示波器的带宽是示波器的一个重要性能指标,以下是关于它的详细介绍:
定义
示波器的带宽是指示波器能够准确测量和显示的输入信号的频率范围。一般来说,是指在正弦波输入信号的情况下,示波器显示的信号幅度相对于真实输入信号幅度下降到一定比例(通常为 - 3dB,即约 70.7%)时所对应的频率,这个频率值就是该示波器的带宽。例如,一台带宽为 100MHz 的示波器,对于 100MHz 的正弦波信号,其显示的幅度可能会比实际输入信号幅度低 3dB。
对测量的影响
信号保真度:如果要测量的信号频率超出了示波器的带宽,示波器显示的信号波形可能会发生失真,幅度会被衰减,相位也可能发生偏移。比如,测量一个包含丰富高频成分的方波信号时,若示波器带宽不足,方波的上升沿和下降沿可能会被拉缓,顶部可能会出现不平坦的现象,无法真实反映信号的原始特征。
测量:带宽不足会导致测量结果不准确。对于高频信号的幅度、频率、周期等参数的测量,会因为信号的失真而产生较大误差。例如,在测量高频时钟信号的周期时,若示波器带宽不够,测量得到的周期可能会比实际周期偏大或偏小。
与其他指标的关系
与采样率的关系:一般来说,为了准确地采集和显示信号,示波器的采样率需要满足一定条件,通常要求采样率至少是信号频率的 2 倍以上,即满足奈奎斯特定理。而示波器的带宽决定了其能够有效测量的信号频率,所以带宽和采样率是相互关联的,共同影响着示波器对信号的采集和显示效果。
与上升时间的关系:示波器的上升时间和带宽之间存在近似的反比关系。通常可以用公来估算,其是示波器的上升时间是示波器的带宽。这意味着带宽越高,示波的上升时间越短,就越能快速地跟踪信号的变化,对快速变化的信号(如高速数字信号的边沿)测量就越准确。