Miksi mitattu amplitudi on pienempi kuin todellinen arvo?
Kokeile pientä testiä. Käytä sinun100 MHz oskilloskooppimittaamaan 100 MHz:n 3,3 V amplitudiaaltomuotoa. Mitattu amplitudi ei ole tarkka. Tämä ongelma viittaa kaistanleveyteenoskilloskooppi.
Mikä on kaistanleveys?
Kaistanleveys on olennainen parametri oskilloskoopille, mutta mikä on kaistanleveys? Kaistanleveys viittaa oskilloskoopin analogisen etuosan analogiseen kaistanleveyteen ja määrittää suoraan oskilloskoopin signaalinmittausominaisuudet. Tarkemmin sanottuna oskilloskoopin kaistanleveys on suurin taajuus, kun oskilloskoopilla mitatun siniaallon amplitudi ei ole pienempi kuin todellisen siniaaltosignaalin 3 dB amplitudi (eli 70,7 prosenttia todellisesta signaalin amplitudista), joka tunnetaan myös nimellä {{3 }}dB rajataajuuspiste. Kun signaalin taajuus kasvaa, oskilloskoopin kyky näyttää signaalitaso tarkasti heikkenee.
Kun mitattu siniaaltotaajuus on yhtä suuri kuin oskilloskoopin kaistanleveys (oskilloskoopin vahvistin on Gaussin vastetta varten), voimme nähdä, että mittausvirhe on noin 30 prosenttia. Jos mittausvirheen on oltava 3 prosenttia, mitatun signaalin taajuuden tulee olla paljon pienempi kuin oskilloskoopin kaistanleveys. Esimerkiksi käyttämällä 100 MHz oskilloskooppia mittaamaan 100 MHz, 1 Vpp, siniaaltosignaalia, mittaukset ovat 100 MHz, 0,707 Vpp, siniaaltoaaltomuoto. Tämä koskee vain siniaaltoa, koska useimmat aaltomuodot ovat paljon monimutkaisempia kuin siniaalto, ne sisältävät korkeampia taajuuksia. Joten saavuttaaksemme tietyn mittaustarkkuuden käytämme oskilloskooppien yleistä lakia, jota kutsutaan yleisesti 5-kertaiseksi standardiin verrattuna:
Oskilloskoopin vaadittu kaistanleveys=mitatun signaalin suurin taajuus * 5
2. Valitse kaistanleveys oikein
Monimutkaiset signaalit aaltomuodossa muodostuvat useista erilaisista harmonisista siniaaltosignaaleista, ja näiden harmonisten kaistanleveys voi olla hyvin laaja. Kun kaistanleveys ei ole tarpeeksi suuri, harmoniset komponentit eivät vahvistu (estety tai vaimenne) tehokkaasti, mikä voi aiheuttaa amplitudivääristymiä, reunahäviöitä, yksityiskohtien menetystä jne. Signaalin ominaisuudet, kuten kellot ja äänet jne. ei ole viitearvoa.
Oikea kaistanleveys on siis erittäin tärkeä eri taajuuksien signaalimittauksissa. Kun mittaat suurtaajuisia signaaleja, kuten mittaat 27 MHz:n kidettä, sinun tulee käyttää koko kaistanleveyden mittausta.
Jos kaistanleveysraja on käytössä, eli kaistanleveysraja on asetettu 20 MHz:iin, kiteen aaltomuoto vääristyy ja mittauksella ei ole arvoa. Kun mittaat matalataajuisia signaaleja, sinun tulee asettaa kaistanleveysraja, jotta suurtaajuinen signaalin häiriösuodatin voidaan ottaa käyttöön, jotta signaali näkyy selkeämmin.
3. Kaistanleveys ja nousuaika
Mitä tulee kaistanleveyteen, nousuaikaa ei voida jättää huomiotta. Nousuaika määritellään yleensä ajaksi, jolloin signaalin amplitudi muuttuu 10 prosentista tasaisen maksimiarvosta 90 prosenttiin.
Oskilloskoopin kaistanleveys voi suoraan näyttää signaalin miniminousuajan. Oskilloskooppijärjestelmän nousuaika voidaan arvioida määritetystä kaistanleveydestä. Voit käyttää kaavaa: RT (nousuaika)=0.35 / BW (kaistanleveys) (oskilloskooppi alle 1 GHz) laskemiseen.
Missä 0.35 on oskilloskoopin kaistanleveyden ja nousuajan välinen skaalauskerroin (10 prosenttia -90 prosentin nousuaika ensimmäisen asteen Gaussin mallissa). Yllä olevan kaavan mukaan, jos oskilloskoopin kaistanleveys on 200MHz, voi laskea RT=1.75ns eli pienimmän havaittavan nousuajan.
