Frekvensbegränsning av ett oscilloskop
Oscilloskop är ett oerhört användbart verktyg inom elektroniken efter en multimeter. Utan ett oscilloskop är det ganska svårt att veta vad som händer i en krets. Men denna typ av testutrustning har sina egna begränsningar. För att övervinna dessa begränsningar måste man fullständigt förstå de svagaste länkarna i systemet och kompensera för dem på bästa sätt möjligt.
En viktig egenskap hos ett oscilloskop är bandbredden. Hur snabbt antalet analoga prov per sekund som det kan läsa är den viktigaste faktorn för ett oscilloskop. Låt oss först förstå, vad är bandbredd? De flesta av oss tror att den maximala tillåtna frekvensen av ett oscilloskop är bandbredden. Faktiskt är bandbredden för ett oscilloskop den frekvens vid vilken ett sinusformat ingångssignal minskas med 3dB, vilket motsvarar 29,3% av signalens sanna amplitud.
Det betyder att vid den maximala frekvensen visar instrumentet en amplitud som är 70,7% av den faktiska amplituden av signalen. Anta att vid maximal frekvens är den faktiska amplituden 5V, men den kommer att visas på skärmen som ~3,5V.
Ett oscilloskop med specifikationen 1 GHz bandbredd eller under visar en Gaussisk respons eller lågpassfrekvensrespons som är en tredjedel av -3 dB-frekvensen i början och sakta faller av vid högre frekvenser.
Oscilloskop med specifikationer över 1 GHz visar en maximalt platt respons med en skarpare fallning nära -3dB-frekvensen. Den lägsta frekvensen för ett oscilloskop där ingångssignalen minskas med 3 dB betraktas som bandbredden för scopet. Ett oscilloskop med en maximalt platt respons kan minska inbandsignaler mindre jämfört med ett oscilloskop med Gaussisk respons och göra mer exakta mätningar på inbandsignaler.
Å andra sidan minskar scopet med Gaussisk respons utbandsignaler mindre jämfört med scopet med maximalt platt respons. Det innebär att ett sådant scope har en snabbare stigtid jämfört med andra scop med samma bandbreddsspecifikation. Stigtidsspecifikationen för ett oscilloskop är nära relaterad till dess bandbredd.
Ett oscilloskop med Gaussisk respons kommer att ha en stigtid på ungefär 0,35/f BW baserat på en 10% till 90% kriterium. Ett oscilloskop med maximalt platt respons har en stigtid på ungefär 0,4/f BW baserat på skärpan av frekvensfallningskarakteristiken.
Du måste förstå att stigtid är den snabbaste kantfarten som kan produceras av scopet om ingångssignalen har en teoretiskt oändligt snabb stigtid. Men det är omöjligt att mäta teoretiska värden, så det är bättre att beräkna praktiska värden.
Försiktighetsåtgärder för noggranna mätningar i oscilloskop
Den första saken som användare måste känna till är bandbreddsgränsen för scopet. Bandbredden för oscilloskopet bör vara tillräckligt bred för att kunna inkludera frekvenserna i signalen och visa vågformen korrekt.
Sonden som används med scopet spelar en viktig roll för utrustningens prestanda. Bandbredden för oscilloskopet samt sonden bör vara i rätt kombination. Att använda fel oscilloskopsond kan förstöra hela testutrustningens prestanda.
För att mäta frekvens samt amplitud noga bör bandbredden för både scopet och sonden som är ansluten till det vara väl över den signal du vill fånga exakt. Till exempel, om den önskade noggrannheten för amplituden är ~1%, då ska breddfaktorn för scopet vara 0,1x, vilket betyder att ett 100MHz-scope kan fånga 10MHz med 1% fel i amplituden.
Man måste ta hänsyn till korrekt utlösning av scopet så att den resulterande vyen av vågformen blir mycket tydligare.
Användare bör vara medvetna om markklipp när de tar snabba mätningar. Dränten från klippet producerar induktans och ringning i kretsen vilket påverkar mätningarna.
Sammanfattningen av hela artikeln är att för analoga scop bör bandbredden för scopet vara minst tre gånger högre än den högsta analoga frekvensen i systemet. För digitala applikationer bör bandbredden för scopet vara minst fem gånger högre än den snabbaste klockfrekvensen i systemet.
Uttalande: Respektera originalartikeln, bra artiklar är värt delandet, om det finns upphovsrättsoverträdelse kontakta för radering.
