Oszcilloszkóp frekvenciahatárai

Sávszélesség korlátozás

Az oszcilloszkópok, mint a multimeter, alapvető eszközök a körök megértéséhez. Ugyanakkor korlátai vannak. Az oszcilloszkóp hatékony használatához szükséges ismerni ezeket a korlátokat, és találni módokat a kezelésükre.

Az oszcilloszkóp egyik kulcsfontosságú jellemzője a sávszélessége. A sávszélesség meghatározza, hogy milyen gyorsan tudja mintavételezni az analóg jeleket. Mi a sávszélesség? Sokan úgy gondolják, hogy ez a legmagasabb frekvencia, amit a berendezés kezelhet. Valójában a sávszélesség az a frekvencia, ahol a jel amplitúdója 3dB, vagy 29,3%-kal csökken a valós amplitúdójánál.

A maximálisan megengedett frekvencián az oszcilloszkóp 70,7%-át mutatja a jel valós amplitúdójának. Például, ha a valós amplitúdó 5V, akkor a berendezés körülbelül 3,5V-ként jeleníti meg.

Az 1 GHz vagy annál alacsonyabb sávszélességű oszcilloszkópok gauszi vagy alacsony átmeneti frekvenciaválaszt mutatnak, ami a -3 dB frekvencia harmadánál kezdődik, és fokozatosan csökken a magasabb frekvenciákon.

A 1 GHz-nél nagyobb specifikációval rendelkező oszcilloszkópok maximálisan lapos választ mutatnak, amely a -3dB frekvenciánál hegyesebben csökken. Az oszcilloszkóp legalsó frekvenciája, ahol a bejövő jel 3 dB-vel lesz csillapítva, a berendezés sávszélességét jelenti. A maximálisan lapos választ mutató oszcilloszkóp kevesebb in-bands jel csillapítására képes, és pontosabb méréseket végez az in-bands jeleken, mint a gauszi választ mutató oszcilloszkóp.

Másrészről, a gauszi választ mutató oszcilloszkóp kevesebb out-bands jel csillapítására képes, mint a maximálisan lapos választ mutató oszcilloszkóp. Ez azt jelenti, hogy ilyen oszcilloszkóp gyorsabb emelkedési idővel rendelkezik, mint a más, ugyanolyan sávszélesség-specifikációval rendelkező oszcilloszkópok. Az oszcilloszkóp emelkedési ideje szorosan kapcsolódik a sávszélességéhez.

Egy gauszi választ mutató oszcilloszkóp körülbelül 0,35/f BW emelkedési idővel rendelkezik, a 10%–90% kritérium alapján. Egy maximálisan lapos választ mutató oszcilloszkóp körülbelül 0,4/f BW emelkedési idővel rendelkezik, a frekvencia csökkenési karakterisztikájának élességén alapulóan.

Az emelkedési idő az a leggyorsabb élszín, amit az oszcilloszkóp képes megjeleníteni, ha a bejövő jel végtelenül gyors emelkedési idővel rendelkezik. Ennek a elméleti értéknek a mérésére nincs lehetőség, tehát jobb praktikus értéket számolni.

Szükséges odafigyelés a pontos mérésekhez az oszcilloszkópon

A felhasználóknak először is ismerniük kell az oszcilloszkóp sávszélesség-korlátait. Az oszcilloszkóp sávszélessége elég szélesnek kell lennie ahhoz, hogy a jelek frekvenciáit tartalmazza, és helyesen jelenítse meg a hullámformát.

A használt sonde is fontos szerepet játszik a berendezés teljesítményében. Az oszcilloszkóp, valamint a sondéjának sávszélessége megfelelő kombinációban kell legyen. A helytelen oszcilloszkóp-sonda használata rombolhatja a teljes tesztberendezés teljesítményét.

A frekvencia, valamint az amplitúdó pontos mérése érdekében az oszcilloszkóp, valamint a hozzá csatlakoztatott sonna sávszélessége jól feletti legyen a pontossan rögzíteni kívánt jel frekvenciájának. Például, ha az amplitúdó szükséges pontossága ~1%, akkor a scope berated factor 0,1x, azaz 100MHz-os oszcilloszkóp 10MHz-et tud rögzíteni 1% hibával az amplitúdóban.

Fontos, hogy helyes triggerelést alkalmazzon a felhasználó, hogy a hullámforma eredményül kapott nézete sokkal világosabb legyen.

A felhasználóknak figyelembe kell venniük a földklipek használatát a nagy sebességű mérések során. A klipek dróta induktanciát és rezgést okoz a körben, ami befolyásolja a méréseket.

A cikk összefoglalása, hogy az analóg oszcilloszkópoknál a berendezés sávszélessége legalább háromszorosa legyen a rendszer legmagasabb analóg frekvenciájának. A digitális alkalmazásoknál az oszcilloszkóp sávszélessége legalább ötszörösnek kell lennie a rendszer leghamarabb futó órajel frekvenciájának.