오실로스코프 기초편 3. 오실로스코프 수집 모드(Acquisition Mode)에 대해 알아보자!

 안녕하세요. 공대후요미 입니다 :)

오늘은 오실로스코프가 지원하는 여러가지 수집 모드, 수집 시스템에 대해서 알아보려고 합니다.

지난 번 포스팅에서 수평시스템 (수평축) 조절하는 방법에 대해서 알아보았는데요, (혹시 아직 수평축 관련 포스팅을 보지 못하신 분들은 아래 링크를 참고하세요!)
https://hoo-story.tistory.com/23

오실로스코프 사용법 3 - 수평시스템(시간축) 조절하기

Horizontal 메뉴 중에 알아보지 못했던 Acquisition Mode에 대해서 알아보려고 합니다.  Horizontal 메뉴에서는 Acquisition이라는 부분에서 여러가지 Acquisition, 수집 모드를 설정할 수 있도록 되어있습니다. 여기서 여러가지 모드로 변경해서 다양한 방식으로 수집해서 사용할 수 있습니다.

수집 모드를 선택하는 것은, 샘플 포인트에서 파형 포인트를 계산하는 방법을 결정하는 것이라고 생각하면 됩니다.

Horizontal 메뉴에서 획득 항목에 대해 원하는 획득 모드를 클릭하거나 탭 하여 변경할 수 있습니다. DHO1204에서는 Normal, Average(평균), Peak(최대 최소값), High Resolution(고해상도), Ultra Acquire (울트라 획득)이렇게 총 5가지의 수집 모드를 제공합니다. 선택한 획득 모드는 화면 상단의 레이블 A아이콘 옆에 표시됩니다.

그럼 이제부터 각각 수집 모드에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

Normal

Normal 모드는 일반 획득 모드로 오실로스코프는 고정된 시간 간격으로 신호를 샘플링하여 파형을 재구성하게 됩니다. 이 모드는 대부분의 파형에 대해 최상의 디스플레이를 생성합니다.

Average

Average 모드는 오실로스코프 입력 신호의 무작위 노이즈를 줄이고 수직 분해능을 높이기 위해 여러 획득한 파형을 평균화하는 모드입니다. 평균 수가 많을 수록 노이즈가 낮아지고 수직 해상도가 높아집니다. 하지만, 평균 수가 많아질 수록 파형 변화에 대한 표시 파형의 응답이 느려집니다. 이 모드를 선택한 경우 평균 입력 필드를 클릭하거나 팝업 숫자 키패드로 평균 수를 설정하거나 노브를 이용하여 값을 설정할 수 있습니다. 값은 2에서 65536까지 설정할 수 있습니다. 평균 수는 2의 N승으로 설정되어야 합니다. 2의 N승이 아닌 경우 Truncation average error라는 메시지가 팝업 되며, 입력한 값보다는 작고 2의 N승 중 가장 가까운 수로 변형되어 입력됩니다.

Peak

Peak 모드는 오실로스코프 획득 간격 내에서 신호의 최대값과 최소값을 메모리에 저장합니다. Peak 모드에서는 ADC가 긴 파형 인터벌을 가져오기 위해 느린 시간 베이스 세팅을 가지면서 빠른 샘플링 속도로 작동하기 때문에, 빠른 신호 변화를 캡처할 수 있습니다. 이 모드에서는 좁은 펄스가 시간적으로 서로 떨어져 발생하는 경우처럼 느린 스윕(Sweep) 속도에서 빠른 과도현상을 표현할 수 있도록 합니다.

High Resolution

High Resolution 모드는 입력 신호의 랜덤 노이즈를 줄이고 화면에 훨씬 부드러운 파형을 생성하기 위해 일종의 울트라 샘플 기술을 사용하여 순차적 샘플 포인트를 평균화합니다. ADC가 주어진 시간 기반 설정에 필요한 것보다 빠르게 샘플링(오버샘플링)한다는 점에서 Peak 모드와 유사합니다. 일반적으로 디지타이저의 샘플링 속도가 수집 메모리의 저장 속도보다 높을 때 사용됩니다. 이 모드를 선택한 경우 비트 드롭 버튼을 클릭하거나 탭하여 14 또는 16을 선택할 수 있습니다. 선택한 대역폭이 상자 뒤에 표시되게 됩니다.

 

여기서, Average 모드와 High Resolution 모드가 뭐가 다른거지? 하고 생각하시는 분들이 있을 수도 있습니다! Average모드는 다중 샘플 평균을 사용하고 High Resolution 모드는 단일 샘플 평균을 사용한다는 점에서 다릅니다. High Resolution 모드에서 오실로스코프는 대역폭을 희생시키면서 측정 정확도를 향상시키게 됩니다. 샘플 속도가 변경될 때마다 현재 대역폭이 메뉴의 비트 오른쪽에 표시되게 됩니다.

 

Ultra Acquire

Ultra Acquire 모드는 빠른 획득 모드 중의 하나입니다. 오실로스코프의 메모리를 세그먼트로 나누고 각 개별 트리거 이벤트에 대한 메모리 세그먼트를 채우는 형태로 사용됩니다. 훨씬 더 높은 파형 캡처 속도를 제공하고, 트리거 이벤트 간의 데드 타임을 최소화하는 데에도 도움이 됩니다. 이 모드를 사용할 때 Max Frames 입력 필드를 클릭하거나 탭하여 최대 프레임 수를 설정할 수 있으며, Timeout 입력 필드를 클릭하여 시간 제한을 설정할 수 있습니다. 프레임 수가 최대 값에 도달하거나 샘플링 시간이 제한 시간에 도달하면 오실로스코프는 샘플링을 중지하고 파형을 플로팅하게 됩니다. 디스플레이 모드 드롭 다운 버튼을 클릭하거나 탭하여 획득한 데이터의 디스플레이 모드를 선택할 수 있습니다.

Ultra Acquire의 장점은, 이상 신호(abnormal signals), 버(burrs), 전력 부하 변동(variations in power loads) 등의 일반적이지 않은 신호를 빠르고 정확하게 포착하여 재생 또는 분석을 수행할 수 있다는 것입니다. 시간 도메인에서의 현미경이라고 생각해도 될 것 같습니다. 이 모드로 엔지니어들이 문제가 있는 신호를 더 쉽게 잡아내고 분석해낼 수 있습니다.

 

Ultra Acquire에는 5가지 모드가 있습니다. 그 5가지 모드에 대해 각각 알아보도록 하겠습니다.

Adjacent

Adjacent모드는 각 세그먼트가 시간 순서로 이전 세그먼트 옆에 표시되는 모드입니다. 이 모드에서는 한 번에 최대 100개의 프레임을 화면에 표시할 수 있습니다.

Overlay

Overlay모드는 캡처된 모든 파형 세그먼트를 파형의 단일 세그먼트로 표시되도록 덮어쓰는 모드입니다. 이 모드에서는 한 번에 최대 100개의 프레임을 화면에 표시할 수 있습니다.

Waterfall

Waterfall모드는 캐스케이드 표시 순서대로 파형 세그먼트를 표시합니다. 이 모드는 한 번에 최대 100개의 프레임을 표시할 수 있습니다.

Perspective

Perspective모드는 파형이 사다리 모양으로 표시되며, 각 세그먼트는 특정 각도로 다른 세그먼트 위에 배열되어 상승 경사처럼 위로 이동합니다. 이 모드에서도 한 번에 최대 100개의 프레임을 표시할 수 있습니다.

Mosaic

Mosaic 모드는 전체 파형보기가 여러 블록으로 나뉘어 각 파형 세그먼트가 각 블록에 순서대로 표시됩니다. 이 모드에서는 한 번에 최대 80 프레임을 화면에 표시할 수 있습니다.

 

이 UltraAcquire모드는 커서, 디코딩, 검색, 줌, Pass/Fail 테스트, 파형 레코딩, 레퍼런스 파형, 롤모드, 저속 스위프 모드, XY모드 같은 기능들이 활성화되어 있는 경우에는 사용할 수 없습니다. UltraAcquire 모드로 전환하려고 할 때 이 모드들이 모두 비활성화 되어 있는지 확인해야 합니다.

UltraAcquire 모드를 사용하는 경우, 앞에서 언급한 모드 중 롤모드와 저속 스위프 모드를 제외한 모든 모드가 비활성화 됩니다. 롤 모드나 저속 스위프 모드로 변경하는 경우 수집 모드가 자동으로 Normal 모드로 변환됩니다.

실제로 전시회에서나 고객을 만나보면 이 Ultra Acquire 기능을 좋아하시는 고객분들이 많으십니다. 이상신호를 찾는 데에 적합한 솔루션이라고 생각하시는 것 같습니다. 이 UltraAcquire 모드를 지원하는 DHO4000, DHO1000시리즈는 현재 프로모션 중이니 RIGOL 사이트에 방문해서 그 정보를 알아보시면 좋을 것 같습니다.

https://kr.rigol.com/

[리골] 최적의 가성비 계측기-RIGOL TECHNOLOGIES CO., LTD. 리골 코리아

감사합니다.