導(dǎo)言: 200M帶寬的示波器,理論是是可以測(cè)到200M的正弦信號(hào)。也就是說(shuō)輸出200M的正弦信號(hào),信號(hào)幅值才會(huì)降到實(shí)際的0.707倍(此處可以參見(jiàn)信號(hào)與系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)); 但如果是方波或者三角波信號(hào),就不能如此推算了,具體需要按照傅里葉變換的方式進(jìn)行頻譜分析,看你關(guān)注多少次內(nèi)諧波,比如40M的方波信號(hào),按照頻譜分析的原理,最多只能看到200M的5次諧波,5次以上的諧波就看不到了,可能就會(huì)看到方波變成了有一定弧度的曲線。 當(dāng)然,信號(hào)超過(guò)帶寬之后衰減的只是幅值,并沒(méi)有衰減頻率,如果僅僅關(guān)注頻率參數(shù),就沒(méi)有上面的那么顧慮了,200M的方波測(cè)量頻率依然是200M。
示波器帶寬概念定義: 帶寬是示波器的首要指標(biāo),和放大器的帶寬一樣,是所謂的-3dB點(diǎn),即:
在示波器的輸入端加正弦波,幅度衰減至-3dB(70.7%)時(shí)的頻率點(diǎn)就是示波器的帶寬。
如果我們用100MHz帶寬的示波器測(cè)量:幅值為1V ,頻率為100MHz 的正弦波時(shí),實(shí)際得到的幅值會(huì)不小于0.707V。
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那么作為示波器的首要參數(shù)指標(biāo),“帶寬不足”對(duì)波形測(cè)量有哪些影響呢 ?我們用20M、60M、100M帶寬的示波器分別觀察20M的方波信號(hào)
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20M示波器
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60M示波器
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100M示波器由上面三張圖可以看出:
20M示波器基本無(wú)法觀察到方波形狀,另外100M示波器的觀察效果比60M示波器要好,下面我們來(lái)一起分析原因:
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方波信號(hào)有限次諧波合成波形圖
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20M方波頻譜
上圖中,我們可以看到方波是由基波以及3、5、7、9……次諧波分量遞加而成。所以20M的方波包含20M基波、60M三次諧波,100M五次諧波,140M七次諧波……
如果要對(duì)波形進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量,應(yīng)該讓示波器的帶寬大于波形的主要諧波分量。因此對(duì)于正弦波可以要求示波器的帶寬大于波形的頻率,但是對(duì)與非正弦波則要求示波器的帶寬大于波形的最大主要諧波頻率。 帶寬不足具體的影響表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
1、由低帶寬導(dǎo)致主要諧波分量消失,使原本規(guī)則的波形呈圓弧狀接近正弦波;
2、低帶寬給波形的上升時(shí)間和幅度的測(cè)量帶來(lái)較大的誤差。 所以示波器的帶寬越高,實(shí)際測(cè)量也就越精確,當(dāng)然價(jià)格和成本也會(huì)更高,那么我們需要多大帶寬的示波器才合適呢?
一般所測(cè)信號(hào)最大頻率的5倍,就是最合適的帶寬,即帶寬的五倍法則。
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