Höghastighetsampling

Höghastighetsampling är processen att digitalisera analoga signaler vid mycket höga samplingsfrekvenser, vilket gör att snabba transienter och högfrekventa komponenter kan fångas och analyseras. Inom elektronik och mätteknik innebär detta att samplingsfrekvensen är tillräckligt hög i förhållande till signalens högsta frekvenskomponenter i enlighet med Nyquist-Shannon-teoremet. Vid mycket snabba händelser kan tidsupplösningen prioriteras framför ren frekvensåtergivning, vilket kräver avancerad front-end och precisa klockor.

Metoderna för höghastighetsampling inkluderar realtidsinsamling med bredbandiga analog-till-digitalomvandlare (ADC) och ofta interleaving av kanaler för att uppnå högre effektiva samplingshastigheter. För repetitiva signaler används ekvivalens-tids sampling (equivalent-time sampling) och pulsstroppning i oscilloskop, vilket möjliggör mycket hög tidsupplösning trots begränsad upprepningsfrekvens. Systemen kan kombinera flera ADC-kanaler och noggrann kalibrering för att minska timing-skillnader och jitter.

Utmaningar vid höghastighetsampling inkluderar aperture jitter, som begränsar tidsnoggrannhet och bandbredd, samt krav på exakt impedansmatchning och kraftfull filtrering för att undvika aliasing. Interleavning av ADC-kedjor kräver noggrann kompensation av tidsförskjutningar mellan kanaler. Den höga datahastigheten kräver effektiva lagringslösningar, hög överföringskapacitet och realtidsbearbetning.

Användningsområden inkluderar oscilloskop, RF- och microwave-mätningar, radar och telekommunikation, samt omfattande forsknings- och utvecklingsarbete där snabba signaler måste fångas och analyseras med hög tidsupplösning.