Warum ist die gemessene Amplitude kleiner als der tatsächliche Wert?
Machen Sie einen kleinen Test. Benutze Dein100-MHz-Oszilloskopzum Messen einer Wellenform mit 100 MHz und 3,3 V Amplitude. Die gemessene Amplitude ist nicht genau. Dieses Problem bezieht sich auf die Bandbreite vonOszilloskop.
Was ist Bandbreite?
Bandbreite ist ein wesentlicher Parameter für ein Oszilloskop, aber was ist Bandbreite? Die Bandbreite bezieht sich auf die analoge Bandbreite des analogen Frontends des Oszilloskops und bestimmt direkt die Signalmessfähigkeiten des Oszilloskops. Insbesondere ist die Bandbreite des Oszilloskops die höchste Frequenz, wenn die Amplitude der vom Oszilloskop gemessenen Sinuswelle nicht niedriger als die 3-dB-Amplitude des echten Sinuswellensignals (d. h. 70,7 Prozent der wahren Signalamplitude) ist, auch bekannt als {{3 }}dB-Grenzfrequenzpunkt. Mit zunehmender Signalfrequenz verringert sich die Fähigkeit des Oszilloskops, den Signalpegel genau anzuzeigen.
Wenn die gemessene Sinuswellenfrequenz gleich der Bandbreite des Oszilloskops ist (der Oszilloskopverstärker ist für die Gauß-Antwort), können wir sehen, dass der Messfehler etwa 30 Prozent beträgt. Wenn der Messfehler 3 Prozent betragen soll, sollte die Frequenz des gemessenen Signals viel niedriger sein als die Bandbreite des Oszilloskops. Wenn Sie beispielsweise mit einem 100-MHz-Oszilloskop ein Sinuswellensignal mit 100 MHz und 1 Vss messen, erhalten Sie eine Sinuswellenform mit 100 MHz und 0,707 Vss. Dies ist nur bei einer Sinuswelle der Fall, da die meisten Wellenformen viel komplexer sind als eine Sinuswelle und höhere Frequenzen enthalten. Um eine bestimmte Messgenauigkeit zu erreichen, verwenden wir das Common Law des Oszilloskops, das gemeinhin als 5-facher Standard bezeichnet wird:
Die erforderliche Bandbreite des Oszilloskops=die höchste Frequenz des gemessenen Signals * 5
2. Wählen Sie die Bandbreite richtig aus
Komplexe Signale in einer Wellenform werden durch eine Vielzahl unterschiedlicher harmonischer Sinuswellensignale gebildet, und die Bandbreite dieser Harmonischen kann sehr groß sein. Wenn die Bandbreite nicht hoch genug ist, werden die harmonischen Komponenten nicht effektiv verstärkt (blockiert oder gedämpft), was zu Amplitudenverzerrungen, Kantenverlusten, Verlust von Detaildaten usw. führen kann. Die Signaleigenschaften wie Glocken und Töne usw. werden beeinträchtigt keinen Referenzwert haben.
Daher ist für Signalmessungen unterschiedlicher Frequenzen die richtige Bandbreite sehr wichtig. Bei der Messung von Hochfrequenzsignalen, beispielsweise bei der Messung eines 27-MHz-Quarzes, sollten Sie die Messung mit voller Bandbreite verwenden.
Wenn die Bandbreitenbegrenzung aktiviert ist, d. h. die Bandbreitenbegrenzung auf 20 MHz eingestellt ist, wird die Kristallwellenform verzerrt und die Messung hat keinen Wert. Bei der Messung von Niederfrequenzsignalen sollten Sie die Bandbreitenbegrenzung so einstellen, dass der Hochfrequenzsignal-Interferenzfilter aktiviert wird, damit das Signal klarer angezeigt wird.
3. Bandbreite und Anstiegszeit
Im Hinblick auf die Bandbreite kann die Anstiegszeit nicht vernachlässigt werden. Die Anstiegszeit wird üblicherweise als der Zeitpunkt definiert, zu dem sich die Signalamplitude von 10 Prozent des maximalen Dauerwerts auf 90 Prozent ändert.
Die Bandbreite des Oszilloskops kann direkt die minimale Anstiegszeit des Signals anzeigen. Aus der angegebenen Bandbreite kann die Anstiegszeit des Oszilloskopsystems ausgewertet werden. Zur Berechnung können Sie Folgendes verwenden: RT (Anstiegszeit)=0.35 / BW (Bandbreite) (Oszilloskop unter 1 GHz).
Dabei ist 0.35 der Skalierungsfaktor zwischen der Bandbreite des Oszilloskops und der Anstiegszeit (10 Prozent -90 Prozent Anstiegszeit im Gaußschen Modell erster Ordnung). Wenn die Bandbreite des Oszilloskops 200 MHz beträgt, kann gemäß der obigen Formel RT=1,75 ns berechnet werden, dh die minimale beobachtbare Anstiegszeit.
