1、示波器带宽的定义,带宽是示波器的重要指标之一,和放大器带宽定义相同,即所谓-3dB点,在示波器输入端输入正弦波信号时,幅度衰减至原信号幅度的0.707倍的那个频率点,称之为示波器带宽。也就是说,假如一个示波器的带宽为100MHz的话,用它测试一个频率为100MHz,振幅为1Vpp的信号时,最后所测的信号幅度只有100MHz,0.707Vpp了。 带宽是模拟上的,能够测试信号频率的范围。如果一个ADC的采样频率为5G,但是前面加一个100M的低通滤波器,那采样率就是5G,带宽就是100M了。带宽反映了这个示波器能够测试的频率范围,如果超过这个频率范围,就不准确了。,采样率是数字上的,每秒采样多少
2、个样点。 有一条最基本的原则:采样频率不得低于信号带宽的2倍。 一般来说采样率是带宽的45倍就可以比较准确地再现波形。,带宽与采样率,示波器的带宽(BW)直接表现出它所能测量信号的最小上升时间(Tr),它们之间的关系为:BW=0.35/Tr。 示波器上标称的采样率都为实时采样率,采样率跟带宽一般没直接关系。 对带宽为60M的示波器,它能测量的最小上升时间约为6ns。对常规信号来说,示波器带宽与所测信号频率之间的关系满足三倍(精度90%)或者五倍(精度97%)原则,对三倍原则60M带宽示波器所能测量的最大频率为20M。,高斯响应与Flat响应,大多数带宽参数在1 GHz及以下的示波器通常表现为高
3、斯响应,即具备约从-3 dB频率的三分之一处开始缓慢滚降的特性。而那些带宽规格超过1 GHz的示波器通常则具备最大平坦频率响应。这种频响通常表现为带内响应较平缓,而在约-3 dB频率处滚降较陡。,“拐点”频率(fknee),确定示波器带宽的一个更准确的方法是根据数字信号中存在的最高频率,而不是最大时钟速率。数字信号的最高频率要看设计中最快的边沿速度是多少。因此,我们首先要确定设计中最快的信号的上升和下降时间。这一信息通常可从设计中所用器件的公开说明书中获取。利用一个简单的公式计算信号的最大“实际”频率成分。这一频率成分称为“拐点”频率(fknee)。,计算fknee,fknee=0.5/TR(
4、10%-90%)fknee=0.4/TR(20%-80%) 对于上升时间特性按照10%到90%阀值定义的信号而言,拐点频率fknee等于0.5除以信号的上升时间。 对上升时间特性按照20%到80%阀值定义的信号而言(如今的器件规范中通常采用这种定义方式),fknee等于0.4除以信号的上升时间。,简单的例子,对于在测量500ps上升时间(10-90%)时具有正确的高斯频率响应的示波器,确定其所需的最小带宽;如果信号的上升/下降时间约为500ps(按10%到90%的标准定义),那么该信号的最大实际频率成分(fknee)就约为1GHz。fknee=(0.5/500ps)=1GHz如果在进行上升时间和下降时间参数测量时允许20%的定时误差,那么带宽为1GHz的示波器就能满足该数字测量应用的要求。但如果要求定时精度在3范围内,那么采用带宽为2GHz的示波器更好。20定时精度: 示波器带宽1.0x1GHz1.0GHz 3定时精度: 示波器带宽1.9x1GHz1.9GHz,