sehr wohl auch Signale , welche das Abtasttheorem verletzten würden einwandfrei und vollständig erfassen. Unzählige Oszillografen von HP arbeiten nur mit 20Msamples obwohl sie bis 150MHz analoge Bandbreite besitzen, und auch einwandfrei darstellen. Ralph Berres
Du hast übrigens 250MHz Samplingrate, undzwar Echtzeit-Sampling. Das heißt, dein 20MHz-Sinus wird 12,5 mal je Periode abgetastet. Schon ohne Sin x/x-Interpolation reicht das für eine ansehnliche Darstellung aus. Die Scopes, die ich habe, können alle wahlweise linear, oder mit sinx/x interpolieren. Letzteres benötigt mehr Rechenzeit und äußert sich gerne durch eine langsamere Bildschirmaktualisierung. Wenn das Signal keine Anteile hat, die höherfrequent sind, als die halbe Abtastrate, beschönigt sin x/x auch nichts, sondern stellt das Signal realitätsnäher dar, als die lineare Interpolation.
Kevin K. schrieb: > Du hast übrigens 250MHz Samplingrate, undzwar Echtzeit-Sampling. Das > heißt, dein 20MHz-Sinus wird 12,5 mal je Periode abgetastet. Beim Hantek 6022BE ???
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.