精品人妻一区二区三区麻豆91国产精品亚洲精品日韩|国产成人精品久久久久日韩中文字幕视频一区二区|国产区精品福利在线熟女|xk8134星空传媒|亚洲一区二区精品3399|5566中文字幕一区二区|国产69精品久久久久9999|中文字幕亚洲欧美日韩|国产日韩久久久久精品影院|亚洲国产精品久久久久久久久,果冻传媒精选麻豆人口中文av内射,欧美成人精品一区二区三区在线观看国产91精品肉色丝袜 ,国产日韩欧美一区二区久久精品东北电影制片厂第一部电影

示波器的頻率響應(yīng)及其對(duì)上升時(shí)間測(cè)量精度的影響

關(guān)鍵字:示波器,數(shù)字示波器,虛擬示波器,示波器價(jià)格,示波器的使用,示波器原理

    傳統(tǒng)上，示波器的頻率響應(yīng)是高斯型的，是由許多具有類似頻響的電路元件組合而成的，傳統(tǒng)的模擬示波器就是這個(gè)樣子，從它的BNC輸入端至CRT顯示，有很多模擬放大器構(gòu)成一個(gè)放大器鏈注1。有關(guān)高斯頻響示波器的特點(diǎn)，在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)廣為人知。

但鮮為人知的是當(dāng)代高性能數(shù)字示波器所普遍采用的平坦頻率響應(yīng)。數(shù)字示波器中和高斯頻響有關(guān)的只是很少的幾個(gè)模擬放大器，并可用DSP技術(shù)優(yōu)化其對(duì)精度的影響。對(duì)于數(shù)字示波器來(lái)說(shuō)，還有一件重要事情是，要盡量避免采樣混疊誤差^注2，而模擬示波器是根本沒(méi)有這種問(wèn)題的。與高斯頻響相比，平坦型頻率響應(yīng)能減少采樣混疊誤差，我們?cè)谶@里首先回顧高斯響應(yīng)和平坦響應(yīng)的特性。然后討論這兩種響應(yīng)類型所對(duì)應(yīng)的上升時(shí)間測(cè)量精度。從而說(shuō)明具有平坦頻率響應(yīng)的示波器與具有同樣帶寬的高斯響應(yīng)示波器相比，有更高的上升時(shí)間測(cè)量精度。

我們的討論以1GHz示波器為例。這里的分析結(jié)論完全適用于其它帶寬。

高斯響應(yīng)示波器的特性

1GHz 示波器的典型高斯頻響如圖1所示。高斯頻率響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是不管輸入信號(hào)(被測(cè)信號(hào))有多快，它都能給出沒(méi)有過(guò)沖的較好脈沖響應(yīng)(即示波器屏幕上顯示的信號(hào)沒(méi)有過(guò)沖)。圖2示出1GHz高斯頻響示波器對(duì)快沿階躍信號(hào)的脈沖響應(yīng)。

在高斯頻響示波器中，示波器的上升時(shí)間^注3與示波器帶寬^注4間有熟知的常用公式 ...

上升時(shí)間 = 0.35 / 帶寬^注5 （高斯系統(tǒng)）

高斯系統(tǒng)的另一常用特性是它的系統(tǒng)總帶寬^注6為各子系統(tǒng)帶寬的RMS值，可使用下面熟悉的關(guān)系式計(jì)算 :

通常情況下，若示波器探頭帶寬比示波器帶寬更高，系統(tǒng)帶寬不會(huì)變得很差。

相反，被測(cè)上升時(shí)間通常與系統(tǒng)及信號(hào)上升時(shí)間有關(guān) ，計(jì)算公式為 :

當(dāng)示波器系統(tǒng)的上升時(shí)間并不比信號(hào)上升時(shí)間快很多時(shí)，則可用該關(guān)系式估算信號(hào)的實(shí)際上升時(shí)間。

圖1對(duì)平坦響應(yīng)和高斯響應(yīng)作了比較。應(yīng)注意它在-3dB前有更為平坦的頻率響應(yīng)，但在-3dB后迅速下降。這樣的響應(yīng)形狀有時(shí)也稱為最大平坦響應(yīng)或磚墻響應(yīng)。

平坦響應(yīng)有兩大優(yōu)點(diǎn)。第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)在 -3dB帶寬之前的頻響較 為平坦，即衰減較小，測(cè)量結(jié)果也較為精確。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是超過(guò)-3dB帶寬后，頻響曲線急劇滾降，大大減小數(shù)字示波器的中的采樣混疊機(jī)會(huì)（后面有更詳細(xì)得介紹）。

在時(shí)域，當(dāng)有快沿階躍信號(hào)輸入時(shí)，平坦頻率響應(yīng)示波器會(huì)產(chǎn)生脈沖過(guò)沖和振鈴，如圖2所示。我們知道過(guò)沖和振鈴是示波器的不良響應(yīng)。但，這種情況，只有在信號(hào)上升時(shí)間很快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)示波器可精確測(cè)量的能力范圍時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生。在這種情況下，應(yīng)該使用更高帶寬的示波器，否則測(cè)量誤差會(huì)很大。

與高斯系統(tǒng)不同，平坦頻響示波器的系統(tǒng)帶寬不能由其子系統(tǒng)部件的RMS值確定。用于高斯響應(yīng)示波器系統(tǒng)的帶寬和上升時(shí)間公式不適用于平坦響應(yīng)示波器系統(tǒng)！而需要示波器廠商提供示波器系統(tǒng)帶寬，即由示波器∕探頭及其前端附件構(gòu)成得組合帶寬。

在平坦響應(yīng)示波器的情況下，上升時(shí)間與帶寬的關(guān)系為：

上升時(shí)間 = N / 帶寬 （這里 N=0.4 至 0.5）

N越大，說(shuō)明頻率響應(yīng)越陡峭，或越像“磚墻”。上面的關(guān)系式有時(shí)也包括在示波器指標(biāo)中，從而給出示波器的響應(yīng)類型。

測(cè)量精度

哪一種頻率響應(yīng)類型能提供最好的測(cè)量精度？需要考慮最大信號(hào)頻率和示波器的采樣混疊誤差。

信號(hào)最高頻率

在圖1 的例子中，與高斯響應(yīng)相比，平坦頻率響應(yīng)在-3dB帶寬（1GHz）前衰減較小。因而對(duì)在 -3dB 帶寬之內(nèi)的信號(hào)頻率成分，平坦響應(yīng)示波器的測(cè)量精度^注7遠(yuǎn)比高斯響應(yīng)示波器更高。

例如，讓我們使用這兩種頻率響應(yīng)類型的示波器，比較對(duì)上升時(shí)間為700ps得信號(hào)的測(cè)量結(jié)果。由上升時(shí)間可確定該信號(hào)的最高頻率，即 ：

信號(hào)最高頻率 = 0.5 / 上升時(shí)間

信號(hào)最高頻率的定義為：任何一種測(cè)量系統(tǒng)(也包括示波器在內(nèi))能精確復(fù)現(xiàn)信號(hào)，所對(duì)應(yīng)的最高頻率(當(dāng)然包括最高頻率已內(nèi)的頻率成份)^注8。

使用這一關(guān)系式，可得到上升時(shí)間為700ps的信號(hào)，其主要頻率在714MHz以下。我們可從圖1看到對(duì)于最高為714MHz的頻率，平坦響應(yīng)示波器比高斯響應(yīng)示波器有更小的衰減，因而能更精確地測(cè)量700ps跳變沿的上升時(shí)間，如圖3所示。平坦頻響示波器測(cè)量該上升時(shí)間的誤差為3%，而高斯頻響示波器則達(dá)到9%。