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技術コラムを連載でお届けいたします。
「ケースレー428−PROG型電流電圧変換アンプのエミュレーション・モード搭載したA4280高速電流電圧変換アンプ」の開発現場より、不定期でお送りします。
技術コラム : ナイキストの定理
投稿日時: 2010-11-9 8:56:22 (2209 ヒット)
(ナイキストの定理)
忘れそうなので、電圧パルスと電流パルスの項で後で説明しますと言った
ナイキストの定理を簡単に説明します。

正確な1MHzのサイン波をを 1MS/s(1メガサンプル/秒)でサンプリングしたら
何が見えるでしょうか? 答えは、直線しか見えません。
トリガが同期していないので、直線が上下するだけです。

周波数成分を検出する最低限のサンプリング速度とはいくらでしょう?
答えは、2倍の2MS/s 以上が必要ですが、ちょうど2倍であれば、まだ直線が現れる可能性があります。
デジタイジングに必要なサンプリングは、サイン波であれば基本周波数の4倍以上
Duty50%の方形波では、10倍以上が最低限必要です。

更に、測定器のバンド幅は、サイン波で2倍くらいで 方形波では5倍くらいあれば良いといえます。

方形波は、5次高調波が通れば形が方形波に見えますが3次高調波までしか通らなければサイン波のように見えます。
サイン波であっても100MHzのサイン波をバンド幅100MHzのオシロでみれば 振幅が70%になります。

ここで、もうひとつ問題です。 1.1MHzのサイン波を1MS/sでサンプリングすると何がみえるでしょう?
正解は、100Hzのサイン波形がはっきり見えます。これをエリアジングと言い入力した波形とは違った波形が見えます。


また、デジタルオシロも最近は、画面更新速度があがり、昔のように取り逃がしが少なくなったようですが、
サンプリングをしている限りサンプリングが追いつかない速いグリッジ(スパイク波形)は、見えません。
アナログオシロであれば、見えると言う方もいるかもしれませんが、遅い信号に乗った速いグリッジは輝度が暗くて見えないと思います。


方形波50MHzの信号を見る場合、バランスの良い測定器は、
5倍の周波数 250MHz以上 10倍のサンプリング 500MS/s で
メモリーも100K以上あり、現象にあったトリガ機能があれば一番測定がしやすい。

やはり、デジタルでトリガ条件で信号をきちんと捕捉したほうが測定が容易であると筆者は思っております。

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4280A 高感度電流電圧変換アンプ仕様
投稿者: ueda


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