如何選擇一個(gè)示波器-專題二

第一章主要講述了PC示波器和臺(tái)式示波器的區(qū)別，同時(shí)討論了示波器探頭的主要特點(diǎn)。本章主要討論一下示波器的核心參數(shù)：模擬帶寬、采樣率、AD分辨率。

一、模擬帶寬

目前已經(jīng)有太多的文章介紹模擬示波器的帶寬，所以這里我不再花太多時(shí)間來介紹。簡言之，帶寬就是功率的一半或者-3dB幅度時(shí)的頻率，如圖1所示，功率一半也就是電壓的1/ , 例如，用一個(gè)100MHz帶寬的示波器采集一個(gè)10MHz，1V的正弦波，此時(shí)示波器采集到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。隨著輸入信號(hào)頻率的增加到100MHz時(shí)，采集到的正弦波的振幅變?yōu)?.707V左右。

圖1 帶寬是功率一半或者-3dB時(shí)的頻率。如果輸入一個(gè)固定振幅的波形，增加信號(hào)頻率，-3dB的位置即是示波器的電壓幅值為實(shí)際幅值的0.707倍。

不幸的是，實(shí)際應(yīng)用中我們很可能需要測量的是方波（例如數(shù)字系統(tǒng)）而不是正弦波。因?yàn)椴杉讲ㄐ枰h(yuǎn)高于基本波形的頻率。最常用的原則是選擇一個(gè)帶寬是待測數(shù)字系統(tǒng)最高信號(hào)頻率5倍的示波器。例如，一個(gè)66MHz的時(shí)鐘信號(hào)需要一個(gè)330MHz帶寬的示波器。

我用Python 腳本編寫一個(gè)模擬濾波器，先對(duì)方波進(jìn)行濾波，然后繪制出濾波結(jié)果。圖2 顯示了分別用一個(gè)50MHz, 100 MHz, 250 MHz,500 MHz 帶寬對(duì)50 MHz方波信號(hào)濾波的結(jié)果。

圖2 用一個(gè)50MHz, 100 MHz, 250 MHz,500 MHz 帶寬對(duì)50 MHz方波信號(hào)采樣的結(jié)果