오실로스코프 용어 - 샘플링 모드(Sampling Mode)

오실로스코프가 입력되는 신호를 샘플링할 때 사용하는 모드를 선택할 수 있습니다. 보통 Timebase 메뉴에서 선택할 수 있습니다. 텔레다인르크로이 오실로스코프의 경우 실시간 샘플링, 반복 샘플링, 롤 모드 또는 시퀀스 모드를 선택할 수 있습니다.

 

그림 1. 타임베이스 메뉴에서 선택 가능한 샘플링 모드

 

1. RealTime 샘플링 모드 - 오실로스코프의 기본적인 샘플링 방법

일정한 시간 간격으로 입력 신호를 샘플링 하여 전압값을 디지타이징 한 후, 파형을 표시하는 모드입니다. 샘플링 클럭 속도에 따라 매 샘플링된 후, 샘플링 포인트에서의 전압값이 디지타이징됩니다. 이 때 샘플링 속도는 반드시 신호의 대역폭보다 2배 이상 높은 샘플링을 유지해야 합니다. (나이키스트 정의)

그림 2. 샘플링 클럭과 샘플 포인트, 디지타이징이 되기 전에 신호는 샘플링 됩니다.

 

오실로스코프 화면에 Sine 파형을 표시하려면 하나의 주기에 4개의 샘플이 필요하며, 펄스파 또는 구형파의 경우 주기당 10개의 샘플이 필요합니다. 화면에 표현할 시간(Capture Time)을 길게하면 메모리 길이의 한계로 인해 샘플링 속도가 낮아집니다. 샘플링 속도와 메모리 그리고 시간 사이에는 다음과 같이 간단히 정의할 수 있습니다.

 

그림 3. 타임베이스 디스크립터 아이콘, 타임베이스와 메모리 샘플링 속도와의 관계

 

Capture time은 한 화면의 왼쪽 끝에서 오른쪽 끝까지의 시간이며, Capture Time의 1/10에서 격자 하나당 시간 즉 Time/div를 얻을 수 있습니다.

 

2. RIS (Random Interleaved Sampling) 모드 또는 반복 샘플링 모드

RIS (Random Interleaved Sampling)은 최대 실시간 샘플링 속도보다 높은 샘플링 속도를 가능하게 하는 신호 포착 기술입니다. 안정되고 반복적인 신호에 적용 가능하며, 최대 가능 샘플링 속도는 200GS/s (모델에 따라 다름)까지 높일 수 있습니다.

 

그림 4. RIS 파형 생성 다이어그램

 

그림 4에서 볼 수 있는 것 처럼, RIS는 실시간 샘플링 방법으로 신호를 포착하여 여러 스윕에서 포착한 샘플 데이터를 이용하여 하나의 파형으로 나타내는 기술입니다. 시간상으로는 수십 ps/div의 짧은 타임베이스에서 적용 가능합니다.

 

3. 롤(Roll) 모드

롤 모드는 충분히 낮은 샘플링 속도(5MS/s 이하)로 샘플링 하는 실시간 샘플링의 입력 신호를 실시간으로 표시합니다. 보통 100ms/div 보다 길게 타임베이스를 설정한 경우 활성화됩니다. 오실로스코프가 롤모드로 동작하면 화면의 오른쪽에서 왼쪽으로 스크립 차트 레코더 처럼 동작합니다. 포착 신호는 화면 전체에 파형이 표시될 때까지 연속적으로 파형을 표시하며, STOP 버튼을 누르기 전까지 계속해서 동작합니다.

4. Sequence - 세그먼트에 의한 시퀀스

시퀀스 모드에서 포착한 파형은 실시간 샘플링에서 포착하도록 설정한 포착 시간의 파형을 여러 세그먼트에 저장한 후 파형을 보여주는 모드입니다. 세그머트의 개수는 지정할 수 있으며, 각 세그먼트를 선택하여 개별적으로 파형을 관측하고 측정 분석할 수 있습니다.

이 기능을 사용하면, 트리거와 트리거 사이에 존재하는 데드타임을 줄일 수 있으며, 트리거가 발생한 시간 간격을 측정할 수 있습니다.

 

그림 5. 10개의 세그먼트에 포착한 시퀀스 모드, 신호를 개별적으로 선택하여 비교, 측정 및 분석이 가능합니다.

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견적 및 개발문의 글쓰기 | CTI KOREA

 

출처 - 텔레다인르크로이