Честотно ограничение на осцилоскоп

Граници на пропускната способност

Осцилоскопите, като и мултиметрите, са основни инструменти за разбиране на електрическите вериги. Въпреки това, те имат ограничения. За да използвате осцилоскоп ефективно, е важно да знаете тези ограничения и да намерите начини за справяне с тях.

Една ключова характеристика на осцилоскопа е неговата пропускна способност. Пропускната способност определя колко бързо може да пробва аналоговите сигнали. Какво е пропускна способност? Много хора мислят, че това е максималната честота, която осцилоскопът може да обработи. Всъщност, пропускната способност е честотата, при която амплитудата на сигнала пада с 3 дБ, или 29.3% под нейната истинска амплитуда.

На максималната оценена честота, осцилоскопът показва 70.7% от истинската амплитуда на сигнала. Например, ако истинската амплитуда е 5В, осцилоскопът ще я покаже като около 3.5В.

Осцилоскопите с пропускна способност от 1 ГХц или по-малко имат гаусово или ниско-пропускащо честотно отговор, започващо при една трета от -3 дБ честотата и постепенно намаляващо при по-високи честоти.

Осцилоскопите с спецификация над 1 ГХц показват максимално равен отговор с по-остър спад при -3 дБ честотата. Най-ниската честота, при която входният сигнал е затихнал с 3 дБ, се счита за пропускната способност на осцилоскопа. Осцилоскопът с максимално равен отговор може да затихне в-диапазонни сигнали, които са по-малки, сравнено с осцилоскопа с гаусово отговор, и да прави по-точни измервания на в-диапазонни сигнали.

От друга страна, осцилоскопът с гаусово отговор затихва извън-диапазонни сигнали, които са по-малки, сравнено с осцилоскопа с максимално равен отговор. Това означава, че такъв осцилоскоп има по-бързо време на ръст, сравнено с други осцилоскопи с еднаква спецификация на пропускната способност. Спецификацията за време на ръст на осцилоскопа е тясно свързана с неговата пропускна способност.

Осцилоскоп с гаусово отговор ще има време на ръст от приблизително 0.35/f BW, основано на критерия 10% до 90%. Осцилоскоп с максимално равен отговор има време на ръст от приблизително 0.4/f BW, основано на острия честотен спад.

Времето на ръст е най-бързата скорост на ръст, която осцилоскопът може да покаже, ако входният сигнал има безкрайно бързо време на ръст. Измерването на тази теоретична стойност е невъзможно, затова е по-добре да се изчисли практическа стойност.

Предпазни мерки за точни измервания с осцилоскоп

Първата нещо, което потребителите трябва да знаят, е ограничението на пропускната способност на осцилоскопа. Пропускната способност на осцилоскопа трябва да е достатъчно широка, за да вместят честотите в сигнала и да покаже вълновата форма правилно.

Използваната сонда с осцилоскопа играе важна роля в производителността на оборудването. Пропускната способност на осцилоскопа, както и на сондата, трябва да са в правилна комбинация. Използването на неправилна сонда може да повреди производителността на цялото измервателно оборудване.

За да се измерят честотата и амплитудата точно, пропускната способност на осцилоскопа и сондата, прикрепена към него, трябва да е значително по-голяма от сигнала, който искате да заснемете точно. Например, ако необходимата точност на амплитудата е ~1%, то факторът на осцилоскопа трябва да е 0.1x, което означава, че 100МХц осцилоскоп може да заснеме 10МХц с грешка от 1% в амплитудата.

Трябва да се вземе предвид правилното активиране на осцилоскопа, така че резултатната визия на вълновата форма да е много по-ясна.

Потребителите трябва да бъдат наясно с клипсите за заземяване при извършване на високоскоростни измервания. Жиката на клипсата произвежда индуктивност и вибрации в веригата, което влияе на измерванията.

Резюме на цялата статия е, че за аналогов осцилоскоп, пропускната способност на осцилоскопа трябва да е поне три пъти по-висока от най-високата аналогова честота на системата. За цифрови приложения, пропускната способност на осцилоскопа трябва да е поне пет пъти по-висока от най-бързата тактовата честота на системата.