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在具體測(cè)試過(guò)程中，示波器到底選擇多少帶寬比較合適呢？

首先，看下面的實(shí)例。

 

從上圖可以看出，帶寬越大，所能顯示的信號(hào)頻率分量越豐富，也就能更加接近真實(shí)的信號(hào)波形。

1、示波器帶寬的計(jì)算

可按照以下步驟來(lái)完成計(jì)算：

a、  判斷被測(cè)信號(hào)的zui快上升/下降時(shí)間

b、  判斷zui高信號(hào)頻率f

       f = 0.5/RT  （10%~90%）

       f = 0.4/RT  （20%~80%）

c、  判斷所需的測(cè)量度

所需度	高斯頻響	zui大平坦頻響
20%	BW=1.0*f	BW=1.0*f
10%	BW=1.3*f	BW=1.2*f
3%	BW=1.9*f	BW=1.4*f

d、  計(jì)算所需帶寬。

舉例說(shuō)明：

判斷一個(gè)高斯響應(yīng)示波器在測(cè)量被測(cè)數(shù)字信號(hào)時(shí)所需的zui小帶寬，其中被測(cè)信號(hào)zui快上升時(shí)間為1ns（10%~90%）：

           f = 0.5/1ns = 500MHz

若要求3%的測(cè)量誤差：所需示波器帶寬 = 1.9*500MHz = 950 MHz

若要求20%的測(cè)量誤差：所需示波器帶寬 = 1.0*500MHz = 500MHz

因此，決定示波器帶寬的重要因素是：被測(cè)信號(hào)的zui快上升時(shí)間。

 

示波器的系統(tǒng)帶寬由示波器帶寬和探頭帶寬共同決定：

a、高斯頻響：系統(tǒng)帶寬 =

b、zui大平坦頻響：系統(tǒng)帶寬 = Min

例如：1GHz帶寬的示波器，配置1GHz帶寬的無(wú)源探頭，若它們的頻響為高斯頻響，則系統(tǒng)帶寬為：700MHz左右。

 

2、影響示波器帶寬的因素

通常，這些因素有：采樣率、頻響曲線。

a、頻率曲線

頻響曲線如下圖所示。

 

 

b、  采樣率

根據(jù)Nyquist采樣定律，采樣頻率必須2倍于信號(hào)zui高頻率，即：

                   Fs > 2 * fmax

才能保證信號(hào)可以被無(wú)混疊的重構(gòu)出來(lái)。

（1）對(duì)于理想磚墻頻響來(lái)說(shuō)，采樣率=示波器帶寬*2，即可重構(gòu)出信號(hào)。但是該情況在真實(shí)世界中是不存在的，大多數(shù)示波器的頻響都是介于理想磚墻頻響和高斯頻響之間。

（2）對(duì)于高斯頻響，采樣率=示波器帶寬*4，可對(duì)被測(cè)信號(hào)中的大部分頻率成分進(jìn)行無(wú)混疊重構(gòu)。通常實(shí)際示波器的頻響大多比高斯頻響陡一點(diǎn)。

（3）對(duì)于zui大平坦頻響，采樣率=示波器帶寬*2.5，即可對(duì)被測(cè)信號(hào)中的大部分頻率成分進(jìn)行恢復(fù)。目前一些示波器都可以做到利用2.5倍帶寬的采樣率來(lái)完成信號(hào)重構(gòu)。

 

是不是采樣率越高量測(cè)精度越高？

以1GHz正弦波觀測(cè)為例，見(jiàn)下圖。

 

 

以6GHz帶寬zui大平坦頻響的示波器（20GSa/s和40GSa/s）為例，

被測(cè)信號(hào)為：1.25GHz時(shí)鐘，上升時(shí)間為100ps左右。測(cè)試結(jié)果如下圖：

 

由上圖可知，在采樣率為帶寬6.6倍時(shí)，相比3.3倍的情況，波形的重建并不太大改善。因此，采樣率夠用就好。

 

相反，更高的采樣率并不一定會(huì)帶來(lái)更高的量測(cè)精度，原因如下：

（1）更高的采樣率會(huì)使用多個(gè)ADC拼接，造成波形失真。

（2）采樣率過(guò)高，會(huì)使ADC的有效位數(shù)降低（可能只能達(dá)到4~5位的分辨率）。

因此，量測(cè)精度由多個(gè)因素共同決定，采樣率在夠用的前提下，不一定是越高越好，在有些情況下，高采樣率反而會(huì)帶來(lái)更差的量測(cè)精度。