示波器測量方波一般需要3 5倍於訊號頻率的頻寬,那在測量正弦波的時候要多少倍於原來訊號頻率的頻寬呢?

時間 2021-06-02 15:40:40

1樓:LiMi

興之所至,欣然答之。

部門有不同的示波器和探頭,特意測試了一下。

1GHz的探頭(1pF)+4GHz的示波器,測量5MHz,上公升下降延11ns的方波訊號,波形如下:

500MHz的探頭(12pF)+500MHz的示波器,測量5MHz,延時間11ns的方波訊號,波形如下:

1GHz探頭看到的上公升沿和下降沿,在結束時要緩和一些,500MHz的探頭,出現了更多的抖動。

抖動出現的原因可能有:

1、訊號發生器和示波器各自探頭的特徵阻抗不匹配(線長過長,反射疊加),導致訊號出現超調或凹陷;

2、11ns的沿降包含的頻率分量實際為無窮大,示波器只能還原到其截止頻率以下的訊號,因此高頻訊號被拋棄後,還原的波形自然會出現時域上的抖動。

理想的方波是不存在的,能用來測量的只能是實際的物理存在。

我使用的是訊號發生器,可以產生的最小的上公升下降沿為11ns,即使是11ns的上公升沿,也無法被示波器完全正確的反應。

因此「示波器測量方波一般需要3-5倍於訊號頻率的頻寬」,這個說法其實需要確定前提,即示波器的測量結果是需要以何種真實程度的反映被測量的波形。若能認出是個方波即可,3-5倍即可,若無肉眼可見的抖動,至少10倍以上(10倍於沿降的11ns的頻率,而不是方波5MHz的頻率)。

那測量正弦波呢?

回答之前需要先知道,示波器的顯示有點陣模式和擬合模式,在擬合模式下,即使取樣的點很少,示波器也會自動的擬合出近似於正弦波形的影象。

因此,對於測量正弦波,不管是能認出是個正弦波還是要求完全無抖動,都是2倍就足夠了。

其實,示波器的頻率越低,看到的毛刺可能還越少,波形還越像個正弦波。。。不過,頻率低了,還可能會把一些奇葩的波形認成正弦波。

比如下圖,被測量的波形實際是乙個梯形波,不過平台部分已經完全認不出來了。

所以,訊號頻率為F,示波器頻寬為2F,並不意味著能準確的看到訊號的波形,大概率的,訊號所包含的沿降時間,所對應的的頻率往往都是遠高於F的。

測量正弦波,確實2倍就足夠了,測量未知波形,示波器還是頻寬越高越好。

2樓:

這是乙個好問題。同樣頻率(假設頻率是f)的正弦波和方波,根據取樣定律,理論上應該使用多少的取樣頻率fs,才能完整地重構原始訊號呢?如果不仔細思考的話,很多人會直接說都是fs=2f。

實際上,對於正弦訊號,理論上fs=2f就是答案。但對於同樣頻率的方波訊號,理論上是不能通過取樣來完全重構原始訊號的,為什麼呢?這是因為如果對方波訊號進行傅利葉變換,方波的頻譜除了在頻率f有分量意外,還有其他的高次諧波分量(3f, 5f, ....

),所以理論上講,方波的最大訊號頻寬是無窮大的。因此,無論採用多大的取樣頻率,理論上都會出現頻率混疊的情況。

在實際工程中,由於方波的高次諧波隨著頻率增大而迅速衰減,通常來說,只要復原一次、三次和五次諧波,就能較好的逼近原始訊號,也就是使用6到10倍的取樣頻率。而相對來說,對於同頻率的正弦訊號,可選擇的取樣頻率要小於方波的取樣頻率。

3樓:KCNA

頻寬測試就是用正弦的,so你覺得呢

補充具體說明:當示波器測量某頻率正弦訊號時顯示的幅值為真實幅值的約0.7倍時該頻率即為此示波器的最大頻寬

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