示波器之后是电子世界的一个非常有用的工具万用表。没有示波器,就很难知道电路中发生了什么。但这类测试设备有其自身的局限性。为了克服这一限制,人们必须充分了解系统中最薄弱的环节,并尽可能以最好的方式加以弥补。
示波器的重要特点是带宽。对于示波器来说,每秒能读取的模拟样本的数量有多快是关键因素。首先让我们了解一下,什么是带宽?我们大多数人认为示波器允许的最大频率是带宽。实际上,示波器的带宽是一个正弦输入信号被衰减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%。假设在最大频率时,实际振幅为5V,但在屏幕上显示为~3.5V。
带宽规格为1ghz或以下的示波器,显示高斯响应或低通频率响应,在开始时为- 3db频率的三分之一,在更高频率时缓慢滚动。
规格大于1 GHz的范围显示了最大扁平的响应,靠近-3dB频率的较小滚动。输入信号衰减3dB的示波器的最低频率被认为是范围的带宽。具有最大扁平响应的示波器可以衰减带有高斯响应的示波器的带内信号,并且对带内信号进行更准确的测量。
另一方面,高斯响应的示波器衰减了带外信号,与最大平坦响应的示波器相比,带外信号相对较小。这意味着这种范围与其他具有相同带宽规格的范围相比具有更快的上升时间。一个示波器的上升时间与它的带宽密切相关。
根据10%到90%的标准,高斯响应型示波器的上升时间约为0.35/f BW。根据频率滚转特性的锐度,最大平坦响应型示波器的上升时间约为0.4/f BW。
你必须明白,如果输入信号在理论上有一个无限快的上升时间,上升时间是示波器能产生的最快边缘速度。但对理论价值的测量是不可能的,所以对实际价值的计算比较好。
在示波器中进行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。示波器的带宽应足够宽,以容纳信号的频率,并正确地显示波形。
- 与示波器配套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。使用不当的示波器探头会破坏整个测试设备的性能。
- 为了准确测量频率以及幅度,所附的范围和探头的带宽远远高于您想要精确捕获的信号。例如,如果幅度所需的精度为〜1%,则率为0.1倍的率为0.1倍,这意味着100MHz范围可以捕获10MHz,幅度为1%误差。
- 必须考虑示波器的正确触发方式,以便波形的结果更加清晰。
- 在进行高速测量时,用户应注意地线夹。夹子的导线产生电感和进入电路的振铃会影响测量结果。
- 整篇文章的摘要是对于模拟范围,范围的带宽至少是系统的最高模拟频率的三倍。对于数字应用,范围的带宽至少,比系统的最快时钟速率高五倍。