Limitación de Frecuencia dun Osciloscopio

Límite de banda

Os osciloscopios, como os multimetros, son ferramentas esenciais para comprender os circuitos. No obstante, teñen limitacións. Para usar un osciloscopio de forma eficaz, é crucial coñecer estas limitacións e atopar formas de abordalas.

Unha característica clave do osciloscopio é a súa banda. A banda determina a rapidez con que pode muestrear as sinais analóxicos. ¿Qué é a banda? Muitos pensan que é a frecuencia máxima que o osciloscopio pode manexar. En realidade, a banda é a frecuencia na que a amplitud do sinal desciende 3dB, ou o 29,3% por debaixo da súa verdadeira amplitud.

Na frecuencia máxima calificada, o osciloscopio mostra o 70,7% da amplitud real do sinal. Por exemplo, se a amplitud real é de 5V, o osciloscopio a mostrará como aproximadamente 3,5V.

Os osciloscopios cunha banda de 1 GHz ou menos teñen unha resposta de frecuencia gaussiana ou de paso baixo, que comeza no terzo da frecuencia de -3 dB e diminúe gradualmente a frecuencias máis altas.

Os osciloscopios con especificacións superiores a 1 GHz mostran unha resposta maximamente plana con un descenso máis agudo cerca da frecuencia de -3dB. A frecuencia máis baixa do osciloscopio na que o sinal de entrada está atenuado en 3 dB considerase como a banda do osciloscopio. O osciloscopio con unha resposta maximamente plana pode atenuar sinais dentro da banda que son menos comparativos co osciloscopio con resposta gaussiana e facer medidas máis precisas nos sinais dentro da banda.

Por outro lado, o osciloscopio con resposta gaussiana atenua sinais fora da banda que son menos comparativos co osciloscopio con resposta maximamente plana. Isto significa que tal osciloscopio ten un tempo de subida máis rápido comparativo cos outros osciloscopios coa mesma especificación de banda. A especificación de tempo de subida dun osciloscopio está estreitamente relacionada coa súa banda.

Un osciloscopio de tipo de resposta gaussiana terá un tempo de subida de 0,35/f BW aproximadamente baseado nun criterio do 10% ao 90%. Un osciloscopio de tipo de resposta maximamente plana ten un tempo de subida de 0,4/f BW aproximadamente baseado na nitidez da característica de descenso da frecuencia.

O tempo de subida é a velocidade de bordo máis rápida que un osciloscopio pode mostrar se o sinal de entrada ten un tempo de subida infinitamente rápido. Medir este valor teórico é imposible, polo que é mellor calcular un valor práctico.

Precaucións Requiridas para Medidas Precisas no Osciloscopio

A primeira cousa que os usuarios deben saber é a limitación de banda do osciloscopio. A banda do osciloscopio debe ser suficientemente ampla para acomodar as frecuencias dentro do sinal e mostrar correctamente a forma de onda.

A sonda utilizada co osciloscopio xoga un papel importante no rendemento do equipo. A banda do osciloscopio, así como a sonda, debe estar en combinación adecuada. Usar unha sonda de osciloscopio incorrecta pode estragar o rendemento de todo o equipo de proba.

Para medir a frecuencia así como a amplitud de forma precisa, a banda tanto do osciloscopio como da sonda adxunta a ela deben estar ben por encima do sinal que se quere capturar de forma precisa. Por exemplo, se a precisión requirida da amplitud é de ~1%, entón o factor berate do osciloscopio debe ser 0,1x, iso significa que un osciloscopio de 100MHz pode capturar 10MHz cun erro de amplitud do 1%.

Debe terse en conta a activación correcta do osciloscopio para que a vista resultante da forma de onda sexa moito máis clara.

Os usuarios deben ser conscientes dos clips de terra mentres realizan medidas de alta velocidade. O cable do clip produce inductancia e resonancia no circuito, que afecta as medidas.

O resumo do artigo completo é que, para un osciloscopio analóxico, a banda do osciloscopio debe ser polo menos tres veces maior que a frecuencia analóxica máis alta do sistema. Para a aplicación digital, a banda do osciloscopio debe ser polo menos cinco veces maior que a taxa de reloxo máis rápida do sistema.