示波器带宽与采样频率计算

1.示 波 器 测 量 之 带 宽 与 采 样 率 在具体测 试过程中，示 波 器 到底选择多少带 宽 比较合适呢？ 首先，看下面的实例。 从上图可以看出，带 宽 越大，所能显示 的信号频率 分量 越丰富，也就能更加接近真实的信号波 形。 1、示 波 器 带 宽 的精确计算 可按照以下步骤来完成计算： a、 判断被测 信号的最快上升/下降时间 b、 判断最高信号频率 f f = 0.5/RT (10%~ 90%) f = 0.4/RT (20%~ 80%) c、 判断所需的测 量 精确度 所需精确度 高斯频响 最大平坦频响 20% BW=1.0*f BW=1.0*f 10% BW=1.3*f BW=1.2*f 3% BW=1.9*f BW=1.4*f d、 计算所需带 宽 。 举例说明： 判断一个高斯响应示波器在测量被测数字信号时所需的最小带宽，其中被测信号最快上升时间为 1ns（10%~ 90%）： f = 0.5/1ns = 500MHz 若要求 3%的测量误差：所需示波器带宽 = 1.9*500MHz = 950 MHz 若要求 20%的测量误差：所需示波器带宽 = 1.0*500MHz = 500MHz 因此，决定示波器带宽的重要因素是：被测信号的最快上升时间。 示波器的系统带宽由示波器带宽和探头带宽共同决定： a、高斯频响：系统带宽 = b、最大平坦频响：系统带宽 = Min{示波器带宽，探头带宽} 例如：1GHz 带宽的示波器，配置 1GHz 带宽的无源探头，若它们的频响为高斯频响，则系统带宽为：700MHz 左右。 2、影响示波器带宽的因素 通常，这些因素有：采样率、频响曲线。 a、频率曲线 频响曲线如下图所示。 b、 采样率 根据 Nyquist 采样定律，采样频率必须 2 倍于信号最高频率，即： Fs > 2 * fmax 才能保证信号可以被无混叠的重构出来。 （1）对于理想砖墙频响来说，采样率=示波器带宽*2，即可重构出信号。但是该情况在真实世界中是不存在的，大多数示波器的频响都是介于理想砖墙频响和高斯频响之间。 （2）对于高斯频响，采样率=示波器带宽*4，可对被测信号中的大部分频率成分进行无混叠重构。通常实际示波器的频响大多比高斯频响陡一点。 （3）对于最大平坦频响，采样率= 示波器带宽*2.5，即可对被测信号中的大部分频率成分进行恢复。目前一些高端示波器都可以做到利用 2.5 倍带宽的采样率来完成信号重构。 是不是采样率越高量测精度越高？ 以1GHz 正弦波观测为例，见下图。 以6GHz 带宽最大平坦频响的示波器（20GSa/s 和 40GSa/s）为例， 被测信号为：1.25GHz 时钟...