Waarom is de gemeten amplitude kleiner dan de werkelijke waarde?
Probeer een kleine test. Gebruik jouw100 MHz-oscilloscoopom een amplitudegolfvorm van 100 MHz, 3,3 V te meten. De gemeten amplitude is niet nauwkeurig. Dit probleem heeft betrekking op de bandbreedte vanoscilloscoop.
Wat is bandbreedte?
Bandbreedte is een essentiële parameter voor een oscilloscoop, maar wat is bandbreedte? Bandbreedte verwijst naar de analoge bandbreedte van de analoge voorkant van de oscilloscoop en bepaalt rechtstreeks de signaalmeetmogelijkheden van de oscilloscoop. Concreet is de bandbreedte van de oscilloscoop de hoogste frequentie wanneer de amplitude van de sinusgolf gemeten door de oscilloscoop niet lager is dan de 3dB-amplitude van het werkelijke sinusgolfsignaal (dat wil zeggen 70,7 procent van de werkelijke signaalamplitude), ook bekend als {{3 }} dB afsnijfrequentiepunt. Naarmate de signaalfrequentie toeneemt, zal het vermogen van de oscilloscoop om het signaalniveau nauwkeurig weer te geven afnemen.
Wanneer de gemeten sinusgolffrequentie gelijk is aan de bandbreedte van de oscilloscoop (oscilloscoopversterker is voor de Gaussiaanse respons), kunnen we zien dat de meetfout ongeveer 30 procent bedraagt. Als de meetfout 3 procent moet zijn, moet de frequentie van het gemeten signaal veel lager zijn dan de bandbreedte van de oscilloscoop. Als u bijvoorbeeld een 100 MHz-oscilloscoop gebruikt om een sinusgolfsignaal van 100 MHz, 1 Vpp te meten, zullen de metingen een sinusgolfvorm van 100 MHz, 0,707 Vpp zijn. Dit is alleen het geval voor een sinusgolf, aangezien de meeste golfvormen veel complexer zijn dan een sinusgolf en hogere frequenties zullen bevatten. Dus om een bepaalde meetnauwkeurigheid te bereiken, gebruiken we de common law van oscilloscopen die gewoonlijk 5 keer de standaard wordt genoemd:
De benodigde bandbreedte van de oscilloscoop=de hoogste frequentie van het gemeten signaal * 5
2. Selecteer de bandbreedte correct
Complexe signalen in een golfvorm worden gevormd door een verscheidenheid aan verschillende harmonische sinusgolfsignalen, en de bandbreedte van deze harmonischen kan zeer breed zijn. Wanneer de bandbreedte niet hoog genoeg is, zullen de harmonische componenten niet effectief worden versterkt (geblokkeerd of verzwakt), wat amplitudevervorming, randverlies, verlies van detailgegevens, enz. kan veroorzaken. De signaalkarakteristieken zoals bellen en tonen, enz. zullen geen referentiewaarde hebben.
Voor signaalmetingen met verschillende frequenties is de juiste bandbreedte dus erg belangrijk. Bij het meten van hoogfrequente signalen, zoals het meten van een 27MHz-kristal, moet u de volledige bandbreedtemeting gebruiken.
Als de bandbreedtelimiet is ingeschakeld, dat wil zeggen als de bandbreedtelimiet is ingesteld op 20 MHz, zal de kristalgolfvorm vervormd zijn en zal de meting geen waarde hebben. Bij het meten van laagfrequente signalen moet u de bandbreedtelimiet instellen om het hoogfrequente signaalinterferentiefilter in te schakelen, zodat het signaal duidelijker zichtbaar is.
3. Bandbreedte en stijgtijd
Wat de bandbreedte betreft, kan de stijgtijd niet worden genegeerd. De stijgtijd wordt doorgaans gedefinieerd als het tijdstip waarop de signaalamplitude verandert van 10 procent van de maximale stabiele waarde naar 90 procent.
De bandbreedte van de oscilloscoop kan direct de minimale stijgtijd van het signaal weergeven. De stijgtijd van het oscilloscoopsysteem kan worden geëvalueerd vanaf de opgegeven bandbreedte. U kunt de volgende formule gebruiken: RT (stijgtijd)=0.35 / BW (bandbreedte) (oscilloscoop onder 1GHz) om te berekenen.
Waarbij 0.35 de schaalfactor is tussen de bandbreedte van de oscilloscoop en de stijgtijd (10 procent -90 procent stijgtijd in het Gaussiaanse model van de eerste orde). Volgens de bovenstaande formule kan, als de bandbreedte van de oscilloscoop 200 MHz is, RT=1.75ns worden berekend, dat wil zeggen de minimaal waarneembare stijgtijd.
