Jaki jest limit szerokości pasma oscyloskopu?
W przycisku kanału instrumentu naciskamy przycisk CH1, w menu powinna być dostępna opcja ograniczenia pasma.
Służy głównie do filtrowania szumów o wysokiej częstotliwości, włączania ograniczenia szerokości pasma, wówczas szerokość pasma oscyloskopu zostanie ograniczona do 20 MHz, a nie do szerokości pasma nominalnego. Jest to dobre do pomiaru sygnałów o małej amplitudzie i sygnałów o dużych zakłóceniach.
Każdy z dwóch typów odpowiedzi częstotliwościowej oscyloskopu ma swoje zalety i wady. Oscyloskopy z maksymalnie płaską charakterystyką częstotliwościową charakteryzują się mniejszym tłumieniem sygnałów wewnątrz pasma niż oscyloskopy z charakterystyką częstotliwościową Gaussa, co oznacza, że te pierwsze mogą dokładniej mierzyć sygnały wewnątrz pasma. Jednakże oscyloskopy z charakterystyką częstotliwościową Gaussa charakteryzują się mniejszym tłumieniem sygnałów poza pasmem niż oscyloskopy z maksymalnie płaską charakterystyką, co oznacza, że oscyloskopy z charakterystyką częstotliwościową Gaussa mają zwykle krótsze czasy narastania przy tej samej specyfikacji pasma. Czasami jednak duże tłumienie sygnałów poza pasmem może pomóc w wyeliminowaniu składowych o wysokiej częstotliwości, które mogą powodować aliasing zgodnie z kryterium Nyquista (fMAX < fS).
Niezależnie od tego, czy masz oscyloskop z charakterystyką częstotliwościową Gaussa, maksymalnie płaską charakterystyką częstotliwościową, czy czymś pomiędzy, szerokość pasma oscyloskopu traktujemy jako najniższą częstotliwość, przy której sygnał wejściowy przechodzi przez oscyloskop i jest tłumiony o 3 dB. Pasmo przenoszenia i charakterystykę częstotliwościową oscyloskopu można zmierzyć poprzez przemiatanie za pomocą generatora sygnału sinusoidalnego. Tłumienie sygnału przy częstotliwości -3 dB oscyloskopu można przekształcić na błąd amplitudy wynoszący około -30%. Dlatego nie mamy luksusu dokonywania dokładnych pomiarów sygnałów, których główne składowe częstotliwości znajdują się blisko szerokości pasma oscyloskopu.
Ściśle powiązany ze specyfikacją pasma oscyloskopu jest jego parametr czasu narastania. Oscyloskopy z charakterystyką częstotliwościową Gaussa mają czas narastania około {{0}},35/fBW, mierzony w skali od 10% do 90%, a oscyloskopy z maksymalnie płaską charakterystyką częstotliwościową mają specyfikacji czasu narastania, która zazwyczaj mieści się w zakresie 0,4/fBW, który zmienia się w zależności od stromości charakterystyki spadku częstotliwości oscyloskopu. Należy jednak pamiętać, że czas narastania oscyloskopu nie jest najszybszą prędkością krawędziową, którą można dokładnie zmierzyć oscyloskopem, ale raczej najszybszą prędkością krawędziową, jaką można uzyskać oscyloskopem, gdy sygnał wejściowy ma teoretycznie nieskończony czas narastania ( 0 szt.). Chociaż w praktyce ten teoretyczny parametr jest niemożliwy do zmierzenia, ponieważ generator impulsów nie może generować impulsu o nieskończenie krótkim zboczu, możemy zmierzyć czas narastania oscyloskopu, wprowadzając impuls o prędkości zbocza, która jest trzy do pięciu razy większa od czasu narastania podanego w oscyloskopie .
Szerokość pasma oscyloskopu wymagana w zastosowaniach cyfrowych
Doświadczenie podpowiada nam, że szerokość pasma oscyloskopu powinna być co najmniej 5 razy większa niż najszybsza częstotliwość zegara cyfrowego testowanego układu. Jeśli wybierzemy oscyloskop spełniający to kryterium, to oscyloskop będzie w stanie wychwycić 5. harmoniczną badanego sygnału przy minimalnym tłumieniu sygnału. Piąta harmoniczna sygnału jest ważna przy określaniu ogólnego kształtu sygnału cyfrowego. Jednakże ten prosty wzór nie uwzględnia rzeczywistych składowych wysokiej częstotliwości zawartych w szybko narastających i opadających zboczach, jeśli wymagane są dokładne pomiary szybkich zboczy. Wzór: fBW Większy lub równy 5 x fclk Bardziej dokładny sposób określenia szerokości pasma oscyloskopu opiera się na najwyższej częstotliwości występującej w sygnale cyfrowym, a nie na maksymalnej częstotliwości taktowania. Najwyższa częstotliwość sygnału cyfrowego zależy od największej prędkości krawędziowej w projekcie. Dlatego najpierw musimy w projekcie określić czasy narastania i opadania najszybszych sygnałów. Informacje te można zwykle uzyskać z opublikowanych specyfikacji urządzeń zastosowanych w projekcie.
