示波器是电子世界中非常有用的工具吗万用表.没有示波器,很难知道电路中发生了什么。但这种测试设备有其自身的局限性。要克服这一限制,必须充分了解系统中最薄弱的环节,并以可能的最佳方式加以弥补。
示波器的重要特点是带宽。对于示波器来说,每秒可以读取多少模拟样本是一个关键因素。我们先来理解一下,什么是带宽?我们大多数人认为一个范围所允许的最大频率是带宽。实际上,示波器的带宽是正弦输入信号衰减3dB的频率,这是信号真实振幅的29.3%。
即在最大额定频率点,仪器显示的幅值为信号实际幅值的70.7%。假设在最大频率下,实际振幅为5V,但在屏幕上显示为~3.5V。
规格为1 GHz或以下带宽的示波器,显示高斯响应或低通频率响应,在开始时为-3 dB频率的三分之一,在更高频率时缓慢滚动。
规格大于1 GHz的示波器在-3dB频率附近表现出最大的平坦响应和更清晰的滚转。输入信号衰减3 dB时示波器的最低频率被认为是示波器的带宽。与高斯响应示波器相比,具有最大平坦响应的示波器可以减弱带内信号,并对带内信号进行更精确的测量。
另一方面,高斯响应的示波器对带外信号的衰减要小于最大平坦响应的示波器。这意味着与相同带宽规格的其他范围相比,该范围具有更快的上升时间。一个范围的上升时间与它的带宽密切相关。
高斯响应型示波器将有0.35/f BW的上升时间大约基于10%到90%的标准。基于频率滚转特性的锐度,最大平坦响应型范围的上升时间约为0.4/f BW。
你必须明白上升时间是示波器能产生的最快的边缘速度如果输入信号在理论上有无限快的上升时间。但理论值的测量是不可能的,因此必须计算实际值。
示波器中精确测量所需的预防措施
- 用户必须知道的最重要的事情是范围的带宽限制。示波器的带宽应该足够宽,以容纳信号中的频率并正确显示波形。
- 与示波器一起使用的探头对设备的性能起着重要的作用。示波器和探头的带宽应适当组合。使用不合适的示波器探头会影响整个测试设备的性能。
- 为了精确地测量频率和振幅,示波器和探头的带宽都远高于你想要精确捕捉的信号。例如,如果所需的振幅精度为~1%,则对范围进行0.1x的斥责,这意味着100MHz的范围可以捕获10MHz的振幅误差为1%。
- 我们必须考虑到范围的正确触发,这样得到的波形就会清晰得多。
- 用户在进行高速测量时应注意接地夹。夹子的金属丝产生电感并进入电路,从而影响测量。
- 整篇文章的总结是,对于模拟示波器来说,示波器的带宽至少比系统的最高模拟频率高3倍。对于数字应用,该范围的带宽至少比系统的最快时钟速率高5倍。