根據(jù)應(yīng)用選擇合適的示波器帶寬

安捷倫Infiniium系列高帶寬示波器有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是帶寬可以升級(jí)。如果2 GHz帶寬對(duì)今天的應(yīng)用已經(jīng)足夠，那么您開始可以只購(gòu)買入門級(jí)的2-GHz示波器，以后當(dāng)您需要更高的帶寬時(shí)，再將其逐步升級(jí)到13 GHz。

模擬應(yīng)用需要的示波器帶寬

多年之前，大多數(shù)示波器廠商就建議用戶在選擇示波器時(shí)，帶寬至少應(yīng)比最大信號(hào)頻率高3倍。盡管這一“3X”準(zhǔn)則并不適用于以時(shí)鐘速率為基礎(chǔ)的數(shù)字應(yīng)用，但它卻仍然適用于已調(diào)RF信號(hào)測(cè)量等模擬應(yīng)用。為了便于讀者理解這一三倍乘子的來(lái)歷，我們來(lái)看一個(gè)1GHz帶寬示波器的真正頻率響應(yīng)。

圖7所示為對(duì)Agilent1-GHz帶寬示波器MSO6104A的掃頻響應(yīng)測(cè)試(掃頻范圍20 MHz到 2 GHz)。

圖7

從圖中可以看出，恰好在1 GHz處，輸入信號(hào)衰減約為1.7 dB，這還遠(yuǎn)未超出定義示波器帶寬的-3 dB限。然而，要想精確測(cè)量模擬信號(hào)，我們只能利用示波器帶寬中衰減最小的相對(duì)平坦的那部分頻帶。對(duì)該示波器而言，在其1 GHz帶寬的大約三分之一處，輸入信號(hào)基本沒有衰減(衰減為0dB)。但并非所有示波器都具備這樣的頻響。

圖8所示的是對(duì)另一廠商的1.5-GHz帶寬示波器進(jìn)行掃頻響應(yīng)測(cè)試的結(jié)果。

圖8

這正是一個(gè)遠(yuǎn)非平坦頻響的例子。該示波器的頻響既不是高斯頻響也不是最大平坦頻響，反而更像“最大起伏”頻響，而且尖峰現(xiàn)象很嚴(yán)重，這會(huì)導(dǎo)致波形嚴(yán)重失真，不論測(cè)量的是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)。不幸的是，示波器的帶寬規(guī)范(即輸入信號(hào)衰減為3dB的頻率)中對(duì)在其他頻率上的信號(hào)衰減或放大沒有任何規(guī)定。在這臺(tái)示波器上，即便是在示波器帶寬的五分之一處，信號(hào)也有大約1dB(10%)的衰減。因此，在這種情況下再根據(jù)3X準(zhǔn)則選擇示波器就很不明智了。所以，在挑選示波器時(shí)，最好是選擇著名廠商的產(chǎn)品，而且要密切注意示波器頻響的相對(duì)平坦度。

本文小結(jié)

總的來(lái)說(shuō)，對(duì)數(shù)字應(yīng)用而言，示波器帶寬至少應(yīng)比被測(cè)設(shè)計(jì)的最快時(shí)鐘速率快5倍。但在需要精確測(cè)量信號(hào)的邊沿速度時(shí)，則要根據(jù)信號(hào)的最大實(shí)際頻率成分來(lái)決定示波器帶寬。

對(duì)模擬應(yīng)用而言，示波器帶寬至少應(yīng)比被測(cè)設(shè)計(jì)中的模擬信號(hào)最高頻率高3倍，但這一經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則只適用于那些在低頻段上頻響相對(duì)平坦的示波器。

而且我們選擇示波器時(shí)也不能只顧眼前，不管將來(lái)。只要預(yù)算允許，在今天購(gòu)買稍優(yōu)于應(yīng)用最低要求的示波器可能會(huì)在將來(lái)為您節(jié)約不少投資。