Ograničenje frekvencije osciloskopa

Ograničenje pojasne

Osciloskopi, kao i multimetri, su neophodni alati za razumevanje krugova. Međutim, imaju ograničenja. Da bi se osciloskop efikasno koristio, ključno je znati ova ograničenja i pronaći načine da se suoče sa njima.

Ključna karakteristika osciloskopa jeste njegova pojasna širina. Pojasna širina određuje koliko brzo može uzorkovati analogni signale. Šta je pojasna širina? Mnogi smatraju da je to maksimalna frekvencija koju osciloskop može obrađivati. Zapravo, pojasna širina je frekvencija na kojoj amplituda signala pada za 3dB, ili 29.3% ispod njene stvarne amplitude.

Na maksimalnoj navedenoj frekvenciji, osciloskop pokazuje 70.7% stvarne amplitude signala. Na primer, ako je stvarna amplituda 5V, osciloskop će je prikazati kao oko 3.5V.

Osciloskopi sa pojasnom širinom od 1 GHz ili manje imaju Gausovu ili niskopropusnu frekvencijsku karakteristiku, koja počinje na trećini -3 dB frekvencije i postepeno opada na većim frekvencijama.

Scopovi sa specifikacijama većim od 1 GHz pokazuju maksimalno ravnu karakteristiku sa oštrim padom blizu -3dB frekvencije. Najniža frekvencija osciloskopa na kojoj ulazni signal umanjuje za 3 dB smatra se pojasnom širinom scopa. Osciloskop sa maksimalno ravnom karakteristikom može umanjiti u-pojašne signale koji su manji u poređenju sa osciloskopom sa Gausovom karakteristikom i izvršiti preciznije merenja na u-pojašnim signalima.

S druge strane, scope sa Gausovom karakteristikom umanjuje van-pojašne signale koji su manji u poređenju sa scope-om sa maksimalno ravnom karakteristikom. To znači da takav scope ima brži vremenski interval uspona u poređenju sa drugim scopovima sa istom specifikacijom pojasne širine. Specifikacija vremena uspona scopa je tesno povezana sa njegovom pojasnom širinom.

Scope sa Gausovom karakteristikom ima vreme uspona od otprilike 0.35/f BW, bazirano na kriterijumu od 10% do 90%. Scope sa maksimalno ravnom karakteristikom ima vreme uspona od otprilike 0.4/f BW, bazirano na oštrini karakteristike padanja frekvencije.

Vreme uspona je najbrža brzina ivice koju osciloskop može prikazati ako ulazni signal ima beskonačno brzo vreme uspona. Merenje ove teorijske vrednosti je nemoguće, pa je bolje izračunati praktičnu vrednost.

Preduzeća potrebna za tačna merenja na osciloskopu

Najprije, korisnici moraju znati o ograničenju pojasne širine scopa. Pojasna širina osciloskopa treba da bude dovoljno široka da obuhvati frekvencije unutar signala i da pravilno prikaže talasni oblik.

Zond koji se koristi sa scopom igra važnu ulogu u performansama opreme. Pojasna širina osciloskopa, kao i zonda, treba da budu u pravilnoj kombinaciji. Korišćenje nepravilnog zonda za osciloskop može ometa rad cele test opreme.

Da bi se tačno mjerile frekvencije i amplituda, pojasna širina i scopa i zonda koji mu je priložen moraju biti dovoljno visoke u odnosu na signal koji želite tačno uhvatiti. Na primer, ako je potrebna tačnost amplitude oko 1%, onda faktor berate scopa treba da bude 0.1x, što znači da 100MHz scope može uhvatiti 10MHz sa greškom u amplitudi od 1%.

Potrebno je uzeti u obzir pravilno pokretanje scopa kako bi rezultujući prikaz talasa bio mnogo jasniji.

Korisnici bi trebalo da budu svesti na zemljajuće klepe pri merenjima visokih brzina. Žica klepa proizvodi indukciju i zvonjenje u krugu, što utiče na merenja.

Sažetak čitave teme je da za analogne scopove, pojasna širina scopa treba da bude bar tri puta veća od najviše analogne frekvencije sistema. Za digitalne primene, pojasna širina scopa treba da bude bar pet puta veća od najbrže frekvencije taktiranja sistema.