Omejevanje frekvence osciloskopa

Omejitev pasovne širine

Osciloskopi, podobno kot merilniki, so ključni orodji za razumevanje krmil. Vendar imajo omejitve. Za učinkovito uporabo osciloskopa je ključno, da pozna te omejitve in najde načine, kako jih odpraviti.

Ključna značajnost osciloskopa je njegova pasovna širina. Pasovna širina določa, kako hitro lahko vzorči analogne signale. Kaj je pasovna širina? Mnogi mislijo, da je to najvišja frekvenca, ki jo lahko opazuje osciloskop. V resnici pa je pasovna širina frekvenca, pri kateri amplituda signala pada za 3dB ali 29,3% pod pravo amplitudo.

Pri najvišji označeni frekvenci osciloskop prikaže 70,7% dejanske amplitude signala. Na primer, če je dejanska amplituda 5V, bo osciloskop prikazal približno 3,5V.

Osciloskopi s pasovno širino 1 GHz ali manj imajo Gaussovo ali nizkoprepustno frekvenčno odziv, ki se začne pri tretjini -3 dB frekvence in se postopoma zmanjšuje pri višjih frekvencah.

Osciloskopi s specifikacijami večjimi od 1 GHz prikazujejo maksimalno raven odziva z ostrem spustom blizu -3dB frekvence. Najnižja frekvenca osciloskopa, pri kateri je vhodni signal zmanjšan za 3 dB, se obravnava kot pasovna širina osciloskopa. Osciloskop s maksimalno ravnim odzivom lahko zmanjša v-pasovne signale, ki so manjše v primerjavi z osciloskopom s Gaussovskim odzivom in izvede bolj točne meritve na v-pasovnih signalih.

Na drugi strani osciloskop s Gaussovskim odzivom zmanjša zunanje pasovne signale, ki so manjši v primerjavi z osciloskopom s maksimalno ravnim odzivom. To pomeni, da ima takšen osciloskop hitrejši čas vzpona v primerjavi z drugimi osciloskopi z enakimi specifikacijami pasovne širine. Specifikacija časa vzpona osciloskopa je tesno povezana z njegovo pasovno širino.

Osciloskop s Gaussovskim odzivom ima čas vzpona približno 0,35/f BW glede na kriterij 10% do 90%. Osciloskop s maksimalno ravnim odzivom ima čas vzpona približno 0,4/f BW glede na ostrino karakteristike spusta frekvence.

Čas vzpona je najhitrejša robova hitrost, ki jo lahko osciloskop prikaže, če ima vhodni signal neskončno hitro robovo hitrost. Merjenje te teoretične vrednosti je nemogoče, zato je bolje izračunati praktično vrednost.

Previdnost, potrebna za natančna meritve v osciloskopu

Najpomembnejše, kar morajo uporabniki vedeti, je omejitev pasovne širine osciloskopa. Pasovna širina osciloskopa mora biti dovolj široka, da lahko vsebuje frekvence znotraj signala in pravilno prikaže valovanje.

Sonda, uporabljena z osciloskopom, igra pomembno vlogo pri delovanju opreme. Pasovna širina osciloskopa in sonde morata biti pravilno kombinirani. Uporaba nepravilne sonde za osciloskop lahko pokvari delovanje celega testnega opremo.

Za natančno merjenje frekvence in amplitude mora biti pasovna širina obema opremama, osciloskopu in priključeni sondi, dovolj velika, da preseže želeni signal. Na primer, če je zahtevana točnost amplitude ~1%, potem faktor berate osciloskopa zmanjša na 0,1x, to pomeni, da 100MHz osciloskop lahko zajame 10MHz s napako 1% v amplitudi.

Upoštevati je treba pravilno sprožanje osciloskopa, da bo rezultantni pogled valovanja bolj jasen.

Uporabniki morajo biti seznanjeni z grmičnimi ogranki med visokohitrimi meritvami. Žice ogranka ustvarjajo induktivnost in resonanciranje v krmilu, kar vpliva na meritve.

Povzetek celotnega članka je, da mora biti za analogni osciloskop pasovna širina vsaj trikrat višja od najvišje analogne frekvence sistema. Za digitalne aplikacije mora biti pasovna širina osciloskopa vsaj petkrat višja od najhitrejše urinske frekvence sistema.