信号带宽和示波器带宽(模拟带宽).docx

一、信号带宽 带宽这个词是学习电子和通信经常能够看到的词。可是在不同的应用场合有不同的含义。经常听到有人抱怨，我就测一个50MHz的信号，用100MHz的示波器测出来怎么波形变形这么大。其实很多时候不是示波器的问题，这是信号带宽的事。??? 说信号带宽就先说说频域吧。频域这词大家也经常听到了。所有的时域信号经过傅立叶变换就可以在频域中表示出来。频域就是一个人为创造出来的实际不存在的域。在这个域里只存在正弦波，没有其它东西。时域中真实存在的信号经过傅立叶分解被分解成不同频率和幅度的正弦波分量，可以在频域中表示出来。正弦波是最干净的信号，每个正弦波在频域中就是一个点。其它实际信号的频谱都是“不干净”的，包含很多的频率分量。那么实际信号在频域里最高的那个频率分量就被称为信号的带宽。?? ? 让我们看看一个理想的100MHz的理想方波带宽是多少。很遗憾通过傅立叶变换，理想方波有n个谐波分量。难道理想方波的带宽是无穷大？如果非要这么说，也没错，不过这对我们的实际工作没有任何指导意义。于是人们通过大量的试验总结发现，信号的绝大部分能量都集中在信号的前几次谐波分量当中。 方波，是一个频谱分量众多的信号，其包括了基波和高次谐波。它可以由很多个正弦波叠加而成。?而示波器的带宽是有限的，?所以使用示波器观察方波时，如果带宽不够，会把高次的谐波滤掉，方波看起来就像正弦波了 并且总结出信号带宽和上升时间的关系BW＝0.35/RT，BW是信号带宽单位为GHz，RT是上升时间单位为ns。我们来看看一个上升时间是10ns的信号，通过公式计算信号带宽是35MHz，而一个上升时间为1ns的信号，信号带宽就是350MHz。那么第一个信号我们就可以用100MHz的示波器来测量，而第二个信号用同一个示波器测试会有很大的失真。 ??? 这里我们说的是上升时间不是频率。也就是说如果同样是一个50MHz的信号，上升时间不同，信号带宽是不同的。但是实际当中我们更多情况下是不知道上升时间而只知道信号频率的。怎么办？那就近似推导吧。一般ASIC芯片的接口信号，上升时间大约是信号周期的百分之7。根据这个关系，代入上面的公式就可以得到带宽和频率的关系。BW＝5f。f是信号频率。这样，一个50MHz的信号，我们最好能用一个250MHz带宽的示波器来测量，才能得到一个很好的结果。 ??? 总结一下，信号带宽BW＝0.35/RT=5f。就是这样。*如果你测试的是一个理想的50MHz正弦波，用100MHz带宽的示波器够用么？ 二、示波器带宽（模拟带宽） 带宽是 示波器的重要指标之一，和放大器带宽定义相同，即所谓-3dB点，在 示波器输入端输入正弦波信号时，幅度衰减至原信号幅度的0.707倍的那个频率点，称之为 示波器带宽。也就是说，假如一个示波器的带宽为100MHz的话，用它测试一个频率为100MHz，振幅为1Vpp的信号时，最后所测的信号幅度只有100MHz，0.707Vpp了。 定义信号带宽的目的其实就是为了得到还原原始信号所需的频率量，通过这个频率量，就可以选择示波器的带宽。下面给出带宽队信号还原的影响：