Limitación de frecuencia dun osciloscopio

Os osciloscopios son unha ferramenta extremadamente útil no mundo da electrónica despois dun multímetro. Sen un osciloscopio, é bastante difícil saber o que está a suceder nun circuito. Pero este tipo de equipo de proba ten as súas propias limitacións. Para superar esta limitación, debe entenderse completamente os puntos máis débiles do sistema e compensalos da mellor maneira posible.
O aspecto importante do osciloscopio é a anchura de banda. A velocidade con que pode ler o número de mostras analóxicas por segundo é o factor clave para un osciloscopio. Vamos entender primeiro, que é a anchura de banda? A maioría de nós cree que a frecuencia máxima permitida por un osciloscopio é a anchura de banda. Na realidade, a anchura de banda dun osciloscopio é a frecuencia na que unha entrada senoidal se atenua en 3dB, que é un 29,3% menos da amplitud verdadeira do sinal.

Isto significa que no punto de frecuencia máximo, a amplitud mostrada polo instrumento é o 70,7% da amplitud real do sinal. Supoñamos que na frecuencia máxima, a amplitud real é 5V pero aparecerá na pantalla como ~3,5V.

Un osciloscopio cunha especificación de 1 GHz de anchura de banda ou inferior mostra unha resposta gaussiana ou de paso baixo que é un terzo da frecuencia -3 dB ao comezar e vai arredondándose lentamente a frecuencias máis altas.
Os osciloscopios con especificación superior a 1 GHz mostran unha resposta máis plana co un rolloff máis agudo preto da frecuencia -3dB. A menor frecuencia do osciloscopio na que a entrada do sinal se atenúa en 3 dB considerase como a anchura de banda do osciloscopio. O osciloscopio con unha resposta máis plana pode atenuar sinais in-band menos comparativamente co osciloscopio con resposta gaussiana e facer medicions máis precisas nos sinais in-band.

Por outro lado, o osciloscopio con resposta gaussiana atenúa sinais out-band menos comparativamente co osciloscopio con resposta máis plana. Isto significa que tal osciloscopio ten un tempo de subida máis rápido comparativamente cos outros osciloscopios coa mesma especificación de anchura de banda. A especificación do tempo de subida dun osciloscopio está estreitamente relacionada coa súa anchura de banda.
Un osciloscopio do tipo de resposta gaussiana terá un tempo de subida de aproximadamente 0,35/f BW baseado nun criterio do 10% ao 90%. Un osciloscopio do tipo de resposta máis plana terá un tempo de subida de aproximadamente 0,4/f BW baseado na nitidez da característica de rolloff da frecuencia.

Debe entender que o tempo de subida é a velocidade de bordo máis rápida que podería producir o osciloscopio se o sinal de entrada tivese un tempo de subida teoricamente infinitamente rápido. Pero medir o valor teórico é imposible, así que é mellor calcular o valor práctico.

Precaucións Necesarias para Medicións Precisas no Osciloscopio

1. A primeira cousa que os usuarios deben saber é a limitación de anchura de banda do osciloscopio. A anchura de banda do osciloscopio debe ser suficientemente ampla para acomodar as frecuencias dentro do sinal e mostrar correctamente a forma de onda.

2. A sonda utilizada co osciloscopio xoga un papel importante no rendemento do equipo. A anchura de banda do osciloscopio, así como a sonda, debe estar en combinación adecuada. Utilizar unha sonda de osciloscopio incorrecta pode arruinar o rendemento de todo o equipo de proba.

3. Para medir con precisión a frecuencia así como a amplitud, a anchura de banda tanto do osciloscopio como da sonda adxunta a el deben estar ben por encima do sinal que se quere capturar con precisión. Por exemplo, se a precisión requirida da amplitud é de ~1%, entón o factor de berate do osciloscopio debe ser 0,1x, o que significa que un osciloscopio de 100MHz pode capturar 10MHz cun erro de 1% na amplitud.

4. Debe terse en conta a correcta activación do osciloscopio para que a vista resultante da forma de onda sexa moito máis clara.

5. Os usuarios deben estar conscientes das pinzas de terra mentres realizan medidas de alta velocidade. O fío da pinza produce inductancia e resonancia no circuito que afecta ás medidas.

6. O resumo de todo o artigo é que para un osciloscopio analóxico, a anchura de banda do osciloscopio debe ser polo menos tres veces superior á frecuencia analóxica máis alta do sistema. Para aplicacións dixitais, a anchura de banda do osciloscopio debe ser polo menos cinco veces superior á taxa de reloxio máis rápida do sistema.

Declaración: Respetar o original, artigos boos mérito ser compartidos, se hai infracción por favor contacte para eliminar.