根据应用选择合适的示波器带宽

带宽是大多数工程师在选择一款示波器时首先考虑的参数。本文将为您提供一些有用的窍门，教您如何为您的数字和模拟应用选择合适的示波器带宽。但首先，我们先看看示波器带宽的定义。 示波器带宽的定义 所有示波器都表现出如图 1 所示的在较高频率处滚降的低通频率响应。大多数带宽参数在 1 GHz 及以下的示波器通常表现为高斯响应，即具备约从-3 dB 频率的三分之一处开始缓慢滚降的特性。 而那些带宽规格超过 1 GHz 的示波器通常则具备最大平坦频率响应，如图 2 所示。这种频响通常表现为带内响应较平缓，而在约-3 dB 频率处滚降较陡。 示波器的这两种频率响应各有各的优缺点。具备最大平坦频响的示波器比具备高斯频响的示波器对带内信号的衰减较小，也就是说前者对带内信号的测量更精确。但具备高斯频响的示波器比具备最大平坦频响的示波器对代外信号的衰减小，也就是说在同样的带宽规格下，具备高斯频响的示波器通常具备更快的上升时间。然而，有时对带外信号的衰减大有助于消除那些根据奈奎斯特标准(fMAX < fS)可能造成混迭的高频成分。关于奈奎斯特采样理论更深入的探讨，请参看安捷伦应用笔记1587(Agilent Application Note 1587) 。 不论您手头的示波器具备高斯频响、最大平坦频响还是介于二者之间，我们都将输入信号通过示波器后衰减 3 dB 时的最低频率视为该示波器的带宽。示波器的带宽和频响可以利用正弦波信号发生器扫频测量得到。信号在示波器-3dB 频率处的衰减转换后可表示为约 -30%的幅度误差。因此，我们不能奢望对那些主要的频率成分接近示波器带宽的信号进行精确测量。 与示波器带宽规格紧密相关的是其上升时间参数。具备高斯频响的示波器，按照 10%到 90%的标准衡量，上升时间约为 0.35/fBW。具备最大平坦频响的示波器上升时间规格一般在 0.4/fBW 范围上，随示波器频率滚降特性的陡度不同而有所差异。但我们必须记住的是，示波器的上升时间并非示波器能精确测量的最快的边缘速度，而是当输入信号具备理论上无限快的上升时间(0 ps)时，示波器能够得到的最快边沿速度。尽管实际上这种理论参数不可能测得到，因为脉冲发生器不可能输出边沿无限快的脉冲，但我们可以通过输入一个边沿速度为示波器上升时间规格的 3 到 5 倍的脉冲来测量示波器的上升时间。 图 1：低通频率响应 图2：最大平坦频率响应 数字应用需要的示波器带宽 经验告诉我们，示波器的带宽至少应比被测系统最快的数字时钟...