Dlaczego zmierzona amplituda jest mniejsza niż wartość rzeczywista?
Wypróbuj mały test. Użyj swojegoOscyloskop 100 MHzdo pomiaru przebiegu o amplitudzie 100 MHz i napięciu 3,3 V. Zmierzona amplituda nie jest dokładna. Problem ten dotyczy przepustowościoscyloskop.
Co to jest przepustowość?
Przepustowość jest istotnym parametrem oscyloskopu, ale czym jest przepustowość? Szerokość pasma odnosi się do szerokości pasma analogowego przedniego końca oscyloskopu i bezpośrednio określa możliwości pomiaru sygnału oscyloskopu. W szczególności szerokość pasma oscyloskopu to najwyższa częstotliwość, gdy amplituda fali sinusoidalnej zmierzona przez oscyloskop jest nie mniejsza niż amplituda 3 dB prawdziwego sygnału fali sinusoidalnej (tj. 70,7 procent prawdziwej amplitudy sygnału), znana również jako {{3 }}dB odcięcia punktu częstotliwości. Wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału zmniejsza się zdolność oscyloskopu do dokładnego wyświetlania poziomu sygnału.
Gdy zmierzona częstotliwość fali sinusoidalnej jest równa szerokości pasma oscyloskopu (wzmacniacz oscyloskopu służy do odpowiedzi Gaussa), widać, że błąd pomiaru wynosi około 30 procent. Jeżeli wymagany jest błąd pomiaru wynoszący 3 procent, częstotliwość mierzonego sygnału powinna być znacznie niższa niż szerokość pasma oscyloskopu. Na przykład, używając oscyloskopu 100 MHz do pomiaru sygnału fali sinusoidalnej 100 MHz, 1 Vpp, pomiary będą wynosić 100 MHz, 0,707 Vpp, przebieg fali sinusoidalnej. Dzieje się tak tylko w przypadku fali sinusoidalnej, ponieważ większość przebiegów jest znacznie bardziej złożona niż fala sinusoidalna i zawierają one wyższe częstotliwości. Aby więc osiągnąć określoną dokładność pomiaru, stosujemy prawo zwyczajowe oscyloskopów, które jest powszechnie określane jako 5-krotność normy:
Wymagana szerokość pasma oscyloskopu=najwyższa częstotliwość mierzonego sygnału * 5
2. Wybierz poprawnie przepustowość
Złożone sygnały w kształcie fali są utworzone przez wiele różnych harmonicznych sygnałów sinusoidalnych, a szerokość pasma tych harmonicznych może być bardzo szeroka. Gdy szerokość pasma nie jest wystarczająco wysoka, składowe harmoniczne nie zostaną skutecznie wzmocnione (zablokowane lub osłabione), co może spowodować zniekształcenie amplitudy, utratę krawędzi, utratę szczegółowych danych itp. Charakterystyka sygnału, taka jak dzwonki i tony itp., ulegnie zmianie. nie mają wartości odniesienia.
Zatem w przypadku pomiarów różnych sygnałów częstotliwościowych bardzo ważna jest prawidłowa szerokość pasma. Podczas pomiaru sygnałów o wysokiej częstotliwości, np. pomiaru kryształu 27 MHz, należy zastosować pomiar pełnego pasma.
Jeśli ograniczenie szerokości pasma jest włączone, to znaczy ograniczenie szerokości pasma jest ustawione na 20 MHz, przebieg kryształu będzie zniekształcony i pomiar będzie bezwartościowy. Podczas pomiaru sygnałów o niskiej częstotliwości należy ustawić ograniczenie szerokości pasma, aby włączyć filtr zakłóceń sygnału o wysokiej częstotliwości, dzięki czemu sygnał będzie wyraźniejszy.
3. Przepustowość i czas narastania
Jeśli chodzi o przepustowość, nie można zignorować czasu narastania. Czas narastania definiuje się zwykle jako czas, w którym amplituda sygnału zmienia się z 10 procent maksymalnej wartości stałej do 90 procent.
Szerokość pasma oscyloskopu może bezpośrednio pokazać minimalny czas narastania sygnału. Czas narastania systemu oscyloskopu można ocenić na podstawie określonej szerokości pasma. Do obliczeń możesz użyć wzoru: RT (czas narastania)=0.35 / BW (szerokość pasma) (oscyloskop poniżej 1 GHz).
Gdzie 0.35 to współczynnik skali pomiędzy szerokością pasma oscyloskopu a czasem narastania (10 procent -90 procent czasu narastania w modelu Gaussa pierwszego rzędu). Zgodnie z powyższym wzorem, jeśli szerokość pasma oscyloskopu wynosi 200 MHz, można obliczyć RT=1.75ns, czyli minimalny obserwowalny czas narastania.
