Frekvences ierobežojums osciloscopā

Pārnesuma jauda ierobežojums

Osciloscopu, tāpat kā multimetru, ir būtiski rīki, lai izprastu shēmas. Tomēr tiem ir ierobežojumi. Lai efektīvi izmantotu osciloskopu, ir svarīgi zināt šos ierobežojumus un atrast veidus, kā tos risināt.

Viena no galvenajām osciloskopa īpašībām ir tā pārnesuma jauda. Pārnesuma jauda nosaka, cik ātri tas var izveidot analoģisko signālu mērījumus. Kas ir pārnesuma jauda? Daudzi domā, ka tā ir maksimālā frekvence, ko osciloskops var apstrādāt. Faktiski pārnesuma jauda ir frekvence, kur signāla amplitūda samazinās par 3dB, vai arī 29,3% zem tā patiesās amplitūdas.

Maksimālajā atzīmētajā frekvencē osciloskops rāda 70,7% no signāla faktiskās amplitūdas. Piemēram, ja faktiskā amplitūda ir 5V, tad skatītājs to attēlos aptuveni 3,5V.

Osciloskopi ar pārnesuma jaudu 1 GHz vai mazāku ir ar Gaussa vai zemu frekvences atbildes filtru, kas sākas ar trešo daļu no -3 dB frekvences un pieaugoši samazinās augstākās frekvences.

Skatos ar specifikācijām, kas pārsniedz 1 GHz, redzama maksimāli plakā atbilde ar asāku samazināšanos tuvāk -3dB frekvencei. Zemākā frekvence, kurā ievades signāls tiek samazināts par 3 dB, tiek uzskatīta par skato pārnesuma jaudu. Skatos ar maksimāli plako atbildi var samazināt signālus iekšējā daudzumā, kas ir mazāki salīdzinājumā ar skatu ar Gaussa atbildi, un veikt precīzākus mērījumus iekšējos signālos.

No otras puses, skats ar Gaussa atbildi samazina ārējos signālus, kas ir mazāki salīdzinājumā ar skatu ar maksimāli plako atbildi. Tas nozīmē, ka šāds skats ir straujāks salīdzinājumā ar citiem skatiem ar vienādu pārnesuma jaudas specifikāciju. Skata uzspliduma laika specifikācija ir cieši saistīta ar tā pārnesuma jaudu.

Gaussa atbildes veida osciloskopam būs uzspliduma laiks aptuveni 0,35/f BW, balstoties uz 10% līdz 90% kritēriju. Maksimāli plaka atbildes veida skatam būs uzspliduma laiks aptuveni 0,4/f BW, balstoties uz frekvences samazināšanās raksturlieluma asumu.

Uzspliduma laiks ir straujākais krājuma ātrums, ko osciloskops var attēlot, ja ievades signāla uzspliduma laiks ir bezgalīgi ātrs. Šī teorētiskā vērtība nevar tikt mērīta, tāpēc labāk ir aprēķināt praktisku vērtību.

Jāņem vērā precīzu mērījumu veikšanai osciloskopā

Galvenais, ko lietotājiem jāzina, ir skata pārnesuma jaudas ierobežojums. Osciloskopa pārnesuma jauda jābūt pietiekami plašai, lai ietvertu signālā esošās frekvences un pareizi attēlotu formu.

Ar skatu izmantotais sondes spēlē svarīgu lomu ierīces darbībā. Osciloskopa, kā arī sondes pārnesuma jauda jābūt pareizā kombinācijā. Nepareiza osciloskopa sonde var bozgot iekārtas kopējo veiktspēju.

Lai precīzi mērītu frekvenci un amplitūdu, gan skata, gan pievienotās sondes pārnesuma jauda jābūt pietiekami augstai, lai tos izmantotu. Piemēram, ja nepieciešamā amplitūdas precizitāte ir aptuveni 1%, tad skata berate jāreizina ar 0,1x, tātad 100MHz skats var uztvert 10MHz ar 1% kļūdu amplitūdē.

Jāņem vērā pareizs skata aktivizēšanas punkts, lai iegūtu skaidrāku formu attēlojumu.

Lietotājiem jāņem vērā grunts klipses, veicot augstākas ātruma mērījumus. Klipes drāta indukcija un dzvanīšana ietekmē mērījumus.

Visa raksta kopsavilkums ir tāds, ka analogajiem skatiem skata pārnesuma jauda jābūt vismaz trīs reizes augstākai nekā sistēmas augstākā analoģiskā frekvence. Digitālajiem pielietojumiem skata pārnesuma jauda jābūt vismaz piecas reizes augstākai nekā sistēmas ātrākā pulsu frekvence.