示波器基础系列之一--关于示波器带宽
图8,示波器实际的波特图真相
关于带宽的更深入讨论,我们需要谈到示波器前端放大器幅频特性的平坦度和滚降特性。 的一篇技术白皮书中对此有非常详细的解释。 http://www.lecroy.com/tm/Library/WhitePapers/PDF/Eye_Patterns_in_Scopes-designcon_2005.pdf (这份白皮书的第一作者Peter是DSP提升带宽,Eye Dcotor和DBI等原创技术的发明者)
我们知道,带宽的限制对信号的捕获会带来下面的影响:1,使被测信号的上升沿变缓。2,使信号的频率分量减少。3,使信号的相位失真。 那么,“对于5MHz的时钟信号,需要用多少带宽的示波器来测量?” 这是我在培训时常问的一个问题。我很少能得到令我满意的答案,很少有工程师反问我:“这5MHz的时钟信号是方波还是正弦波,如果是方波,其上升时间是多少?” 我常得到的回答是,“100MHz带宽就足够了,示波器带宽通常是被测信号频率的3-5倍,100MHz余量很大了。” 图13显示了5MHz的方波信号在不同带宽时测试出的波形。其中,M1和M2是分别在6GHz和1GHz时波形,C3是带宽限制到200MHz的测试结果。 图14显示在带宽限制到200MHz时测量出的5MHz的上升时间均值为本1.70357ns,而图15显示的是在6GHz带宽时的上升时间为873.87ps。这表明,对于 5MHz的时钟,因为其上升时间比较快,最好用1GHz以上带宽的示波器来测量其上升时间,200MHz时其上升沿变缓; 1GHz带宽和6GHz带宽对于测试800ps的上升时间结果几乎一样。
图13,5MHz时钟信号在6GHz、1GHz和200MHz等不同带宽时的测试波形对比
图14,带宽限制到200MHz时测量5MHz时钟上升时间
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