单次信号带宽.PPT

什么是示波器 示波器是形象地显示信号幅度随时间变化的波形显示仪器，是一种综合的信号特性测试仪，是电子测量仪器的基本种类 示波器的用途： 电压表，电流表，功率计 频率计，相位计 脉冲特性，阻尼振荡 示波器的应用： 电子，电力，电工 压力，振动，声，光，热，磁 波的类型 大多数波都属于如下类型： 正弦波 方波和矩形波 三角波和锯齿波 阶跃波和脉冲波 噪声波 、复杂波 很多波是上述波形的组合 周期信号和非周期信号 同步信号和异步信号 波形的重要谐波 非正弦波是由多次,按不同频率不同相位和不同幅度的正弦波组成的合成波，谐波是基波的倍数。 列出的是影响波形变化的谐波次数，(考虑谐波分量为基波幅度10％以上的谐波，是对波形形状影响较大的因素) 波 形 重要谐波数 正弦波（ 正弦波基波为：1 ） 1:1 方波 1:9 三角波 1:3 脉冲波（占空比50％） 1:9 脉冲波（占空比25％） 1:14 脉冲波（占空比10％） 1:26 谐波数为基波的倍数 在没有边沿时间信息，只有信号频率和波形类别信息，我们希望所观测到的波形有精度不失真，可以使用倍数的的方法选择示波器带宽。 波形测量参数 示波器的类型 模拟示波器 模拟数字混合示波器 数字示波器 数字荧光示波器 取样示波器 示波器的典型结构 波形的捕获 波形捕获率也就是波形刷新率，已经成为考核一台示波器的重要参数之一； 对于示波器来说，波形捕获率高，就能够组织更大数据量的波形质量信息，尤其是在动态复杂信号和隐藏在正常信号下的异常波形的捕获方面，有着特别的作用。 各类示波器对波形显示的能力 由于采用的技术和原理不同，在波形的保真、显示能力和捕获能力上，各技术类别的示波器之间存在较大差异。 示波器的组成 水平系统 垂直系统 扫描系统 触发系统 显示系统 示波器的主要指标 示波器主要技术指标－是保证示波器精确显示信号波形的前提条件 示波器的带宽 数字示波器采样率 示波器存储长度 波形捕获率（先进的DPO） 示波器主要的功能－是保证示波器稳定、捕获和显示波形的必要条件 垂直 水平 示波器的触发 与外部设备的互联能力 数据的处理技术与能力 带宽是示波器的首要规格参数 示波器的结构决定了带宽的重要性： 放大器的模拟带宽决定了示波器的带宽；放大器是信号进入示波器的大门，它的带宽决定了示波器的带宽，示波器能请进什么样的信号由这个大门来决定。 数字示波器的带宽也是模拟带宽。示波器所谓带宽是指: 垂直放大器的频率响应，定义为：随着正弦波频率增加，信号幅度下降3dB（70.7％）.在此频点为示波器的带宽 正弦波谐波分量 方波谐波分量 示波器测量系统带宽 探头也是仪器，它和示波器共同组成测量系统。这一系统带宽将影响被测信号如正弦波、脉冲和方波的幅度和上升时间的测量精度，如果探头选择不当，你将冒无法预知测量结果的风险。探头和示波器上升时间和带宽的关系由下式决定： 探头、示波器T上升＝0.35/BW（适合于1G以下示波器） BW=带宽（－3dB时的频率）（单位Hz） 测量所得的上升时间＝ 信号上升时间2＋测量系统上升时间2 仪器测量系统上升时间＝ 探头上升时间2＋测量仪表上升时间2 探头的上升时间应快于示波器的上升时间（泰克非常精细的匹配示波器的系统带宽） 示波器的上升时间应快于被测量信号的上升时间。 例：使用100Mhz探头和100Mhz示波器组成测量系统，测量上升时间为3.5ns的方波信号，系统带宽为多少？测量误差是多少？ 系统上升时间＝ 3.5ns2＋3.5ns2 ＝4.95ns，系统带宽＝0.35/4.95ns＝70Mhz 显示信号上升时间＝ 3.5ns2＋4.95ns2 ＝6.08ns，测量误差＝(6.08-3.5 ) / 3.5＝73％ 使用100Mhz示波器及不当的100Mhz探头，将导致测量系统带宽性能降低100Mhz以下 示波器带宽是应包含探头和示波器整个测量系统的问题，泰克公司承诺指定示波器的带宽（上升时间），是当使用原配探头时，是探头尖的上升时间（示波器带宽）。 示波器系统带宽（上升时间）对信号影响 测量系统的带宽将影响脉冲和方波的上升时间，示波器系统上升时间和带宽的关系由下式决定： 示波器测量系统T上升＝0.35/BW（适合于1G以下示波器） BW=带宽（单位H