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示波器的兩個最重要參數(shù):帶寬和采樣率

嘉峪檢測網(wǎng)        2019-10-30 11:30

本文主要介紹示波器的兩個最重要的參數(shù):帶寬和采樣率。

 

1、示波器帶寬

示波器測得正弦波的幅度不低于真實正弦波信號3dB(功率為原來的一半)的幅度時的最高頻率。如果輸入一個固定振幅的波形,增加信號頻率,-3dB的位置即是示波器的電壓幅值為實際幅值的0.707倍。

當被測正弦波的頻率等于示波器的帶寬(示波器的放大器的響應是一階高斯型)時,幅度測量誤差大約為30%。如果想測量正弦波的幅度誤差只有3%,被測正弦波的頻率要比示波器的帶寬要低很多(大約是示波器的帶寬的0.3倍)。實際應用中我們很可能需要測量的是方波(例如數(shù)字系統(tǒng))或者是比正弦波復雜的多的信號,使用示波器測量信號的通用經(jīng)驗法則是:示波器的帶寬是被測信號的頻率的5倍。例如,一個66MHz的時鐘信號需要一個330MHz帶寬的示波器。

5倍頻率是怎樣得出的?信號帶寬和速率無關,只和沿有關。當信號沿是周期的7%時信號能有效還原,而此時示波器的帶寬必須≥0.35/Tedge,因此有示波器帶寬≥5*F。

 

示波器的兩個最重要參數(shù):帶寬和采樣率

示波器的兩個最重要參數(shù):帶寬和采樣率

 

2、采樣率

通過測量等時間間隔波形的電壓幅值,并把該電壓轉(zhuǎn)化為用8位二進制代碼表示的數(shù)字信息,這就是數(shù)字示波器的采樣。每兩次采樣之間的時間間隔越小,那么重建出來的波形就越接近原始信號。采樣率(Sampling Rate)就是采樣時間間隔的倒數(shù)。例如,如果示波器的采樣率是每秒10G次(10GSa/s),則意味著每100ps進行一次采樣。

根據(jù)Nyquist采樣定理,對于正弦波,每個周期至少需要兩次以上的采樣才能保證數(shù)字化后的脈沖序列能較為準確的還原原始波形。如果采樣率低于Nyquist采樣率則會導致混疊(Aliasing)現(xiàn)象。

采樣率的單位是MS/s(MegaSamples per second)或GS/s(GigaSamples per second)。一般情況下,各個示波器公布的采樣率參數(shù)都是指單通道最高采樣率。如果一臺兩通道的示波器,公布的采樣率參數(shù)為1GS/s,兩個通道同時使用時,每通道的最高采樣率為500MS/s。

有一個比較采樣速率和信號帶寬時的經(jīng)驗法則:如果示波器有內(nèi)插(通過篩選以便在采樣點間重新生成),則(采樣速率/信號帶寬)的比值至少應為 4:1 ;如果無正弦內(nèi)插時,則應采取 10:1 的比值。

 

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來源:硬件助手

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