示波器的选型要重点考虑带宽、精度、上升时间参数,这些参数对于准确的显示被测信号的实际波形至关重要。

示波器选型:

示波器选型要考虑上方介绍的示波器的可测参数,更要考虑被测信号的实际特性。

如何选择示波器的带宽参数:

示波器的结构决定了带宽的重要性:

放大器的模拟带宽决定了示波器的带宽;放大器是信号进入示波器的大门,它的带宽决定了示波器的带宽,示波器能接受什么样的信号由这个大门来决定。

数字示波器的带宽也是模拟带宽。

带宽的定义:

测量AC波形的仪表通常有某种最大频率,超过它,测量精度就会下降,这一频率就是仪表的带宽,它由仪器的幅频特性决定。

带宽的定义:在幅频特性中,仪表的灵敏度下降3dB,此时的频率为仪表的带宽(3dB带宽)。

示波器的3dB带宽确认方法

示波器的3dB带宽确认方法

示波器带宽对测量波形的影响

示波器带宽确定后,当我们用于测量同一个信号时会得到不同的测量结果。例如下图我们要测量20MHz的方波。

使用不同带宽的示波器测量方波的不同结果

使用不同带宽的示波器测量方波的不同结果

从上图可以看出,示波器的带宽不足时,会导致所测信号畸变。

带宽如何在时域影响波形

信号进入示波器首先是通过放大器,它是一个低通滤波器。

放大器的带宽很宽(和基波比较),输出方波不表现失真。

放大器的带宽变窄,波形中的某些谐波不能通过,输出的方波发生畸变,产生误差。

放大器带宽很窄,输出的几乎完全不像方波,由于缺少主要的谐波分量,波形呈圆弧状。

示波器的低通滤波器影响波形的显示

示波器的低通滤波器影响波形的显示

示波器的精度选择

示波器的精度与被测波形的谐波有很大的关系

示波器的精度与被测波形的谐波的关系

示波器的精度与被测波形的谐波的关系

示波器的上升时间参数选择:

什么是上升时间?

波形从一种电压变至另一种电压的时间称为上升时间,理想的方波和脉冲波的电压是有突然变化的波形,陡变有一定时间这取决于系统带宽及其他电路参数。波形的上升时间通常测量10%至90%之间的时间。

波形的上升时间测量方法

波形的上升时间测量方法

示波器带宽对上升时间的影响

示波器的带宽将影响脉冲和方波的上升时间,上升时间和带宽的关系由下式决定:

T上升=0.35/BW

BW=带宽(-3dB时的频率)(单位Hz)

波形从最小值过渡到最大值越快,所含谐波就越多,波形所含的频率量也越高。

示波器的上升时间应小于被测量信号波形的上升时间。

测量所得的上升时间=(信号上升时间2+测量仪表上升时间2) -2

波形的上升时间与示波器精度的关系

波形信号的上升时间与示波器精度的关系

波形信号的上升时间与示波器精度的关系

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