디지털 신호는 기준이 캐리어 주파수의 사인파와 그에 맞는 고조파로 이루어지는데 (푸리에 연산쪽?)

주파수 대역폭이 부족하다면 이러한 고조파를 통과시키지 못함으로서

각져보여야 할 디지털 신호가 고조파의 누락으로 두리뭉실하게 보이고

rising edge와 falling edge를 못 잡게 되니까 안된다~ 이런 개념인가?

그리고 대역폭에서 2배는 실용적인 면이지 나이키스트 이론과는 연관이 없는 2배 인듯?


1. 측정할 주파수가 높다

2. 높은 주파수를 통과시켜줘야 한다(원본 신호의 손실 최소화)

3. 주파수가 높으니 샘플링 레이트가 높아야 한다 (측정 오차의 최소화)

서로 직접적인 연관은 없지만 연관이 있는 기묘한 사이가 되는건가?



Bandwidth
Bandwidth is the single most important characteristic of an oscilloscope, as it gives you an indication of its range in the frequency domain. In other words, it dictates the range of signals (in terms of frequency) that you are able to accurately display and test. Bandwidth is measured in Hertz. Without sufficient bandwidth, your oscilloscope will not display an accurate representation of the actual signal. For example, the amplitude of the signal may be incorrect,
edges may not be clean, and waveform details may be lost. The bandwidth of an oscilloscope is the lowest frequency at which an input signal is attenuated by 3 dB. Another way to look at bandwidth: If you input a pure sine wave into the oscilloscope, the bandwidth will be the minimum frequency where the displayed amplitude is 70.7% of the actual signal amplitude. For details about oscilloscope bandwidth, see application note,
Evaluating Oscilloscope
Bandwidths for Your Applications
.

Sample rate
The sample rate of an oscilloscope is the number of samples the oscilloscope can acquire per second. It is recommended that your oscilloscope have a sample rate that is at a least 2.5 times greater than its bandwidth. However, ideally the sample rate should be 3 times the bandwidth or greater.
You need to be careful when you evaluate an oscilloscope’s sample rate banner specifications. Manufacturers typically specify the maximum sample rate an oscilloscope can attain, and sometimes this maximum rate is possible only when one or two channels are being used. If more channels are used simultaneously, the sample rate may decrease. Therefore, it is wise to check how many channels you can use while still maintaining the specified maximum sample rate. If the sample rate of an oscilloscope is too low, the signal you see on the scope may not be
very accurate. As an example, assume you are trying to view a waveform, but the sample rate only produces two points per period (Figure 26). Now consider the same waveform, but with an increased sample rate that samples seven times per period (Figure 27).
It is clear that the greater the samples per second, the more clearly and accurately the waveform is displayed. If we kept increasing the sample rate for the waveform in this above example, the sampled points would eventually look almost continuous. In fact, oscilloscopes usually use sin(x)/x interpolation to fill in between the sampled points.
For more information about oscilloscope sampling rates, see application note,
Evaluating Oscilloscope Sample Rates vs. Sampling Fidelity: How to Make the Most Accurate Digital Measurements. 

[링크 : http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5989-8064EN.pdf]


1. 대역폭

대역폭은 최소의 진폭 손실로 아날로그 프런트 엔드를 통과할 수 있는 입력 신호의 주파수 범위를 뜻합니다. 대역폭은 사인꼴 입력 신호가 원래 진폭의 70.7 퍼센트 또는 -3 dB 포인트로 감쇠될 때의 주파수로 정의됩니다.

일반적으로 신호의 최고 주파수 컴포넌트의 최소 2배의 대역폭이 있는 디지타이저를 사용할 것을 권장하고 있습니다.

오실로스코프와 디지타이저는 디지털 펄스와 같은 신호 또는 샤프 엣지를 가진 기타 신호의 상승 시간을 측정하는 데에 주로 사용됩니다. 본 신호는 고주파수로 구성되어 있습니다. 신호의 모양을 캡쳐하기 위해 고대역폭 디지타이저가 필요합니다. 예를 들어, 10 MHz 사각파는 10 MHz 사인파 및 무한개의 고조파로 구성됩니다. 본 신호의 모양을 캡쳐하기 위해 여러 고조파를 캡쳐하기에 충분한 대역폭이 있는 디지타이저를 사용해야 합니다. 그렇지 않을 경우 신호가 왜곡되어 측정이 부정확합니다.


2. 샘플링 속도

이전 섹션에서 디지타이저 또는 오실로스코프의 가장 중요한 사양 중 하나인 대역폭에 대해 살펴보았습니다. 그러나, 고대역폭은 샘플링 속도가 충분하지 않다면 유용하지 않을 수 있습니다.

대역폭은 최소 감쇠로 디지털화될 수 있는 가장 높은 사인파로 정의되며, 샘플링 속도는 디지타이저 또는 오실로스코프에서 아날로그-디지털 변환기 (ADC)가 유입되는 신호를 디지털화하기 위한 클로킹된 속도를 의미합니다. 샘플링 속도와 대역폭이 직접적인 연관이 없다는 것을 명심하십시오. 그러나, 이 두 가지 중요한 사양간의 관계를 파악하기 위해 대략적으로 사용되는 법칙이 있습니다.

디지타이저의 실시간 샘플링 속도 = 디지타이저 대역폭의 3~4배

나이키스트 이론은 앨리어스를 방지하기 위해서 디지타이저의 샘플링 속도가 측정되는 신호의 가장 높은 주파수 요소보다 최소 2배가 되어야 한다는 이론입니다. 그러나 최고 주파수의 2배로 샘플링하는 것은 시간 영역 신호를 정확하게 재생성하기에 충분하지 않습니다. 유입된 신호를 정확하게 디지털화하기 위해 디지타이저의 실시간 샘플링 속도는 디지타이저 대역폭의 최소 3, 4배가 되어야 합니다. 이해를 돕기 위해 하단의 그림을 살펴보고 오실로스코프에서 어떤 신호를 볼 수 있을지 생각해 보십시오. 

[링크 : http://www.ni.com/white-paper/4333/ko/]

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Posted by 구차니

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