เครื่องมือและการวัด

คำนวณความยาวบันทึกให้เก็บทั้งช่วงรอและรายละเอียดเร็วได้

เชื่อมจำนวนจุด อัตราสุ่ม และระยะบันทึก พร้อมตัวอย่างจัดหน้าต่างก่อนหลังเหตุการณ์ และตรวจผลแลกเปลี่ยนของการใช้หน่วยความจำลึก

หน่วยความจำวัดเป็นจำนวนจุดก่อนเป็นวินาที

ความยาวบันทึกของออสซิลโลสโคปมักระบุจำนวนจุดที่เก็บในหนึ่งการรับ ไม่ใช่จำนวนวินาทีตายตัว ระยะเวลาที่จุดเหล่านั้นครอบคลุมขึ้นกับอัตราสุ่ม หากเก็บถี่ขึ้น หน่วยความจำเท่าเดิมจะหมดเร็วขึ้น การวางแผนจึงต้องกำหนดทั้งรายละเอียดเวลาสั้นที่สุดและช่วงรวมที่ต้องเห็น แล้วค่อยตรวจว่าจำนวนจุดที่ใช้ได้รองรับหรือไม่

ตัวเลขความจุสูงสุดยังอาจขึ้นกับจำนวนช่อง โหมดรับ และการจัดสรรของเครื่อง ต้องอ่านค่าที่กำลังใช้จริงหลังตั้งทั้งหมด ไม่ใช้ตัวเลขความจุรวมแทนต่อช่องโดยอัตโนมัติ และไม่คิดว่าหน่วยความจำสำหรับบันทึกภาพหน้าจอเท่ากับหน่วยความจำจุดคลื่น เพราะข้อมูลสองชนิดมีหน้าที่ต่างกัน

ภาพอธิบาย 1หน่วยความจำเชื่อมเวลาและความละเอียด
  1. บริบทที่ต้องมี

    รวมช่วงก่อนและหลังทริกเกอร์

  2. เลือก fs

    กำหนดจากรายละเอียดสั้นที่สุดที่ต้องแยก

  3. คูณจำนวนจุด

    ประมาณN = fs × เวลารวมต่อช่อง

  4. ตรวจเครื่อง

    อ่านความจุจริงหลังเปิดทุกช่อง และตรวจว่าไฟล์ส่งออกเต็มบันทึก

จำนวนจุดเท่าเดิมให้ช่วงสั้นลงเมื่อเพิ่มอัตราสุ่ม

คำนวณจากช่วงก่อนและหลังเหตุการณ์

สมมติต้องเห็นสัญญาณก่อนทริกเกอร์ 20 ms และหลังทริกเกอร์ 80 ms รวมช่วง 100 ms หากเลือก 5 MS/s จำนวนจุดประมาณคือ 5,000,000 × 0.100 = 500,000 จุดต่อช่อง และระยะจุดคือ 0.2 µs ตัวเลขนี้เป็นแผนเก็บข้อมูล ไม่ใช่ข้อกำหนดของรถหรือรุ่นเครื่องใด ต้องตรวจว่าระดับรายละเอียด 0.2 µs เหมาะกับปริมาณที่จะวัดจริงด้วย

ถ้ามีหน่วยความจำใช้งานเพียง 100,000 จุด จะเก็บได้ประมาณ 20 ms ที่ 5 MS/s ซึ่งน้อยกว่าช่วงรวมที่ต้องการห้าเท่า ทางเลือกคือเพิ่มหน่วยความจำที่ใช้ได้ ลดช่วงรวม หรือยอมลดอัตราเป็นประมาณ 1 MS/s เพื่อให้ครอบคลุม 100 ms แต่การลดอัตราทำให้ระยะจุดเพิ่มจาก 0.2 เป็น 1 µs และอาจไม่รองรับรายละเอียดเดิม ต้องเลือกโดยบอกสิ่งที่ยอมเสีย

หากมีสองช่องและเครื่องกำหนดความจุต่อช่องเพียงพอ จำนวนข้อมูลรวมของแผนแรกจะประมาณหนึ่งล้านจุด แต่รูปแบบไฟล์อาจมีจำนวนไบต์ต่อจุดต่างกัน รวมทั้งเวลาและหัวข้อมูล จึงไม่ควรแปลงจำนวนจุดเป็นขนาดไฟล์ด้วยสมมติฐานหนึ่งไบต์ต่อจุดโดยไม่อ่านรูปแบบส่งออก การประเมินพื้นที่เก็บระยะยาวควรใช้ไฟล์ตัวอย่างจริงหลังเลือกโหมดแล้ว

หน้าต่างทริกเกอร์ใช้ความจุร่วมกัน

ข้อมูลก่อนและหลังทริกเกอร์อยู่ในบันทึกเดียวกันตามการตั้งตำแหน่ง การเพิ่มส่วนก่อนโดยคงความยาวรวมอาจลดส่วนหลัง ไม่ได้เพิ่มประวัติฟรี ตัวอย่างรวม 100 ms หากย้ายจากก่อน 20 ms เป็นก่อน 70 ms จะเหลือหลัง 30 ms เหตุการณ์ที่เกิดหลังทริกเกอร์ 60 ms จึงหลุดช่วงใหม่ แม้เครื่องยังรายงานจำนวนจุดรวมเท่าเดิม

การตั้งตำแหน่งทริกเกอร์ต้องผูกกับคำถาม เช่น ต้องเห็นสภาพนำไปสู่พัลส์หรือผลตอบสนองหลังพัลส์ ไม่เลือกตามตำแหน่งกลางภาพอย่างเดียว ถ้ายังไม่รู้ระยะเหตุการณ์ ควรใช้การสำรวจช่วงกว้างที่อัตราพอสำหรับการค้นตำแหน่ง แล้ววางแผนละเอียดขึ้น โดยไม่เอาผลสำรวจที่หยาบไปยืนยันรายละเอียดขอบที่ไม่เคยเก็บครบ

ภาพอธิบาย 2เก็บก่อน20 msหลัง80 ms
  1. ความจุที่ต้องใช้

    5,000,000 × 0.100 ≈ 500,000จุดต่อช่อง

  2. ถ้ามี100,000จุด

    ที่5 MS/sเก็บได้ประมาณ20 ms

  3. หากยืดเป็น100 ms

    ต้องลดเหลือประมาณ1 MS/sเมื่อความจุเท่าเดิม

  4. ผลแลกเปลี่ยน

    ระยะจุดเพิ่มจาก0.2เป็น1 µs ต้องตรวจว่ารายละเอียดเป้าหมายยังพอ

ตัวอย่างสมมติช่วงรวม100 msที่5 MS/s

ความจุลึกมีผลแลกเปลี่ยน

การเก็บยาวช่วยรักษาบริบทและเพิ่มโอกาสเห็นหลายเหตุการณ์ภายในหนึ่งบันทึก แต่การรับ ประมวลผล และส่งออกข้อมูลมากอาจทำให้รอบอัปเดตช้าลงตามสถาปัตยกรรม การเพิ่มความลึกสูงสุดจึงไม่ใช่คำตอบที่ดีที่สุดเสมอเมื่อสนใจพัลส์หายากระหว่างหลายการรับ ต้องพิจารณาทั้งช่วงครอบคลุมในบันทึกและช่วงที่เครื่องไม่รับระหว่างบันทึก

สำหรับเหตุการณ์สั้นที่เกิดห่างกันมาก โหมดหน่วยความจำแบ่งช่วงอาจช่วยใช้จุดกับบริเวณเหตุการณ์ แต่ข้อมูลระหว่างช่วงไม่ได้ถูกเก็บเหมือนบันทึกต่อเนื่อง จึงเป็นทางเลือกที่ตอบอีกโจทย์ ไม่ควรนำช่วงย่อยมาเรียงแล้วอ้างว่ามีประวัติต่อเนื่องทั้งระยะเวลา หากต้องเห็นสัญญาณช่วงรอจริง ความยาวบันทึกต่อเนื่องยังมีบทบาทที่โหมดแบ่งช่วงทดแทนไม่ได้ทั้งหมด

  1. กำหนดเวลารวมจากบริบทก่อนและหลังที่จำเป็น ไม่เริ่มจากความจุสูงสุดของเครื่อง
  2. กำหนดอัตราสุ่มจากรายละเอียดที่ต้องวัด แล้วคูณกับเวลารวมเป็นจำนวนจุดประมาณ
  3. ตรวจความจุต่อช่องและโหมดรับจริงหลังเปิดทุกช่องที่ต้องใช้
  4. ตั้งตำแหน่งทริกเกอร์แล้วตรวจระยะก่อนหลังที่เหลือ ไม่ดูเพียงเวลารวม
  5. เก็บลำดับฝึกและส่งออกหนึ่งไฟล์เพื่อตรวจจำนวนจุด ช่วงเวลา และความเร็วการจัดการข้อมูล

ข้อผิดพลาดจากการซูมและการส่งออก

ความสามารถซูมภาพไม่ได้รับรองว่ามีจุดละเอียดอยู่ในพื้นที่นั้น หากอัตราสุ่มถูกลดเพื่อยืดบันทึก การซูมเห็นเส้นเชื่อมแต่ไม่ได้เพิ่มข้อมูล การดูจำนวนตัวอย่างรอบเหตุการณ์จึงสำคัญกว่าดูว่าซูมได้กี่เท่า และควรเก็บค่าจริงของ fs หลังตั้งหน่วยความจำเพื่อให้ผู้ตรวจรู้ว่าข้อมูลระหว่างจุดห่างเท่าไร

ไฟล์ที่ส่งออกอาจเป็นเฉพาะหน้าต่างที่แสดงหรือเป็นข้อมูลลดจำนวน แม้เครื่องมีบันทึกเต็มอยู่ หากไฟล์มี 2,000 จุดแทนแผน 500,000 จุด ต้องตรวจเมนูส่งออกก่อนวิเคราะห์ ไม่สรุปว่าความจุเครื่องผิดหรือบันทึกขาดจากจำนวนแถวทันที การเก็บฉบับเต็มในรูปแบบที่รักษาการสเกลและเวลาได้ช่วยให้ตรวจซ้ำได้ดีกว่าภาพอย่างเดียว

ระยะจากจุดแรกถึงจุดสุดท้ายเท่ากับ (N−1)/fs สำหรับการสุ่มสม่ำเสมอ ส่วน N/fs เป็นค่าประมาณวางแผน หากต้องตรวจแกนเวลาระดับหนึ่งช่วงสุ่ม ให้ใช้สูตรแรกและอ่านนิยามเวลาในไฟล์ นอกจากนี้คำว่า K หรือ M ในเอกสารอาจใช้จำนวนต่างกันตามระบบ ต้องตรวจจำนวนเต็มที่เครื่องรายงานเมื่อความต่างเล็กนั้นกระทบตำแหน่งปลายบันทึก

ตรวจผลด้วยตำแหน่งเหตุการณ์ที่ทราบ

ใช้ชุดฝึกแรงดันต่ำสร้างเหตุการณ์ก่อนและหลังจุดทริกเกอร์ในระยะที่ทราบ ตรวจว่าแผน 20 ms ก่อนและ 80 ms หลังเห็นส่วนที่ต้องการครบ และเปิดไฟล์ตรวจเวลาต้นปลายกับจำนวนจุด หากส่วนหลังขาด ให้ตรวจตำแหน่งทริกเกอร์และความยาวจริงก่อนเพิ่มจำนวนรอบทดลอง เพราะการทำซ้ำด้วยหน้าต่างผิดจะยังขาดเหมือนเดิม

รายงานควรระบุจำนวนจุดต่อช่อง อัตราสุ่ม ช่วงก่อนหลัง และข้อมูลที่ส่งเป็นบันทึกเต็มหรือหน้าต่างย่อย ข้อสรุปว่าบันทึกครอบคลุม 100 ms ที่ 5 MS/s จึงตรวจได้จากประมาณ 500,000 จุดและระยะเวลาในไฟล์ เมื่อมีรายละเอียดเหล่านี้ ผู้ตรวจจะประเมินได้ทั้งความครบของบริบทและความสามารถแยกเหตุการณ์เร็ว โดยไม่ต้องเดาจากขนาดไฟล์หรือความกว้างภาพ

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. Tips: How to Select an Oscilloscope Before you Buy - Part I · Keysight Technologies
  2. Evaluating Oscilloscope Bandwidth, Sample Rate, and Performance Specs · Tektronix

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า