再谈示波器带宽

带宽被称为示波器的榜首目标，也是示波器最值钱的目标。 示波器商场的区分常以带宽作为首要依据，工程师在挑选示波器的时分，首要要确认的也是带宽。在出售进程中，关于带宽的故事也特别多。
一般谈到的带宽没有特别阐明是指示波器模仿前端放大器的带宽，也便是常说的-3dB截止频率点。此外，还有数字带宽，触发带宽的概念。

咱们常说数字示波器有五大功用，即捕获（Capture），调查（View），丈量(Measurement)，剖析（Analyse）和归档（Document）。 这五大功用组成的原理框图如图1所示。

图1，数字示波器的原理框图
捕获部分主要是由三颗芯片和一个电路组成，即放大器芯片，A/D芯片，内存芯片和触发器电路，原理框图如下图2所示。被测信号首要经过探头和放大器及归一化后转换成ADC能够接纳的电压规模，采样和坚持电路按固定采样率将信号分割成一个个独立的采样电平，ADC将这些电平转化成数字的采样点，这些数字采样点保存在收集内存里送显现和丈量剖析处理。
图2，示波器捕获电路原理框图
示波器放大器的典型电路如图3所示。这个电路在模仿电路教科书中处处可见。这种放大器能够等效为RC低通滤波器如图4所示。 由此等效电路推导出输出电压和输入电压的联系，得出抱负的幅频特性的波特图如图5所示。

图3，放大器的典型电路

图4，放大器的等效电路模型

图5，放大器的抱负波特图

至此，咱们知道带宽f2即输出电压降低到输入电压70.7%时的频率点。 依据放大器的等效模型，咱们可进一步推导示波器的上升时刻和带宽的联系式，即咱们常说到的0.35的联系：上升时刻=0.35/带宽，推导进程如下图6所示。 需求阐明的是，0.35是根据高斯呼应的理论值，实践丈量体系中这个数值往往介于0.35-0.45之间。在示波器的datasheet上都会标明“上升时刻”目标。 示波器丈量出来的上升时刻与实在的上升时刻之间存在下面的联系式。在对快沿信号测验中，需求经过该联系式来批改实践被测信号的上升时刻。
Measured risetime(tr)2 = (tr signal)2+(tr scope)2+(tr probe)2

图6，示波器上升时刻和带宽的联系
示波器前端放大器幅频特性的波特图是新示波器发布的“出生证”。示波器每年需求进行校准，波特图是榜首需求校准的数据。示波器波特图的丈量办法如图7所示。信号源从10MHz频率开端逐步递加发送一定幅值的正弦波送到功分器，功分器将输入的信号能量等分为二后经过等长的线缆别离送到示波器和功率计。功分器和线缆是无源器材，能够严厉定标，信号源自身的幅频特性不能够作为定标仪器，需求经过功率计实测的能量来作为示波器的输入幅值的定标值。有时分客户会对示波器的波特图很感兴趣，直接用信号源连接到示波器来评价示波器的波特图，在带宽超越1GHz时这种办法是很不谨慎的。需求用功率计来作为定标东西！2006年二月份的EDN杂志中有文章介绍。http://www.edn.com/article/CA6305348.html#Calibrating
此外，在计量波特图时需求对示波器每个文件位都进行计量,终究发生的波特图是一切档位的成果迭加在一同的。波特图的计量是需求半响时刻完结的，并不是幻想中那么轻松的作业。如图8所示是力科SDA9000的波特图,我特别将Excel中许多数据显现给咱们以使咱们对校准的谨慎性有深入知道。 其垂直轴是-1dB/div,迭加了10mv/div、20mv/div、50mv/div、200mv/div、500mv/div、1v/div等档位的测验成果。 许多时分，咱们的竞争对手会把他们的波特图画成-10dB/div、只要一个档位的测验成果拿给客户，并和力科供给的这种-1dB/div、各种文件位迭在一同显现的成果放在一同进行比照，然后他们告知客户，他们的波特图更平整，更洁净，乃至将力科波特图上面鳞次栉比的点说成是“噪音”大。这是有点贻笑全国的。 竞争对手勇于再三选用这种做法，这是假定我国的工程师都没有辨别力，独立思考才能，是对工程师严峻不尊重的公开诈骗行为。希望能引起咱们留意。