Чому виміряна амплітуда менша за реальне значення?
Спробуйте невеликий тест. Використовуйте свійОсцилограф 100 МГцдля вимірювання форми сигналу 100 МГц, амплітуди 3,3 В. Виміряна амплітуда не точна. Ця проблема стосується пропускної здатностіосцилограф.
Що таке пропускна здатність?
Пропускна здатність є важливим параметром для осцилографа, але що таке пропускна здатність? Смуга пропускання – це аналогова смуга пропускання аналогового переднього кінця осцилографа та безпосередньо визначає можливості вимірювання сигналу осцилографа. Зокрема, смуга пропускання осцилографа є найвищою частотою, коли амплітуда синусоїди, виміряна осцилографом, не нижча за 3 дБ амплітуди справжнього синусоїдального сигналу (тобто 70,7 відсотка справжньої амплітуди сигналу), також відомого як {{3 }}Точка частоти зрізу дБ. Зі збільшенням частоти сигналу зменшується здатність осцилографа точно відображати рівень сигналу.
Коли виміряна частота синусоїдальної хвилі дорівнює смузі пропускання осцилографа (підсилювач осцилографа призначений для відгуку Гауса), ми бачимо, що похибка вимірювання становить близько 30 відсотків. Якщо похибка вимірювання повинна становити 3 відсотки, частота вимірюваного сигналу повинна бути набагато нижчою за смугу пропускання осцилографа. Наприклад, за допомогою осцилографа на 100 МГц для вимірювання синусоїдального сигналу 100 МГц, 1 Вpp, вимірюється синусоїда 100 МГц, 0,707 Vpp. Це стосується лише синусоїди, оскільки більшість форм набагато складніші, ніж синусоїда, вони містять вищі частоти. Отже, щоб досягти певної точності вимірювань, ми використовуємо загальний закон осцилографів, який зазвичай називають 5-кратним стандартом:
Необхідна смуга пропускання осцилографа=найвища частота вимірюваного сигналу * 5
2. Правильно виберіть пропускну здатність
Складні сигнали у формі хвилі утворюються різними гармонійними синусоїдальними сигналами, і смуга пропускання цих гармонік може бути дуже широкою. Коли смуга пропускання недостатньо висока, гармонійні складові не будуть ефективно посилені (заблоковані або ослаблені), що може спричинити спотворення амплітуди, втрату фронтів, втрату детальних даних тощо. Такі характеристики сигналу, як дзвони та тони тощо, будуть не мають еталонного значення.
Отже, для вимірювання сигналу різних частот правильна смуга пропускання дуже важлива. Під час вимірювання високочастотних сигналів, таких як вимірювання кристала 27 МГц, слід використовувати вимірювання повної смуги пропускання.
Якщо обмеження пропускної здатності ввімкнено, тобто обмеження пропускної здатності встановлено на 20 МГц, форма кристала буде спотворена, і вимірювання не матиме значення. При вимірюванні низькочастотних сигналів слід встановити обмеження пропускної здатності, щоб увімкнути фільтр перешкод високочастотного сигналу, щоб сигнал був більш чітким.
3. Смуга пропускання та час наростання
Що стосується пропускної здатності, то не можна ігнорувати час наростання. Час наростання зазвичай визначається як час, за який амплітуда сигналу змінюється від 10 відсотків від максимального постійного значення до 90 відсотків.
Смуга пропускання осцилографа може безпосередньо показати мінімальний час наростання сигналу. Час наростання системи осцилографа можна оцінити за вказаною смугою пропускання. Для обчислення можна використати формулу: RT (час наростання)=0.35 / BW (смуга пропускання) (осцилограф нижче 1 ГГц).
Де 0.35 — масштабний коефіцієнт між смугою пропускання осцилографа та часом наростання (10 відсотків -90 відсотків часу наростання в моделі Гауса першого порядку). Відповідно до наведеної вище формули, якщо смуга пропускання осцилографа становить 200 МГц, можна обчислити RT=1.75ns, тобто мінімальний спостережуваний час наростання.
