更高分析帶寬的要求

在儀器測量圈，作為一個(gè)初學(xué)者首先要學(xué)會(huì)的儀器那就是示波器了，除了要會(huì)實(shí)際操作，對(duì)示波器的常用術(shù)語也是必須要了解的。今天安泰測試就給大家分享一下示波器初學(xué)者必須了解的常用術(shù)語，剛剛?cè)腴T的小伙伴們，趕緊收藏好哦。

1、帶寬

指的是正弦輸入信號(hào)衰減到其實(shí)際幅度的70.7%時(shí)的頻率值，即-3dB點(diǎn)(基于對(duì)數(shù)標(biāo)度)。本規(guī)范指出示波器所能準(zhǔn)確測量的頻率范圍。帶寬決定示波器對(duì)信號(hào)的基本測量能力。

隨著信號(hào)頻率的增加，示波器對(duì)信號(hào)準(zhǔn)確顯示能力將下降。如果沒有足夠的帶寬，示波器將無法分辨高頻變化。幅度將出現(xiàn)失真，邊緣將會(huì)消失，細(xì)節(jié)數(shù)具將被丟失。如果沒有足夠的帶寬，得到的關(guān)于信號(hào)的所有特性、響鈴和振鳴等都毫無意義。

5倍準(zhǔn)則5倍準(zhǔn)則(示波器所需帶寬=被測信號(hào)的zui高頻率成分Х 5)使用5倍準(zhǔn)則選定的示波器的測量誤差將不會(huì)超過±2%，一般已足夠了。然而，隨著信號(hào)頻率的增加，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則已不再適用。帶寬越高，再現(xiàn)的信號(hào)就越準(zhǔn)確。

2、上升時(shí)間

在數(shù)字世界中，時(shí)間的測定至關(guān)重要。在測定數(shù)字信號(hào)時(shí)，如脈沖和階躍波可能更需要對(duì)上升時(shí)間作性能上的考率。示波器必需要有足夠長的上升時(shí)間，才能準(zhǔn)確的捕獲快速變換的信號(hào)細(xì)節(jié)。

示波器上升時(shí)間示波器上升時(shí)間=被測信號(hào)的zui快上升時(shí)間+5上升時(shí)間描述示波器的有效頻率范圍，選擇示波器上升時(shí)間的依據(jù)類似于帶寬的選擇依據(jù)。示波器的上升時(shí)間越快，對(duì)信號(hào)的快速變換的捕獲也就越準(zhǔn)確。

3、采樣速率

采樣速率表示的是示波器在一個(gè)波形或周期內(nèi)，采樣輸入信號(hào)的頻率。表示為樣點(diǎn)數(shù)每秒(S/S)。示波器的采樣速率越快，所顯示的波形的分辨率和清晰度就越高，重要信息和事件丟失的概率就越小。如果需要觀測較長時(shí)間范圍內(nèi)的慢變信號(hào)，則zui小采樣率就變得較為重要。

計(jì)算采樣速率的方法取決于所測量的波形類型，以及示波器所采用的信號(hào)重構(gòu)方式。為了準(zhǔn)確的再現(xiàn)信號(hào)并避免混淆，奈奎斯特定理規(guī)定，信號(hào)的采樣速率必需不小于其zui高頻率成分的兩倍。

然而，這個(gè)定理的前提是基于無限長時(shí)間和連續(xù)的信號(hào)。由于沒有示波器可以提供無限時(shí)間的記錄長度，而且從定義上看，低頻干擾是不連續(xù)的，所以采用兩倍于zui高頻率成分的采樣速率是不夠的。實(shí)際上，信號(hào)的準(zhǔn)確再現(xiàn)取決于其采樣速率和信號(hào)采樣點(diǎn)間隙所采用的插值法。

使用正弦差值法時(shí)在使用正弦差值法時(shí)，為了準(zhǔn)確再顯信號(hào)，示波器的采樣速率至少需為信號(hào)zui高頻率成分的2.5倍。使用線性插值法時(shí)，示波器的采樣速率應(yīng)至少是信號(hào)zui高頻率成分的10倍。

4、波形捕獲速率

是指示波器采集波形的速度。所有的示波器都會(huì)閃爍。也就是說，示波器每秒鐘以特定的次數(shù)捕獲信號(hào)，在這些測量點(diǎn)之間將不在進(jìn)行測量。這就是波形捕獲速率，表示為波形數(shù)每秒(wfms/s)。

波形捕獲速率取決于示波器的類型和性能級(jí)別，且有著很大的變化范圍。高波形捕獲速率的示波器將會(huì)提供更多的重要信號(hào)特性，并能極大的增加示波器快速捕獲瞬時(shí)的異常情況，如抖動(dòng)、矮脈沖、低頻干擾和瞬時(shí)誤差的概率。

5、記錄長度

記錄長度表示為構(gòu)成一個(gè)完整波形記錄的點(diǎn)數(shù)，決定了每個(gè)通道中所能捕獲的數(shù)據(jù)量。由于示波器僅能存儲(chǔ)有限數(shù)目的波形采樣，波形的持續(xù)時(shí)間和示波器的采樣速率成反比。

6、觸發(fā)能力

示波器的觸發(fā)功能在正確的信號(hào)位置點(diǎn)同步水平掃描，決定著信號(hào)特性是否清晰。觸發(fā)控制按鈕可以穩(wěn)定重復(fù)的波形并捕獲單脈沖波形。

7、有效比特

有效比特是示波器準(zhǔn)確再現(xiàn)正弦信號(hào)波形的能力的度量。這個(gè)度量將示波器的實(shí)際錯(cuò)誤同理論上理想的數(shù)字化儀進(jìn)行比較。由于實(shí)際的誤差數(shù)包括噪聲和失真，所以必需指定信號(hào)的頻率和幅度。

8、頻率響應(yīng)

僅僅采用帶寬是不足以保證示波器準(zhǔn)確捕獲高頻信號(hào)的。示波器設(shè)定的目標(biāo)是一個(gè)特定類型的頻率響應(yīng)：zui大平坦包絡(luò)時(shí)延(MFED)。此類型的頻率響應(yīng)用zui小的過沖和阻尼振蕩，提供極好的脈沖逼真度。

由于數(shù)字示波器是由實(shí)際的放大器、衰減器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、連接器和繼電器組成，MFED響應(yīng)只是對(duì)目標(biāo)值的一個(gè)逼近。不同廠家的產(chǎn)品的脈沖逼真度有著很大的不同。

8、垂直靈敏度

垂直靈敏度指示垂直放大器對(duì)弱信號(hào)的放大程度，通常用每刻度多少毫伏來表示。多用途示波器能檢測出的zui小伏特?cái)?shù)的典型值約為1mv每垂直顯示屏刻度。

9、掃描速度

掃描速度表征軌跡掃過示波器顯示屏的速度有多快，以便能夠發(fā)現(xiàn)更細(xì)微的細(xì)節(jié)。示波器的掃描速度用時(shí)間(秒)/格表示。

11、增益精度

增益精度是表征垂直系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的衰減或放大的準(zhǔn)確程度，通常用多少百分比誤差來表示。

12、水平準(zhǔn)確度

水平或者時(shí)基準(zhǔn)確度是指在水平系統(tǒng)中，顯示信號(hào)的定時(shí)的準(zhǔn)確度，通常用多少百分比誤差來表示。

13、垂直分辨率

模數(shù)轉(zhuǎn)換器的垂直分辨率，也就是數(shù)字示波器的垂直分辨率，是指示波器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的精確程度。垂直分辨率用比特?cái)?shù)來度量。計(jì)算方法能提高有效的分辨率，例如高分辨率捕獲模式。

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