Limitasyon sa Frekwensiya ng isang Oscilloscope

Limitasyon sa Bandwidth

Ang mga oscilloscope, tulad ng multimeter, ay mahahalagang kagamitan para sa pag-unawa sa mga circuit. Gayunpaman, mayroon silang mga limitasyon. Upang mabigyan ng epektibong paggamit ang isang oscilloscope, mahalagang malaman ang mga limitasyon na ito at makahanap ng mga paraan upang mapabilis ang mga ito.

Isa sa mga pangunahing tampok ng oscilloscope ang bandwidth nito. Ang bandwidth ay nagpapahayag kung gaano kabilis ito maaaring sampulin ang mga analog signal. Ano ba talaga ang bandwidth? Marami ang nagsasabi na ito ang pinakamataas na frequency na maaaring i-handle ng scope. Sa totoo lang, ang bandwidth ay ang frequency kung saan ang amplitude ng signal ay bumaba ng 3dB, o 29.3% sa ibaba ng tunay na amplitude nito.

Sa pinakamataas na rating ng frequency, ipinapakita ng oscilloscope ang 70.7% ng tunay na amplitude ng signal. Halimbawa, kung ang tunay na amplitude ay 5V, ipinapakita ng scope ito bilang tungkol sa 3.5V.

Ang mga oscilloscope na may bandwidth na 1 GHz o mas mababa ay may Gaussian o low-pass frequency response, nagsisimula sa one-third ng -3 dB frequency at unti-unting bumababa sa mas mataas na frequencies.

Ang mga scope na may specification na higit sa 1 GHz ay nagpapakita ng maximally flat response na may mas matinding roll-off malapit sa -3dB frequency. Ang pinakamababang frequency ng oscilloscope kung saan ang input signal ay nai-attenuate ng 3 dB ay itinuturing na bandwidth ng scope. Ang oscilloscope na may maximally flat response ay maaaring i-attenuate ang in-band signals na mas kaunti kumpara sa oscilloscope na may Gaussian response at maaari gumawa ng mas tama na pagsukat sa in-band signals.

Sa kabilang banda, ang scope na may Gaussian response ay nai-attenuate ang out-band signals na mas kaunti kumpara sa scope na may maximally flat response. Ito ibig sabihin, ang ganitong uri ng scope ay may mas mabilis na rise time kumpara sa ibang scopes na may parehong bandwidth specification. Ang rise time specification ng isang scope ay malapit na nauugnay sa bandwidth nito.

Ang isang Gaussian response type oscilloscope ay magkakaroon ng rise time na 0.35/f BW kasabay ng 10% hanggang 90% criterion. Ang isang maximally flat response type scope ay magkakaroon ng rise time na 0.4/f BW kasabay ng sharpness ng frequency roll-off characteristic.

Ang rise time ay ang pinakamabilis na edge speed na maaaring ipakita ng isang oscilloscope kung ang input signal ay may walang katapusang mabilis na rise time. Mahirap sukatin ang teoretikal na halaga, kaya mas maigi na kalkulahin ang praktikal na halaga.

Paghahanda para sa Tama at Tumpak na Pagsukat sa Oscilloscope

Ang unang bagay na dapat malaman ng mga user ay ang limitasyon sa bandwidth ng scope. Dapat sapat ang bandwidth ng oscilloscope upang akomodahin ang mga frequency sa loob ng signal at maipakita nang maayos ang waveform.

Ang probe na ginagamit kasama ng scope ay may mahalagang papel sa performance ng equipment. Dapat ang bandwidth ng oscilloscope at probe ay nasa tamang kombinasyon. Ang hindi tama na oscilloscope probe ay maaaring masira ang performance ng buong test equipment.

Upang masukat nang tama ang frequency at amplitude, ang bandwidth ng parehong scope at probe na nakakabit dito ay dapat mas mataas kaysa sa signal na nais mong tumpakin nang tama. Halimbawa, kung ang kinakailangang tumpak na amplitude ay ~1%, ang berate factor ng scope ay 0.1x, ibig sabihin ang 100MHz scope ay maaaring tumpakin ang 10MHz na may 1% error sa amplitude.

Dapat isaalang-alang ang tama na triggering ng scope upang mas malinaw ang resulta ng waveform.

Dapat alamin ng mga user ang ground clips habang gumagawa ng high-speed measurements. Ang wire ng clip ay nagpapadala ng inductance at ringing sa circuit na nakakaapekto sa pagsukat.

Ang buong summary ng artikulo ay para sa analog scope, ang bandwidth ng scope ay dapat tatlong beses na mas mataas kaysa sa pinakamataas na analog frequency ng system. Para sa digital application, ang bandwidth ng scope ay dapat limang beses na mas mataas kaysa sa pinakamabilis na clock rate ng system.