Hvorfor er den målte amplitude mindre end den reelle værdi?
Prøv en lille test. Brug din100 MHz oscilloskopat måle en 100MHz, 3,3V amplitudebølgeform. Den målte amplitude er ikke nøjagtig. Dette problem refererer til båndbredden afoscilloskop.
Hvad er båndbredde?
Båndbredde er en væsentlig parameter for et oscilloskop, men hvad er båndbredde? Båndbredde refererer til den analoge båndbredde af den analoge frontende af oscilloskopet og bestemmer direkte oscilloskopets signalmålingsevner. Specifikt er oscilloskopets båndbredde den højeste frekvens, når amplituden af sinusbølgen målt af oscilloskopet ikke er lavere end 3dB amplituden af det sande sinusbølgesignal (dvs. 70,7 procent af den sande signalamplitude), også kendt som {{3 }}dB afskæringsfrekvenspunkt. Efterhånden som signalfrekvensen stiger, vil oscilloskopets evne til nøjagtigt at vise signalniveauet reduceres.
Når den målte sinusbølgefrekvens er lig med oscilloskopets båndbredde (oscilloskopforstærker er til den Gaussiske respons), kan vi se, at målefejlen er omkring 30 procent. Hvis målefejlen skal være 3 procent, bør frekvensen af det målte signal være meget lavere end oscilloskopets båndbredde. For eksempel, ved at bruge et 100MHz oscilloskop til at måle et 100MHz, 1Vpp, sinusbølgesignal, vil målingerne være 100MHz, 0,707Vpp, sinusbølgeform. Dette er kun tilfældet for en sinusbølge, da de fleste bølgeformer er meget mere komplekse end en sinusbølge, de vil indeholde højere frekvenser. Så for at opnå en vis målenøjagtighed bruger vi oscilloskopernes almindelige lov, der almindeligvis omtales som 5 gange standarden:
Den påkrævede båndbredde for oscilloskopet=den højeste frekvens af det målte signal * 5
2. Vælg båndbredden korrekt
Komplekse signaler i en bølgeform dannes af en række forskellige harmoniske sinusbølgesignaler, og båndbredden af disse harmoniske kan være meget bred. Når båndbredden ikke er høj nok, vil de harmoniske komponenter ikke blive effektivt forstærket (blokeret eller dæmpet), hvilket kan forårsage amplitudeforvrængning, kanttab, tab af detaljedata osv. Signalkarakteristika som klokker og toner osv. vil har ingen referenceværdi.
Så for forskellige frekvenssignalmålinger er den korrekte båndbredde meget vigtig. Når du måler højfrekvente signaler, såsom måling af en 27MHz krystal, bør du bruge den fulde båndbreddemåling.
Hvis båndbreddegrænsen er aktiveret, dvs. båndbreddegrænsen er sat til 20MHz, vil krystalbølgeformen blive forvrænget, og målingen vil være uden værdi. Når du måler lavfrekvente signaler, bør du indstille båndbreddegrænsen for at aktivere højfrekvent signalinterferensfilter, dette er så signalet vises tydeligere.
3. Båndbredde og stigningstid
Med hensyn til båndbredde kan stigningstiden ikke ignoreres. Stigetiden er normalt defineret som det tidspunkt, hvor signalamplituden ændres fra 10 procent af den maksimale konstante værdi til 90 procent.
Oscilloskopets båndbredde kan direkte vise signalets minimale stigetid. Stigetiden for oscilloskopsystemet kan evalueres ud fra den specificerede båndbredde. Du kan bruge formuleringen: RT (stigetid)=0.35 / BW (båndbredde) (oscilloskop under 1 GHz) til at beregne.
Hvor 0.35 er skalafaktoren mellem oscilloskopets båndbredde og stigetiden (10 procent -90 procent stigetid i den første ordens Gauss-model). Ifølge ovenstående formel, hvis båndbredden af oscilloskopet er 200MHz, kan beregne RT=1.75ns, det vil sige den mindste observerbare stigetid.
