根據應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。如果2 GHz帶寬對今天的應用已經(jīng)足夠，那么您開(kāi)始可以只購買(mǎi)入門(mén)級的2-GHz示波器，以后當您需要更高的帶寬時(shí)，再將其逐步升級到13 GHz。

模擬應用需要的示波器帶寬

多年之前，大多數示波器廠(chǎng)商就建議用戶(hù)在選擇示波器時(shí)，帶寬至少應比最大信號頻率高3倍。盡管這一“3X”準則并不適用于以時(shí)鐘速率為基礎的數字應用，但它卻仍然適用于已調RF信號測量等模擬應用。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。

圖7所示為對Agilent1-GHz帶寬示波器MSO6104A的掃頻響應測試(掃頻范圍20 MHz到 2 GHz)。

圖7

從圖中可以看出，恰好在1 GHz處，輸入信號衰減約為1.7 dB，這還遠未超出定義示波器帶寬的-3 dB限。然而，要想精確測量模擬信號，我們只能利用示波器帶寬中衰減最小的相對平坦的那部分頻帶。對該示波器而言，在其1 GHz帶寬的大約三分之一處，輸入信號基本沒(méi)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所示的是對另一廠(chǎng)商的1.5-GHz帶寬示波器進(jìn)行掃頻響應測試的結果。

圖8

這正是一個(gè)遠非平坦頻響的例子。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，而且尖峰現象很?chē)乐?，這會(huì )導致波形嚴重失真，不論測量的是模擬信號還是數字信號。不幸的是，示波器的帶寬規范(即輸入信號衰減為3dB的頻率)中對在其他頻率上的信號衰減或放大沒(méi)有任何規定。在這臺示波器上，即便是在示波器帶寬的五分之一處，信號也有大約1dB(10%)的衰減。因此，在這種情況下再根據3X準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(zhù)名廠(chǎng)商的產(chǎn)品，而且要密切注意示波器頻響的相對平坦度。

本文小結

總的來(lái)說(shuō)，對數字應用而言，示波器帶寬至少應比被測設計的最快時(shí)鐘速率快5倍。但在需要精確測量信號的邊沿速度時(shí)，則要根據信號的最大實(shí)際頻率成分來(lái)決定示波器帶寬。

對模擬應用而言，示波器帶寬至少應比被測設計中的模擬信號最高頻率高3倍，但這一經(jīng)驗準則只適用于那些在低頻段上頻響相對平坦的示波器。

而且我們選擇示波器時(shí)也不能只顧眼前，不管將來(lái)。只要預算允許，在今天購買(mǎi)稍?xún)?yōu)于應用最低要求的示波器可能會(huì )在將來(lái)為您節約不少投資。