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示波器带宽的基础知识

通过大卫先生|2015年7月6日

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示波器的带宽规格既适用于数字仪器,也适用于模拟仪器。早期的示波器,或者更确切地说,示波器是由一根磁性驱动的笔组成,它可以在一个转动的纸圆筒上用墨水描出痕迹,这就提供了时间基础。当然,频率响应受到笔和连接机构的质量和惯性的严重限制,所以最大带宽相当低。

为了提高带宽,示波器的建造者们很快就放弃了移动笔的模式。振动镜或反射液体的表面极大地提高了频率响应,阴极射线管(CRT)技术也使进一步的进展成为可能。

带宽的阴谋

今天,在示波器的背景下,带宽被认为是可以横过前端而没有显著衰减的最大频率,定义为原始信号的70.7% (-3 dB)。这种衰减来自感应电抗和电容电抗的综合效应,感应电抗是一种在较高频率上升的串联现象,电容电抗是一种在较高频率下降的并联现象。随着频率的增加,这两种方法共同增加了阻抗,并限制了带宽。

这种衰减发生在整个老式模拟示波器,也在数字仪器的模拟前端。采样率和存储深度在数字示波器中也是重要的问题,但现在我们只讨论带宽。

当两个频率合并时,带宽就变得很重要,例如在AM或FM广播中,低频音频信号调制高频载波。带宽也是相关的,当有任何信号,除了纯正弦波或直流电,如显示在一条直线水平线。一个例子是方波具有极快的上升和下降时间,产生强大的谐波。在这种情况下,由于在基频之外的谐波中有大量的功率,所以有一个显著的带宽。

即使只讨论电子学,带宽也有几个不同但相关的含义。在数字处理中,它是指单个信号的频率范围,用赫兹表示。当上下文转移到计算时,焦点就变成了数据传输的速度,以比特每秒(bit/sec)表示。在物理学中,光谱带宽是原子或分子谱线的宽度,这里还是用赫兹来测量。

在选择示波器时,带宽是非常重要的,它是价格的重要因素。买家应该选择一个带宽远远超过要测量的最高频率的型号。但是,不要做得太过火。这完全取决于预期的用法。其他参数,如采样率和内存深度,以及探头的质量将需要考虑。

《华盛顿邮报》示波器带宽的基础知识第一次出现在测试和测量提示.


了下:测试和测量提示


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