Unternehmensnachrichten über Überwindung von Bandbreitenbeschränkungen in Oszilloskopen für präzise Messungen

Das Oszilloskop ist eines der wichtigsten Instrumente eines Elektronikingenieurs.Es kann elektrische Signale in Schaltkreisen durchschauen.Ob bei der Debugging komplexer Schaltkreise oder bei der Analyse der Signalqualität, Oszilloskope spielen eine unverzichtbare Rolle.

Wie jedes Präzisionsinstrument haben Oszilloskope jedoch ihre Grenzen.Die Bandbreite ist einer der wichtigsten, aber häufig missverstandenen Parameter.Diese unsichtbare Schwelle bestimmt den Frequenzbereich, den ein Oszilloskop genau messen kann.möglicherweise zu verzerrten Messungen und fehlerhaften technischen Entscheidungen führen.

Die Bandbreite des Oszilloskops bezieht sich auf die obere Frequenzgrenze, bei der das Instrument genaue Messungen durchführen kann.Es stellt den Frequenzpunkt dar, bei dem die Amplitude eines Sinuswellen-Eingangssignales bei 70 angezeigt wirdDieser Standard stammt aus Leistungsberechnungen, da die Leistung auf die Spannung im Quadrat bezogen ist, entspricht ein Spannungsabfall von 70,7% einer Leistungsreduktion von 50% (-3 dB).

Zum Beispiel zeigt ein 100MHz-Bandbreiten-Oszilloskop eine 100MHz-Sinuswelle mit 70,7% seiner wahren Amplitude an.

Bandbreitenbeschränkungen ergeben sich aus inhärenten physikalischen Eigenschaften der Oszilloskopschaltung:

• Verstärker/Dämpfer:Diese Komponenten passen das Signalniveau für die Anzeige an, aber Transistorkapazität und Induktivität verursachen bei höheren Frequenzen eine Verringerung des Gewinns.
• Kapazitative/Induktive Wirkungen:Intern Kondensatoren weisen mit steigender Frequenz abnehmende Impedanz auf, während Induktoren das gegenteilige Verhalten zeigen und die Signalübertragung gemeinsam verzerren.
• PCB Spuren:Selbst Schaltplattenbahnen zeigen eine frequenzabhängige Induktivität/Kapazität, die die Signalintegrität beeinflusst.

Die Bandbreite beeinflusst direkt die Messwirksamkeit. Überlegen Sie, ob Sie ein 500 MHz-Uhrsignal mit einem 100 MHz-Oszilloskop debuggen möchten. Der stark abgeschwächte Display könnte auf eine unzureichende Signalstärke hinweisen.potenziell fehlerhafte Schaltkreismodifikationen auslösenSchlimmer noch, Hochfrequenz-Harmoniken können als niedrigere Frequenzen bekannt sein, was zu Fehlinterpretationen führt.

Eine 500 MHz quadratische Welle enthält Harmoniken bei 1 GHz, 1,5 GHz usw. Eine unzureichende Bandbreite kann diese Komponenten in fehlerhafte Niederfrequenzwerte falten.

Ingenieure können Bandbreitenbeschränkungen durch verschiedene Ansätze mindern:

• Bandbreitenwahl:Für 100MHz-Signale wählen Sie 500MHz-Instrumente.
• Überlegungen der Sonde:Verwenden Sie Sonden, die der Bandbreite des Oszilloskops entsprechen oder diese überschreiten.
• Überproben:Hochwertige Oszilloskope können Hardware-Oversampling (Sampling über Nyquist-Raten) verwenden, um die Genauigkeit der Rekonstruktion zu verbessern.
• Ausgleich:Durch die Vorverarbeitung von Signalen kompensieren fortschrittliche Einheiten Bandbreitenverzerrungen.
• Frequenzreaktionskalibrierung:Einige Instrumente bieten eine Korrektur für ihre spezifischen Reaktionsmerkmale.

• Priorisierung von Oszilloskopen mit einer Bandbreite ≥ 5 × Signalfrequenzen
• Verwenden Sie leistungsfähige Sonden mit angemessener Impedanzgleichung
• Einführung von Differentialmessungen zur Ablehnung von Common-Mode-Rauschen
• Anwendung von De-Embedding-Techniken zur Entfernung von Steckverbinder-/Kabelartefakten

Das Verständnis der Bandbreitenbeschränkungen des Oszilloskops ermöglicht es Ingenieuren, fundierte Ausrüstungsauswahl und Messinterpretationen vorzunehmen, was besonders für die Analyse von Hochgeschwindigkeitskreisen von entscheidender Bedeutung ist.Während Oszilloskope weiterhin ein leistungsfähiges Diagnosewerkzeug sind, hängt ihre Wirksamkeit letztlich von den technischen Kenntnissen und analytischen Fähigkeiten des Nutzers ab.