精确测脉冲，示波器带宽要多高？.docx

一波未平，一波又起。 又有用户来投诉示波器和波形发生器这一对夫妻了： “我新买了 33250A，用它输出 50MHz 的脉冲，怎么示波器观察像正弦波啊？你 这台 33250A 有问 题吧？ 但如果把信号改为 10MHz 的方波，就看上去是非常好 的脉冲 ”. 这位用户投诉的 33250A， 是安捷伦 80MHz 的函数和任意波形发生 器，可以产生可变上升沿的 50MHz 的脉冲。上升和下降沿小于 5ns.我们首先按照常理回答这个用户：“一般用户理解脉冲，通常是方方正正的， 但这是不可能的，因为这需要无穷快的上升沿， 这这就意味这信号带宽无穷大， 不仅难以实现，而且会带来更多的电磁辐射问题。因此，如果示波器测量出这 个方波的上升沿不于 5ns, 就应该没问题。” 但用户随后跟了一句：“我测了 上升沿，可不止 5ns”.在我们脱口而出“要不你送我们维修部检查一下”之前，我随口问了一句： “你用的示波器带宽是多少”。用户很坚定地回答：“100MHz，测这个 50MHz 的信号没问题” 这就是问题了。 实际上，一台 100MHz 带宽的示波器对 33250A50MHz 的脉冲进 行测试， 即使采样率再高， 测试 5ns 上升沿的 50MHz 脉冲， 显然是不够的。首先脉冲波是一个频谱分量众多的信号，其包括了基波和高次谐波。 这样，信 号的带宽不是有频率决定的， 而是上升沿。 所以脉冲信号的带宽要高于信号 的实际频率。 而示波器的带宽是有限的， 所以使用示波器观察脉冲时，如果 带宽不够，看起来就像一个正弦波。如下图：相比于被测信号，示波器的带宽越大，脉冲信号的高次谐波分量越容易被抓到， 信号就越不会失真。可以通过以下方法估算测试信号的带宽，已经需要多大带宽的示波器来测量：l 根据信号的最快上升沿时间 t (信号从 10%90%的阈值时间)， 计算信号的实 际带宽： 信号带宽（BWsignal）=0.35/t。这就说是信号中绝大多数信号频谱 分量分布的带宽。以 33250A 的输出脉冲为例，t=5ns, 信号带宽（BWsignal） =70MHzl 根据测量精度的要求，选择合适带宽的示波器。 用不同带宽示波器测量信号， 会得到不同的误差。 通常用以下方法估算测量误差：以 33250A 为例， 50MHz 脉冲的带宽是 70MHz， 如果希望测量误差小于 2%，就 需要示波器的带宽必须 5 倍于信号的带宽，即 350HMz 带宽。 一句话，脉冲波 带宽取决于上升沿；要根据测量精度要求，来选用合适带宽的示波器。【知识分享】如果您觉得本文有用，请点击右上角“”扩散到朋友圈！关注电子工程专辑请搜微信号搜微信号:“eet-china”:“eet-china”或点击本文标题下方“电子工程电子工程 专辑专辑”字样,进入官方微信“关注关注”