Proč je naměřená amplituda menší než skutečná hodnota?

Zkuste malý test. Použij svůj100 MHz osciloskoppro měření amplitudového průběhu 100 MHz, 3,3 V. Naměřená amplituda není přesná. Tento problém se týká šířky pásmaosciloskop.

Co je to šířka pásma?

Šířka pásma je základní parametr pro osciloskop, ale co je šířka pásma? Šířka pásma označuje analogovou šířku pásma analogového předního konce osciloskopu a přímo určuje možnosti měření signálu osciloskopu. Konkrétně, šířka pásma osciloskopu je nejvyšší frekvence, když amplituda sinusové vlny naměřená osciloskopem není nižší než 3dB amplituda signálu skutečné sinusovky (tj. 70,7 procenta skutečné amplitudy signálu), známé také jako {{3 }}dB bod mezní frekvence. Se zvyšující se frekvencí signálu se snižuje schopnost osciloskopu přesně zobrazovat úroveň signálu.

Když je naměřená frekvence sinusové vlny rovna šířce pásma osciloskopu (osciloskopický zesilovač je pro Gaussovu odezvu), můžeme vidět, že chyba měření je asi 30 procenta. Pokud je požadována chyba měření 3 procenta, frekvence měřeného signálu by měla být mnohem nižší než šířka pásma osciloskopu. Například při použití 100MHz osciloskopu k měření 100MHz, 1Vpp, sinusového signálu, bude měření 100MHz, 0,707Vpp, sinusový průběh. To platí pouze pro sinusovou vlnu, protože většina průběhů je mnohem složitější než sinusová vlna a budou obsahovat vyšší frekvence. Abychom tedy dosáhli určité přesnosti měření, používáme obecný zákon osciloskopů, který se běžně označuje jako 5násobek standardu:

Požadovaná šířka pásma osciloskopu=nejvyšší frekvence měřeného signálu * 5

2. Vyberte správně šířku pásma

Komplexní signály ve tvaru vlny jsou tvořeny řadou různých harmonických sinusových signálů a šířka pásma těchto harmonických může být velmi široká. Pokud šířka pásma není dostatečně vysoká, harmonické složky nebudou účinně zesíleny (blokovány nebo utlumeny), což může způsobit zkreslení amplitudy, ztrátu hran, ztrátu podrobných dat atd. Charakteristiky signálu, jako jsou zvonky a tóny atd. nemají žádnou referenční hodnotu.

Takže pro různé frekvenční měření signálu je správná šířka pásma velmi důležitá. Při měření vysokofrekvenčních signálů, jako je měření 27MHz krystalu, byste měli použít měření plné šířky pásma.

Pokud je povoleno omezení šířky pásma, tj. omezení šířky pásma je nastaveno na 20 MHz, tvar vlny krystalu bude zkreslený a měření nebude mít žádnou hodnotu. Při měření nízkofrekvenčních signálů byste měli nastavit limit šířky pásma pro aktivaci filtru rušení vysokofrekvenčního signálu, aby se signál zobrazoval jasněji.

3. Šířka pásma a doba náběhu

S ohledem na šířku pásma nelze ignorovat dobu náběhu. Doba náběhu je obvykle definována jako doba, kdy se amplituda signálu změní z 10 procent maximální ustálené hodnoty na 90 procent.

Šířka pásma osciloskopu může přímo ukazovat minimální dobu náběhu signálu. Dobu náběhu systému osciloskopu lze vyhodnotit ze zadané šířky pásma. K výpočtu můžete použít vzorec: RT (doba náběhu)=0.35 / BW (šířka pásma) (osciloskop pod 1 GHz).

Kde 0.35 je faktor měřítka mezi šířkou pásma osciloskopu a dobou náběhu (10 procent -90 procent doby náběhu v Gaussově modelu prvního řádu). Podle výše uvedeného vzorce, pokud je šířka pásma osciloskopu 200 MHz, lze vypočítat RT=1,75ns, tedy minimální pozorovatelnou dobu náběhu.