我使用的是一台  100 MHz 示波器包括一 100 MHz 被動探棒應該能?正地測量 90 MHz 正弦波對嗎示波器或者探棒是不是
以前只要稍微有點常識就能回答這個問題,但現在我總是常常聽到這類問題。那麼,它可能就不應再簡單地歸於常識範圍了,尤其是大多數示波器的技術資料中,不會對示波器結合特定探棒使用時的“系統頻寬”或有效頻寬加以說明。
示波器和探棒均有頻寬技術規格,即輸入訊號振幅衰減 3 dB 的頻率值。因此,如果您的技術資料中註明示波器頻寬為“100 MHz”,那麼您就能確保以其頻寬頻率測量至少约 70% 的訊號振幅。探棒同樣如此。然而,棘手之處是,當您同時使用示波器和探棒時,您的示波器+探棒頻寬,即“系統頻寬”,可能不是 100 MHz。那麼,在這種情?下系統頻寬是多少?
在了解系統頻寬之前,您需要知道示波器前端濾波器的響應。技術資料中可能有這個信息,也可能没有,如果没有,請致電免付費技術支援專線0800-047-866。如果您不想聯絡免付費技術支援專線,我介绍給您一個小技巧,通過本文结尾處技術資料中計算出的上升時間技術規格推出濾波器響應。但是,經驗告訴我們,如果您的示波器頻寬低於 1 GHz,那麼可以認定濾波器是“高斯型”的。如果示波器的頻寬為 1 GHz 或更高,那麼其濾波器可能為“最大平坦響應型(接近磚牆響應)”。
如果是高斯濾波器,作為幾十年來一直在模擬和數位存儲示波器中使用的傳統前端濾波器類型,示波器和探棒的系統頻寬可採用下面的公式計算。
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我們用上面的例子來套用這個公式。由於示波器和探棒的頻寬均為 100 MHz,您的系統頻寬將為 70.7 MHz。換言之,您的訊號振幅在 70.7 MHz 衰?了 3 dB。很顯然,您不會看到 90 MHz 正弦波的完整振幅!
在現實中,絶大多數示波器製造商在示波器和探棒的頻寬技術規格上添加了一些裕量。因此,如果您看到技術規格上寫的是“100 MHz”,那麼很有可能它的頻寬稍大一些,比如 110 或 120 MHz。
現在,假設您使用的是具有“最大平坦響應” 型濾波器響應的示波器和探棒。在 100 MHz 示波器上,矩形濾波器最為少見,此例中我們僅為假設。在這種情?下,不能使用“平方和均方根”公式。系統頻寬計算公式為:

系統頻寬 = 最小值 { 示波器頻寬探棒頻寬 }
如果我將原來的例子套用這個這個公式,您的系統頻寬現在是 100 MHz,那麼,您應該能?看到 90 MHz 正弦波的幾乎整個振幅。
我不知道為什麼大多數示波器的技術資料中不再有這個簡單的公式。也許如今的大多數示波器都具有足?的頻寬,工程師無需按照其上限操作。也許這個内容在學校已經教過。然而,這是一個非常有用的技巧,特别是當您看到意想不到的測量結果時。
順便說一句,判斷您的示波器使用的是“高斯型”還是“最大平坦響應型”濾波器有一個快速簡單的方法。首先,找到示波器計算的上升時間信息。下面以 Keysight InfiniiVision 4000X示波器為例。
 

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現在,用“0.35”除以計算的上升時間值。以 200 MHz示波器(4022A)為例,得出的結果是

0.35 / 1.75 ns = 200 MHz
那麼,您證實用於計算上升時間的系數是“0.35”。0.35 是“高斯型”響應濾波器的系數值,因此您知道這台 200 MHz 示波器具有一個高斯濾波器前端。另外,如果在 1 GHz示波器(4104A)上套用同一公式,

0.35 / 450 ps = 778 MHz
得出的值為 778 MHz 而非 1 GHz。那麼,您現在知道這台示波器使用的系數不是 “0.35”,而是 “0.45”(0.45 / 450 ps = 1 GHz)。如果系數大於 0.35,比如說 0.4、0.45 或甚至是 0.5,那麼示波器的前端的濾波器響應近似於矩形濾波器。
希望這個小技巧能更好地幫助您了解示波器。下一篇貼文再見!