第一章主要讲述了PC示波器和台式示波器的区别,同时讨论了示波器探头的主要特点。本章主要讨论一下示波器的核心参数:模拟带宽、采样率、AD分辨率。
一、模拟带宽
目前已经有太多的文章介绍模拟示波器的带宽,所以这里我不再花太多时间来介绍。简言之,带宽就是功率的一半或者-3dB幅度时的频率,如图1所示,功率一半也就是电压的1/ , 例如,用一个100MHz带宽的示波器采集一个10MHz,1V的正弦波,此时示波器采集到一个标准的正弦波。随着输入信号频率的增加到100MHz时,采集到的正弦波的振幅变为0.707V左右。
![](https://prod-1251541497.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/zixun_pc/zixunimg/img1/338088_1_0.jpg)
图1 带宽是功率一半或者-3dB时的频率。如果输入一个固定振幅的波形,增加信号频率,-3dB的位置即是示波器的电压幅值为实际幅值的0.707倍。
不幸的是,实际应用中我们很可能需要测量的是方波(例如数字系统)而不是正弦波。因为采集方波需要远高于基本波形的频率。最常用的原则是选择一个带宽是待测数字系统最高信号频率5倍的示波器。例如,一个66MHz的时钟信号需要一个330MHz带宽的示波器。
我用Python 脚本编写一个模拟滤波器,先对方波进行滤波,然后绘制出滤波结果。图2 显示了分别用一个50MHz, 100 MHz, 250 MHz,500 MHz 带宽对50 MHz方波信号滤波的结果。
![](https://prod-1251541497.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/zixun_pc/zixunimg/img1/338088_1_1.jpg)
图2 用一个50MHz, 100 MHz, 250 MHz,500 MHz 带宽对50 MHz方波信号采样的结果