Kodėl išmatuota amplitudė mažesnė už tikrąją vertę?
Išbandykite nedidelį testą. Naudokite savo100 MHz osciloskopasmatuoti 100 MHz, 3,3 V amplitudės bangos formą. Išmatuota amplitudė nėra tiksli. Ši problema susijusi su pralaidumuosciloskopas.
Kas yra pralaidumas?
Pralaidumas yra esminis osciloskopo parametras, bet kas yra pralaidumas? Juostos plotis reiškia analoginio osciloskopo priekinio galo analoginį dažnių juostos plotį ir tiesiogiai nustato osciloskopo signalo matavimo galimybes. Tiksliau sakant, osciloskopo dažnių juostos plotis yra didžiausias dažnis, kai osciloskopu išmatuota sinusinės bangos amplitudė yra ne mažesnė už tikrosios sinusinės bangos signalo 3 dB amplitudę (ty 70,7 proc. tikrosios signalo amplitudės), dar vadinamą {{3 }}dB ribinio dažnio taškas. Didėjant signalo dažniui, sumažės osciloskopo gebėjimas tiksliai rodyti signalo lygį.
Kai išmatuotas sinusinės bangos dažnis yra lygus osciloskopo pralaidumui (osciloskopo stiprintuvas skirtas Gauso atsakui), matome, kad matavimo paklaida yra apie 30 proc. Jei matavimo paklaida turi būti 3 procentai, išmatuoto signalo dažnis turėtų būti daug mažesnis nei osciloskopo dažnių juostos plotis. Pavyzdžiui, naudojant 100MHz osciloskopą 100MHz, 1Vpp, sinusinės bangos signalui matuoti, matavimai bus 100MHz, 0,707Vpp, sinusinės bangos formos. Tai galioja tik sinusinei bangai, nes dauguma bangų formų yra daug sudėtingesnės nei sinusinės bangos, jos turės aukštesnius dažnius. Taigi, norėdami pasiekti tam tikrą matavimo tikslumą, naudojame osciloskopų bendrąjį įstatymą, kuris paprastai vadinamas 5 kartus didesniu už standartą:
Reikiamas osciloskopo pralaidumas=didžiausias išmatuoto signalo dažnis * 5
2. Teisingai pasirinkite pralaidumą
Sudėtingus bangos formos signalus sudaro įvairūs harmoninių sinusinių bangų signalai, o šių harmonikų dažnių juostos plotis gali būti labai platus. Kai dažnių juostos plotis nėra pakankamai didelis, harmoniniai komponentai nebus efektyviai sustiprinti (užblokuoti arba susilpninti), o tai gali sukelti amplitudės iškraipymus, briaunų praradimą, detalių duomenų praradimą ir pan. neturi pamatinės vertės.
Taigi, norint matuoti skirtingus dažnio signalus, teisingas pralaidumas yra labai svarbus. Matuodami aukšto dažnio signalus, pvz., matuodami 27 MHz kristalą, turėtumėte naudoti viso dažnių juostos pločio matavimą.
Jei pralaidumo riba įjungta, ty juostos pločio riba nustatyta į 20 MHz, kristalo bangos forma bus iškraipoma ir matavimas bus bevertis. Matuodami žemo dažnio signalus, turėtumėte nustatyti pralaidumo ribą, kad įjungtumėte aukšto dažnio signalo trukdžių filtrą, kad signalas būtų rodomas aiškiau.
3. Pralaidumas ir kilimo laikas
Kalbant apie pralaidumą, negalima ignoruoti kilimo laiko. Kilimo laikas paprastai apibrėžiamas kaip laikas, kai signalo amplitudė pasikeičia nuo 10 procentų didžiausios pastovios vertės iki 90 procentų.
Osciloskopo dažnių juostos plotis gali tiesiogiai parodyti mažiausią signalo kilimo laiką. Osciloskopo sistemos kilimo laiką galima įvertinti pagal nurodytą dažnių juostos plotį. Norėdami apskaičiuoti, galite naudoti formulę: RT (kylėjimo laikas)=0.35 / BW (pralaidumas) (osciloskopas, mažesnis nei 1 GHz).
Kur 0.35 yra mastelio koeficientas tarp osciloskopo dažnių juostos pločio ir kilimo laiko (10 proc. -90 proc. kilimo laikas pirmosios eilės Gauso modelyje). Pagal aukščiau pateiktą formulę, jei osciloskopo dažnių juostos plotis yra 200MHz, galima apskaičiuoti RT=1.75ns, tai yra mažiausią stebimą kilimo laiką.
