Oszilloskope Überabtastung

Yonas Gast #3178894
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Hallo zusammen,
ich habe ein kleines Verständnisproblem und zwar ich habe ein Signal mit 
einer Bandbreite von 10 MHZ und ein Oszilloskop der mit 100 MHz das 
Signal abtastet und darstellt. Nun habe ich gelesen, dass das 
Oszilloskop intern nur mit 8 Bit arbeitet. Die Auflösung von 8 Bit ist 
leider für meine Anwendung einbißchen zu wenig. Nun habe ich mir 
volgendes überlegung, um die Dynamik des AD-Wandlers zurechnen:

DR = 3 * (2*N+1)/2*pi^(2*N) OSR^(2N+1)

Signal B = 10 MHz Oszilloskop Abtastung fs = 100 MHz

OSR = fs/(2*B) --> OSR = 5 (Oversampling Ratio)

DR = 3 * (2*N+1)/2*pi^(2*N) OSR^(2N+1) --> Anhame N =1
Dr = 9/(2*pi^2)*OSR^2 --> DR = 11,398 DB

Dynamik Dr = N *6dB + 1,76 --> Dr = 1,96 Bit

Auflösung_in_summe = 8 Bit + 1,96 = 9,6 Bit

Die Frage die ich mir jetzt stelle ist, darf ich den Ad-Wandler als 
Delta Sigma Wandler betrachten um die Dynamik zu berechnen. Vielen Dank
Antwort Zitieren Bearbeiten Thread verschieben Thread sperren Anmeldepflicht aktivieren Anpinnen Thread löschen Thread mit anderem zusammenführen Beitrag melden
Udo S. #3179011
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Yonas schrieb:
> Nun habe ich gelesen, dass das
> Oszilloskop intern nur mit 8 Bit arbeitet. Die Auflösung von 8 Bit ist
> leider für meine Anwendung einbißchen zu wenig.

Was ist deine Anwendung?
Typischerweise sind die Genauigkeiten von > 5% und im Megahertzbereich 
sehr mit Vorsicht zu geniesen. Da reicht ein nicht angepasster Abschluss 
eine längere Leitung und schon sieht dein Signal locker 5% anders aus.

10MHz ist eh ziemlich wenig als Analogbandbreite. Da wirst du eine 
Genauigkeit < 0,5% wenn überhaupt nur im höheren kHz Bereich haben.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Diekuhistwiederda Gast #3179054
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Yonas schrieb:
> Die Frage die ich mir jetzt stelle ist, darf ich den Ad-Wandler als
> Delta Sigma Wandler betrachten um die Dynamik zu berechnen. Vielen Dank

Ich gehe mal davon aus, dass Du das nicht kannst. Alle moderneren DSO's 
haben Flash-ADC's. ΔΣ bei DSO's wäre mir zumindest neu.

Viele moderne Oszilloskope besitzen einen "hochauflösend"-Modus, wo 
diese dann mit bis zu 10 Bit auflösen. Das Verfahren dahinter schimpft 
sich "Boxcar Averaging". --> 
http://sunnytek.net/admin/xiazaifiles/2010114103920522.pdf
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Freidhof Gast #3179216
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Hallo,

die erste Frage bei einem Oszilloskop ist die Genauigkeit bei voller 
Bandbreite. Eine Möglichkeit, diese auszudrücken, ist der ENOB 
(effective number of bits) der Erfassung. Hierbei werden in dem ENOB die 
Störungen durch den ADC und den Eingangsverstärkern zusammengefasst. So 
haben gute Oszilloskope mit einem 8 bit ADC ein ENOB von 6 - 7 bit. Der 
ENOB fasst nichtlineare Verzerrungen und das Rauschen der Erfassung 
zusammen.
Sollte die dominante Störung Rauschen sein, führt eine Bandbegrenzung 
nach der Erfassung zu einem Genauigkeitsgewinn. Bei unkorrelierten 
Rauschen führt jede Viertelung der Bandbreite zu einem zusätzlichen Bit 
an Genauigkeit. Leider ist das Rauschen von Oszilloskopen häufig 
korreliert (z. B. durch die Bandbegrenzung vor dem ADC). Somit steigt 
die Genauigkeit nicht wie gehofft.

Noch kniffeliger wird die Frage bei der Nichtlinearität. Da kann eine 
Filterung nach dem ADC nicht unbedingt zu einer Genauigkeitsverbesserung 
führen. Z. B. wird bei vielen Oszilloskopen eine DC Gain Accuracy von 2 
% of Fullscale spezifiziert. Dies bedeutet, dass eine gemessene 
Differenzspannung vom tatsächlichen Wert um 2 % des Anzeigebereichs 
abweichen kann.
In diesem Fall wird durch eine nachträgliche Filterung nur der falsche 
Wert mit weniger Rauschen dargestellt.

Fazit: Weniger Rauschen führt nicht unbedingt zu einem genaueren 
Ergebnis.

Gruss

Markus

P. S. Sorry für die schlechte Rechtschreibung, ich sitze hier in einer 
tosenden Kinderspiellandschaft (>200 Kinder)
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Thread beobachten

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

Bestehender Account

oder

Mit Google-Account einloggen

Noch kein Account?

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren