¿Qué significa cuando se dice que el osciloscopio es de 50MHz con una frecuencia de muestreo de 250MS/s?

Question

Quiero comprar un osciloscopio digital para ver cómo un módulo WiFi transfiere señales y datos. Pero no sé qué especificación debo tener en cuenta?

En realidad no sé cuál es la diferencia cuando se dice, por ejemplo, osciloscopio de 50MHz con velocidad de muestreo de 250MS/s?

Ahora bien, como la frecuencia Wifi que me interesa es de 2,4GHz, ¿significa que tengo que comprar un osciloscopio con canal de entrada de 2,4GHz?

Answer 1

Decir "osciloscopio de 50MHz" es decir que mostrará las señales con precisión hasta esa frecuencia, pero más allá las señales se atenuarán o no serán visibles. Se trata de una transición suave. La electrónica de ningún osciloscopio es perfecta.

Al igual que con los amplificadores de audio, el límite superior de frecuencia suele definirse donde una entrada de onda sinusoidal disminuye en 3dB, es decir, pierde la mitad de su potencia, en comparación con las frecuencias más bajas, al pasar de la entrada a la pantalla. Lea atentamente las especificaciones del osciloscopio para estar seguro.

Ten en cuenta que para las señales complejas o con bordes afilados, como las ondas de diente de sierra, las ondas cuadradas, las señales I2C, las señales bluetooth, lo que sea, el límite superior de frecuencia se aplica al espectro de Fourier de la señal. Las transiciones agudas se vuelven blandas. Cuanto más alto sea el límite superior de frecuencia, menos blanda será. Una onda cuadrada justo a 50MHz puede parecer tan redondeada, pero probablemente no tan suave como una onda sinusoidal.

En cuanto a la frecuencia de muestreo, si el amplificador y la pantalla del osciloscopio son buenos hasta 50MHz, y no es un osciloscopio analógico (tubos de vacío viejos y polvorientos, los buenos tiempos), la señal tiene que ser muestreada a algo así como 4x o 5x esa frecuencia para mostrar realmente una onda sinusoidal (o parecida a un seno).

Nyquist dice algo sobre el 2x, pero piénsalo: si muestreas una onda sinusoidal rápida al 2x de su frecuencia, podrías por casualidad estar muestreándola una vez cuando cruza el cero al subir, y otra vez cuando cruza el cero al bajar. Entonces verías un cero plano. Así que el muestreo es más que 2x. Nyquist todavía se aplica, pero en tener la respuesta del alcance caer en gran medida antes de la mitad de la frecuencia de muestreo. Para tu ejemplo de 50MHz / 250MHz, probablemente haya una rápida caída en la respuesta en algún lugar entre 100MHz y 120MHz. Más allá de ese rango, no verás nada.

Answer 2

Los osciloscopios, analógicos o digitales, tienen un ancho de banda analógico, que es el límite en el que pueden mostrar formas de onda con cierto grado de precisión. No conseguirías nada útil midiendo una señal de 2,4 GHz con un osciloscopio de 50 MHz.

Necesita un osciloscopio que tenga al menos el ancho de banda analógico de la señal que quiere analizar, idealmente 2X. Pero, como pronto descubrirá, los osciloscopios son muy caros a medida que aumenta el ancho de banda analógico. Un osciloscopio Tek de 3,5 GHz cuesta más de 30.000 dólares nuevo.

Necesitarías un instrumento de este tipo si realmente quisieras ver la radio inalámbrica forma de onda en detalle. Lo más probable es que sólo quieras ver la intensidad relativa de la señal de radiofrecuencia, y para eso sería adecuado un analizador de espectro. Siguen siendo caros, pero una comprobación rápida muestra que las unidades capaces de trabajar a 2,4 GHz o más empiezan a costar unos 4.000 dólares.

Para ser de más ayuda, necesitaría proporcionar algo más de información sobre lo que quiere mirar exactamente. Las redes inalámbricas son complicadas.